Charla electroquímica con Toribio Fernández

1989/03/01 Irazabalbeitia, Inaki - kimikaria eta zientzia-dibulgatzaileaElhuyar Fundazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria

La Facultad de Ciencias Químicas de Donostia es muy joven. Comenzó hace catorce años en la casa Joan XXIII, junto al cementerio de Altza, y desde hace tres años se encuentra en una nueva y funcional casa en el campus de Ibaeta. Siendo una facultad nueva y con un número reducido de alumnos, la Universidad del País Vasco está a la cabeza en investigación. El estudio se centra en el campo de los polímeros o plásticos y con el objetivo de conocer en qué consiste el equipo de electroquímica local, hemos acudido a su director, Toribio Fernández. Transcribimos a continuación las palabras de este simpático hombre nacido en la montaña de León.

Elh.- ¿Nos puedes explicar la historia del grupo electroquímico?

Toribio Fernández, jefe del Grupo de Electroquímica de la Facultad de Química de San Sebastián.

Toribio Fernández.- La historia ha tenido bastantes altibajos. Como tú sabes, es habitual que haya incidencias en las nuevas facultades.

Yo soy electroquímico de estudio, pero cuando vine a la facultad comenzaban las investigaciones sobre polímeros, que son la especialidad principal que se enseña en esta facultad. Entonces no teníamos grandes recursos. Sin embargo, en torno a 1981 los de Roca Solana de Madrid nos dejaron un par de potenciostatos y comenzamos a trabajar con estas herramientas. Trabajábamos en polimerizaciones iniciadas con parejas redox y pensamos que en lugar de usar pares redox podríamos utilizar electrodos. Así que empezamos a trabajar en electropolimerización.

Por otra parte, mi formación ha estado relacionada con la corrosión y dado que estando en Euskal Herria no había ningún grupo que estudiara la corrosión, pensamos que también debíamos investigar sobre la corrosión. Además, de esta manera nuestra investigación estaría más relacionada con las exigencias y necesidades del medio ambiente social. Por lo tanto, comenzamos a analizar la corrosión hacia 1982.

Elh.- ¿Cuántas personas estáis trabajando actualmente en equipo?

T.F.- En el equipo estamos trabajando unas doce personas. Nueve o diez facultades y otras en INASMET y LABEIN. Con estos dos centros tenemos una estrecha relación científica.

Elh.- ¿Qué tipo de investigación hacéis: teórica o práctica?

T.F.- Es una investigación teórica que nosotros realizamos, pero que utiliza una perspectiva muy práctica. El trabajo que estamos desarrollando con INASMET y LABEIN está dirigido a procesos tecnológicos de gran interés práctico. La puesta en marcha de procesos prácticos de interés industrial requiere de una formación teórica que aquí se realiza en la facultad. La parte práctica se realiza en INASMET y LABEIN.

Elh.- ¿Cuáles son las líneas de investigación que desarrolla su equipo?

T.F.- Existen dos líneas principales: la generación electroquímica de polímeros (somos el único grupo del Estado que trabaja sistemáticamente en este tipo de trabajos) y la corrosión. En el campo de la investigación básica y en lo que se refiere a la generación electroquímica de polímeros, se pretende conocer la formación de estos polímeros, el proceso que se produce en la interfase entre el electrodo y la solución. En ocasiones el polímero se forma en disolución, en otras se forman productos no poliméricos en la superficie del electrodo y en otras. ¿Qué gobierna?

Trabajando en el laboratorio de electroquímica.

Nosotros queremos saber eso. El descubrimiento que aparece en la literatura es empírico; se van a poner unos determinados disolventes y electrolitos y la conclusión es la misma. Nosotros queremos saber el porqué de esto y aplicarlo después para solucionar problemas prácticos. Trabajamos en la creación de polímeros no conductores. Con ellos pretendemos superar los procesos de electrodeposición que actualmente se utilizan para proteger los automóviles. Estos métodos permiten suministrar a los procedimientos anticorrosivos de los automóviles una garantía de entre 8 y 10 años. Nosotros queremos crear películas de polímeros in situ sobre el metal.

Otra rama de gran actualidad en electropolimerización es la de los polímeros conductores. Cuando nosotros empezamos en este campo hace cinco años, no estaba de moda. Los polímeros conductores pueden tener grandes aplicaciones en el futuro: pinturas anti-radar, nuevos sensores químicos y biológicos, nuevas baterías ligeras, nuevos electrocatalizadores, microelectrónica, etc.

Estamos desarrollando nuevos métodos electroquímicos que ayuden a tomar decisiones rápidas en la industria en materia de corrosión. Quiero decir que me viene el industrial diciendo que tiene que comprar nuevas cubas para el transporte del ácido triocilínico y que le ofrecen dos tipos de acero diferentes y que él quiere saber cuál es el más adecuado. Estamos en condiciones de responder a través de unos test en diez minutos. En su caso se le indicará el tipo de acero más conveniente.

Elh.- También estáis trabajando en biocorrosión, ¿no?

T.F.- Sí, y estos procesos tienen un gran interés. Según el medio ambiente en el que viven las bacterias, pueden producir productos que pueden dar lugar a procesos de corrosión muy localizados. Las bacterias, por su parte, pueden generar procesos de corrosión que deterioren cualquier estructura a larga distancia. La de las bacterias que reducen el sulfato es un buen ejemplo y a través de un proceso anaeróbico crean sulfuro en ambientes con gran contenido de materia orgánica. El olor a huevo podrido presente en algunos arroyos, alcantarillas y pantanos es debido a la reducción anaeróbica que realizan las bacterias.

Para ver el daño que pueden causar estas bacterias tomemos el caso de la bahía de Pasaia. La contaminación por la causa de las papeleras es elevada y por tanto elevada concentración de sulfuros. El agua de refrigeración que toma la central termoeléctrica de Lezo desde la bahía de Pasaia tiene una gran concentración de sulfuros y se forman orificios en los nuevos intercambiadores de calor durante dos o tres días. El nuevo intercambiador de calor no está protegido por la capa de sulfuro como los antiguos. Por tanto, los intercambiadores antiguos se comportan como cátodos y el nuevo se comporta como ánodo, perforándose en pocos días.

Nosotros tratamos de simular el proceso bacteriano mediante métodos electroquímicos y estamos desarrollando unos tests rápidos para conocer el comportamiento de los materiales en diferentes condiciones. Si hiciéramos cultivos bacterianos para lograr este objetivo, necesitaríamos entre 15 y 20 días para llegar a la misma conclusión. Nosotros queremos conseguir la conclusión mediante un procedimiento electroquímico adecuado y conciso, es decir, conocer el comportamiento del material.

Oculares del microscopio.

Este es un tema muy atractivo. De hecho, son miles las bacterias que dependiendo del medio ambiente pueden alterar el metabolismo, dando lugar a estructuras metálicas y sustancias que atacan a los plásticos.

Fdo.- Como hemos podido comprobar, han firmado un convenio con la Diputación Foral de Gipuzkoa para el estudio de las aguas potables. ¿Qué trabajo tenéis que hacer?

T.F.- Tenemos que hacer un estudio muy bonito sobre la corrosividad de los suministros de agua de la provincia. Todas las aguas potables son diferentes desde el punto de vista físico-químico y además actúan de forma diferente. En los embalses y depósitos se han colocado pruebas de cobre, acero galvanizado, acero dulce y acero fundido y se analiza su comportamiento frente a la corrosión en base a la pérdida de peso de los mismos. Asimismo, desarrollaremos procedimientos para simular en laboratorio lo que ocurre en la naturaleza mediante procesos electroquímicos. Queremos desarrollar métodos rápidos para simular en laboratorio el ataque que sufrirán pruebas sumergidas en el agua durante tres años. ¿Cuál es el objetivo? Pues que cuando desde el Ayuntamiento o desde la Diputación nos dicen que quieren utilizar un nuevo material en su sistema de abastecimiento de agua, entre todas las ofertas se pueda conocer lo mejor de la corrosión.

Elh.- ¿Cuál es vuestro proyecto con LABEIN?

T.F.- Estamos realizando junto con LABEIN un estudio de corrosión ambiental. Ellos están haciendo un desarrollo tecnológico y práctico y nosotros sacamos conclusiones científicas. En este trabajo ya hemos realizado varias tesis doctorales.

Aceros, aluminio, cobre, etc. estamos estudiando la corrosión que se produce cuando se dejan en el aire. El objetivo final de este estudio es la realización de un mapa de corrosión del País Vasco que determine el efecto corrosivo de los distintos tipos de atmósfera del País Vasco. Esto se ha hecho en otros pueblos.

Elh.- No me parece muy fácil hacer ese trabajo. La situación de la atmósfera en un lugar depende de muchos factores variables.

T.F.- Ahí está la clave. Nosotros hemos instalado entre 10 y 12 estaciones de medida en diferentes atmósferas urbanas y rurales. Hemos desarrollado un método matemático-estadístico de tratamiento de datos y hemos obtenido una primera aproximación teórica. De ahí y dependiendo de los parámetros de cada lugar, podemos conocer la cinética corrosiva de un determinado tipo de acero. Posteriormente, utilizando este modelo estadístico e introduciendo datos de contaminación, meteorología y otros datos de diferentes lugares del País Vasco, podemos obtener la corrosión teórica del País Vasco.

Polipirrol obtenido a intensidad de corriente constante y oxidación anódica.

Así se ha hecho en muchos lugares. A mí no me parece muy fiable este método para nuestro caso. En la otra población hay vientos predominantes o la climatología está muy definida, pero en la nuestra no existe. Los estudios realizados sobre la situación de Bilbao han demostrado que esta situación no se repite en ningún otro lugar de Europa. Es por ello que en el País Vasco se deberían instalar al menos 60-70 estaciones de medida para el estudio de la corrosión y la realización simultánea de mapas de corrosión in situ.

Otro de los proyectos con LABEIN es el estudio del estado de corrosión de la armadura de hormigones siderúrgicos.

Elh.- Anteriormente ha mencionado también a INASMET. ¿Qué hacéis con ellos?

T.F.- Con INASMET estamos trabajando en la corrosión. La verdad es que ha costado mucho la colaboración. Ellos trabajan el aspecto técnico y nosotros el científico. Sus puntos de vista y nuestros puntos de vista son totalmente diferentes, pero la necesidad de vincularlos de alguna manera ha sido muy positiva. Ellos nos han animado a utilizar parámetros de interés tecnológico inmediato en la investigación básica y nosotros, desde el punto de vista científico, les hemos proporcionado información que les ha resultado útil para resolver problemas tecnológicos.

C

Creo que la colaboración con estos centros es muy positiva y muy positiva, ya que ellos no tienen la visión científica que tenemos y no tenemos la capacidad que tenemos de dar respuesta inmediata a los problemas tecnológicos, por lo que el trabajo conjunto de ambas partes puede dar frutos.

Elh.- ¿De dónde obtenéis subvenciones para llevar a cabo vuestros trabajos?

T.F.- Obtenemos de diferentes fuentes de financiación: Las fuentes son la Universidad del País Vasco, el Gobierno Vasco, CAICYT (ahora Dirección General de Investigaciones Científicas y Técnicas) y la Diputación Foral de Gipuzkoa. Sin embargo, la mayor ayuda (aunque no sea competencia en su poder) la recibimos de la Diputación Foral de Gipuzkoa y de otros colectivos que trabajan en la Facultad. En mi opinión, es de agradecer profundamente la apuesta de la Diputación Foral de Gipuzkoa por impulsar la investigación.

Elh.- ¿Tienen alguna relación con otros centros de investigación al margen de INASMET y LABEIN?

Metal recubierto de politiofeno.

T.F.- Estamos trabajando con otros grupos de la Universidad del País Vasco. Por ejemplo, con la Facultad de Informática. Desde el punto de vista de la corrosión se está trabajando en el tratamiento de las imágenes. Mediante un microscopio se analiza la superficie del metal y se almacenan las imágenes obtenidas. Los de informática están desarrollando un programa que decidirá hasta qué punto la superficie está atacada con estas imágenes.

Por otro lado, tenemos estrechas relaciones con otros centros del Estado como el Instituto Roca Solano, el Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas, la Universidad de Santiago de Compostela y la Universidad Autónoma de Madrid. Nuestras personas de laboratorio trabajan varios días al año en estos centros para trabajar o intercambiar ideas con nuevas técnicas como la microscopía de efecto túnel.

También enviamos a los miembros del grupo fuera del Estado para que vean que el nivel de investigación que se realiza en el mismo es equivalente a lo que nosotros hacemos y se confidan del valor de su trabajo. A nivel europeo tenemos estrechas relaciones con la Universidad de París 7 y con la Universidad de Southampton. Estamos a punto de iniciar relaciones con universidades sudamericanas.

Elh.- ¿Quieres terminar con algo más?

T.F.- Creo que hay que destacar el trabajo que se está realizando en los centros de la Universidad del País Vasco, y sobre todo en la Facultad de Química de San Sebastián, en materia de investigación. Quizá la gente de la calle no tenga conocimiento de ello y nosotros, los investigadores, somos los más culpables, porque no sabemos sacar a la luz lo que hacemos. Creo que el trabajo destacable que se está haciendo aquí en los laboratorios de la Facultad es que tenemos que enseñarlo a la gente, que le debemos una explicación (como usamos dinero público). También quiero agradecer la oportunidad que nos ha dado Elhuyar para sacar a la luz nuestro trabajo.