Un estudio reciente ha logrado el desarrollo de recubrimientos sostenibles para el acero al carbono, una aleación muy utilizada en la industria, como alternativa a los derivados del petróleo. Los recubrimientos están compuestos de polímeros que se endurecen al exponerlos a la luz ultravioleta, obtenidos hasta en un 82 % a partir de materias primas renovables. Estos nuevos materiales presentan propiedades mecánicas ajustables, alta transparencia, estabilidad térmica y buena resistencia al desgaste. Además, la formulación con mayor contenido en materiales renovables fue la que mostró mejor adhesión y resistencia a la abrasión, confirmando su potencial como recubrimiento sostenible de alto rendimiento.
La sostenibilidad no tiene por qué estar reñida con el rendimiento de los materiales. Investigadores del Grupo de Ciencia de Materiales e Ingeniería Metalúrgica de la Universidad Politécnica de Cartagena (TribUPCT) y de la Universidad Técnica de Riga (Letonia) hemos establecido una colaboración para obtener recubrimientos protectores para metales de uso industrial sostenibles y con, al menos, el mismo rendimiento que los tradicionales.
Para lograr ese objetivo preparamos, en primer lugar, tres nuevas composiciones poliméricas diferentes, obtenidas a partir de distintas proporciones de aceite vegetal y de un reactivo basado en otros materiales biológicos renovables, que son capaces de endurecerse con luz ultravioleta (fotocurables). Este tipo de curado no necesita hornos y evita el uso de disolventes, lo que permite reducir el impacto ambiental desde el inicio. Además, su sencillez y rapidez pueden resultar decisivas en aplicaciones industriales.
Una vez obtenidas las nuevas formulaciones, nuestro objetivo fue comprobar si estos nuevos materiales, además de ser más respetuosos con el medio ambiente, podían sustituir a los recubrimientos derivados el petróleo que se usan para proteger metales en condiciones ambientales y de funcionamiento severas, como el acero al carbono. Para entender cómo se comportaban, empleamos diferentes técnicas de análisis que determinan su resistencia, flexibilidad, adherencia al acero y comportamiento frente al desgaste. También analizamos ciertas propiedades para escenarios de aplicación más específicos, como su transparencia y su estabilidad al someterlos a temperaturas elevadas.
Versatilidad y resistencia
Tras los análisis observamos que, ajustando la proporción de los componentes del polímero, podíamos obtener recubrimientos más o menos rígidos. Esta versatilidad resultó especialmente interesante porque permite adaptar las propiedades del material según el tipo de aplicación. Además, todos los recubrimientos mantenían una transparencia muy alta y soportaban bien la temperatura, algo que no siempre es fácil de conseguir en materiales obtenidos a partir de biomasa renovable.
Los ensayos de resistencia frente al desgaste abrasivo o rayado mostraron que ninguno de los recubrimientos se rompía, incluso a cargas elevadas, por lo que no quedaba el acero al descubierto. Esto indica que, a pesar de su origen renovable, los recubrimientos poliméricos que hemos desarrollado son suficientemente resistentes para trabajar en condiciones exigentes.
Entre todas las formulaciones, destacó especialmente la que tenía mayor cantidad en aceite vegetal. Ésta presentaba una mejor adhesión al acero y, además, sufría un menor daño frente a la abrasión, tanto al aplicar cargas cada vez mayores, como en ensayos de multirrayado, es decir, cuando se hacen muchos rayados consecutivos a la misma carga. Estos resultados se deberían a la mayor flexibilidad de esta composición, lo que le permite soportar esfuerzos repetidos sin fracturarse mejorando su durabilidad.
También estudiamos cómo respondían los materiales frente al deslizamiento continuo, como ocurre en mecanismos con fricción. De nuevo, el recubrimiento con mayor contenido en aceite vegetal fue el que mejor protegió la superficie. Cuando aplicamos lubricantes ecológicos basados en líquidos iónicos, el comportamiento de estos recubrimientos mejoró aún más, ya que la fricción se redujo notablemente y el desgaste, en algunos casos, fue incluso menor que el que se observa en recubrimientos derivados del petróleo.
Una alternativa a los recubrimientos sintéticos
Estos resultados muestran que los nuevos recubrimientos obtenidos, basados en biomasa renovable, son una alternativa más sostenible que puede igualar o incluso superar el rendimiento de los recubrimientos sintéticos más comunes. Que sean capaces de combinar transparencia, buena adhesión, resistencia mecánica y estabilidad frente al desgaste abre la puerta a un uso industrial real y competitivo. Este trabajo confirma que aún queda margen para desarrollar materiales sostenibles que reduzcan el impacto ambiental sin perder rendimiento y eficacia.
Referencia:
Martínez-Rubio, P.-M., Platnieks, O., Avilés, M.-D., Jurinovs, M., Pamies, R., Veseta, M., Carrión-Vilches, F.-J., & Gaidukovs, S. (2026). High-performance bio-based UV-curable coatings with tunable mechanical and tribological properties. Progress in Organic Coatings, 213, 109949. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2026.109949
Autores del artículo divulgativo:
María Dolores Avilés, Pablo Manuel Martínez Rubio, Ramón Pamies y Francisco J. Carrión-Vilches
Grupo de Ciencia de Materiales e Ingeniería Metalúrgica
Universidad Politécnica de Cartagena
Fuente: Scientias
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