En busca de la arcilla más preciada

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Un investigador de la Facultad de Ingeniería de la UNSJ trabaja en un proyecto para transformar arcillas de San Juan en nanoarcillas, es decir, en materiales trabajados a esa escala molecular que es la nanociencia. El producto final sería un combinado con polímeros o plásticos, material muy demandado por la industria. Pero, sobre todo, el resultado significaría la certeza de que esta provincia sería un valioso reservorio de esas arcillas.

 

Por Fabián Rojas

El Dr. Agustín Arroqui comenta que lo destacable del proyecto es su innovación, pero no desde el punto de vista de la combinación de nanoarcillas con polímeros (algo que a nivel país se trabaja) sino “que las arcillas de San Juan no habían sido evaluadas en un uso de este tipo”. Ese proyecto de investigación se denomina “Aplicación en Nanotecnología de Minerales de Arcilla de la Provincia de San Juan” y comenzó hace 14 meses. “Ahora transitamos los seis meses finales y estamos ansiosos de ver los resultados”, dice el investigador del Instituto de Investigaciones Mineras (IIM) de la Facultad de Ingeniería de la UNSJ. Los resultados, las certezas sobre el grado de aptitud de los materiales seleccionados en pampas sanjuaninas, llegarán luego de un arduo proceso de búsqueda, exploración e investigación con arcillas especiales, las cuales fueron convertidas mediante procesos físico químicos en nanoarcillas, es decir, en nanopartículas o partículas trabajadas a escala nanométricas (un nanometro es una milésima de millonésima de metro).

El proyecto fue presentado por el Dr. Arroqui ante el Gobierno de la Provincia de San Juan a través de una línea de financiamiento para proyectos de consultores o empresas pequeñas para desarrollar nuevas tecnologías o proyectos aplicados a la minería. “Desde la órbita privada hice una presentación y desde la Secretaría de Ciencia, Tecnología e Innovación y el Ministerio de Minería la evaluaron como muy innovadora”, señala Arroqui, quien tiene como consultora del proyecto a la Dra. Dolly Granados, también docente e investigadora de la Facultad de Ingeniería.

Agustín Arroqui, en la búsqueda de arcillas

Dr. Agustín Arroqui, en la búsqueda de arcillas

Transformación

Como se sabe, las arcillas han tenido diferentes aplicaciones desde la antigüedad y, de la mano de los grandes avances de la ciencia, algunas arcillas comenzaron a aplicarse a materiales con propiedades especiales. Esa aplicación de arcillas a materiales se encuadra en los desarrollos de nanotecnología. Respecto del trabajo de transformación en sí mismo de la arcilla, Agustín Arroqui explica: “No es que se utiliza la arcilla tal como viene de la naturaleza, sino que hay todo un proceso físico químico para transformar la arcilla natural en nanoarcilla. Las arcillas son hidrofílicas, es decir, son compatibles con el agua. Para la transformación físico química necesaria para crear nanoarcilla es preciso convertir ese material hidrofílico a algo que sea organofílico, o sea que sea compatible con líquidos orgánicos. Y los polímeros, derivados de hidrocarburos, en definitiva tienen compatibilidad con compuestos orgánicos. A su vez, no cualquier arcilla se puede utilizar, pero en líneas generales se puede decir que se asocian a las bentonitas. Parte del proyecto es identificar cuáles son los mejores recursos de la provincia para esta aplicación. Ya tenemos algunos resultados de arcillas que fueron transformadas en nanoarcillas y lo que viene hoy es evaluar cuánto mejorarán las características del polímero una vez realizada la mezcla”.

Desde hace unos años la industria y la tecnología aplica la nanoarcilla a los polímeros. Esa mezcla otorga al material final propiedades especiales que lo convierten en muy resistente. “Por ejemplo, parte de ese vehículo militar HMMWV o Humvee, de Estados Unidos, que actuó en la Guerra de Irak, tenía nanoarcilla en los polímeros de protección del vehículo. Hoy la industria automotriz es la principal demandante de nanoarcilla para mezclar con polímeros y construir los plásticos de los tableros de los vehículos de cierta gama”, grafica Arroqui.

Dra. Dolly Granados, consultora del proyecto.

Dra. Dolly Granados, consultora del proyecto.

Como señalan los investigadores, hay lugares en San Juan con gran abundancia de materiales arcillosos, como Calingasta, Iglesia, Ullum. Hay arcillas del Periodo Paleozoico convertidas en roca y muchas de ellas son las escogidas. Dice Arroqui: “Las arcillas con las que trabajamos son muy antiguas y no se encontraban en el lecho del río ni cerca del agua. Partimos de una base de información sobre la tipología de arcilla más apropiada en términos generales, pero la selección final del tipo se hará luego de realizados los informes de laboratorio”.

 

Hacia la mixtura final

Los investigadores de la UNSJ dicen que se hallan en el 75 por ciento de avance en el proyecto. ¿Esto que implica? “Implica que ya seleccionamos dos muestras que serán las que se van a ensayar con la mezcla de polímeros. Existe la expectativa de lograr un buen resultado en una comparación a nivel internacional, porque este tipo de desarrollos se realizan también en otras partes del mundo y se obtienen buenos resultados. Entonces lo que vamos a evaluar, más allá de haber obtenido nanoarcilla, es si los resultados impactan en la mejora de la calidad de polímeros y ponerlos en el contexto de resultados a nivel internacional”, define Arroqui.

Uso de reactivos: Una de las etapas del proyecto contempla la utilización de reactivos diferentes para lograr nanomateriales. Esta parte del programa fue incorporada para desarrollarla en el IIM de la UNSJ, con la idea de tomar distintos reactivos y realizar en base a su uso comparaciones de resultados en la producción de nanoarcilla.

El especialista del IIM cuenta que para las etapas iniciales del desarrollo creó, a nivel privado, un laboratorio básico para trabajar con la caracterización de la arcilla y su depuración. “Pero para las etapas superiores ya se depende de la disponibilidad de otras tecnologías. Dentro de los minerales de arcilla, que es todo un mundo de minerales, hay toda una variedad. La manera de estudiarlos es con equipos de Rayos X. Desde ese punto de vista, el Instituto de Investigaciones Mineras me brinda su apoyo como servicios a terceros, porque a su vez tengo subsidio para atender estos costos. Además estamos muy ligados con el Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales (INTEMA) de la Universidad Nacional de Mar del Plata y del CONICET, que se dedica a hacer la mezcla con polímeros”, apunta.

El informe final será en mayo o meses subsiguientes de 2019. Además de los informes de rigor, habrá una placa de polímero adicionado a nanoarcilla y otra sin adición de esos materiales. En esa instancia tal vez se pueda decir que San Juan es un lugar donde la arcilla es materia prima de la nanociencia y la alta tecnología. “En la provincia es la primera vez que se realiza un proyecto de este tipo y en el país existen desarrollos incipientes”, indican Agustín Arroqui y Dolly Granados. Por eso, San Juan puede ser el lugar de la arcilla más preciada.

 

Experiencia: Los materiales de nanoarcilla son muy demandados por la industria automotriz, electricidad, electrodomésticos y también pueden ser usados en aplicaciones medioambientales, como el tratamiento de aguas contaminadas. “De todas maneras, en cuanto a los resultados prefiero ser cauteloso y creo hoy que lo más importante es haber ganado experiencia en estos estudios”, advierte el Dr. Arroqui. “Esto se trata de un proyecto exploratorio, estamos explorando las posibilidades”, remarca, a su vez, la Dra. Dolly Granados.

 

Ficha: Agustín Arroqui y Dolly Granados son docentes e investigadores de la Facultad de Ingeniería de la UNSJ. Arroqui es licenciado y doctor en Ciencias Geológicas, mientras que Granados es ingeniera Química y doctora en Ciencias de Materiales.