Átomos de carbono ‘oxidados’ que blindan el patrimonio
La ULE demuestra la eficacia del óxido de grafeno para proteger rocas ornamentales / A través de la pulverización se pueden preservar los monumentos de las inclemencias meteorológicas.
El transcurrir del tiempo afecta a los monumentos, ya que son testigos de todo lo que sucede. No tienen paraguas para protegerse del agua, el granizo, la nieve, ni tampoco del viento, el frío o el sol, pero aguardan demasiado valor como para dejarse a la intemperie. La comunidad científica trabaja con la meta de encontrar una solución.
En este camino un trabajo liderado por la Universidad de León (ULE), en el que participan David González Campelo, María Fernández Raga, Ignacio Guerra Romero, en colaboración con José González-Domínguez, científico del Instituto de Carboquímica del CSIC, y Álvaro Gómez-Gutiérrez, de la Universidad de Extremadura, ha logrado demostrar una eficacia excepcional del óxido de grafeno como agente protector de rocas ornamentales del patrimonio cultural de piedra frente a las inclemencias meteorológicas.
Mediante una aplicación muy sencilla, por pulverización, se pueden recubrir piedras de un modo muy accesible, y dicho recubrimiento protege a los monumentos de las dañinas inclemencias meteorológicas (lluvias, cambios bruscos de temperatura…) de manera extraordinariamente eficiente, y muy superior a todos los recubrimientos conocidos para este tipo de materiales.
«Se hace uso de la nanotecnología del carbono para abordar una problemática de calado mundial, como es la conservación de nuestra historia y nuestra identidad, a través de nuestros monumentos de piedra que están expuestos a la intemperie. Además, el óxido de grafeno puede extraerse a partir de las reservas del carbón que tenemos, por lo que León está especialmente interesado en el desarrollo de esta tecnología», explica María Fernández Raga, profesora de la Universidad de León.
En esta línea, detalla que el óxido de grafeno es uno de los nanomateriales de carbono más hidrofílicos conocidos, por lo que puede manejarse en agua, sin aditivos, siendo su aplicación muy sencilla. «La química superficial del óxido de grafeno permite una fuerte interacción con la piedra, quedando perfectamente retenido en superficie y exhibiendo un excelente efecto protector», comenta para, a continuación, añadir que España es uno de los mayores productores mundiales de derivados de grafeno (cerca del 20% de la producción mundial), incluyendo al óxido de grafeno, por lo que su adquisición sería mucho más fácil y asequible, quedando todo el proceso dentro del territorio nacional.
Respecto a las ventajas, indica que, en primer lugar, el óxido de grafeno es una nanoestructura muy hidrófila, como se ha dicho, por lo que cabría pensar que una vez depositado sobre la piedra ornamental, pudiese favorecer la entrada o retención de agua en la masa, hecho que sería muy dañino para la piedra. Sin embargo, sucede justamente lo contrario. «Gracias a las excelentes propiedades de barrera que tiene esta nanoestructura, no permite el paso de determinadas sustancias, incluida el agua. Por lo tanto, puede aplicarse en agua e impermeabiliza la piedra frente a nuevas interacciones con el agua», confirma la profesora de la ULE.
En segundo lugar, Fernández Raga asegura que la protección otorgada es tremendamente duradera gracias a la fuerte interacción que existe entre óxido de grafeno y las piedras calizas y dolomitas, sobrepasando el efecto de otros protectores, mucho más caros y difíciles de aplicar, que no garantizarían la permanencia del tratamiento más allá de un periodo comprendido entre dos y cinco años. Tal es la eficacia del óxido de grafeno en este sentido que supondría «un ahorro enorme de los costes de restauración del patrimonio pétreo». Entre los valores añadidos de este recubrimiento también se incluye un intrínseco efecto biocida que evitaría la colonización de microorganismos que sean causa adicional del deterioro de la piedra.
El broche a las ventajas lo pone que, debido al tono suave que tiene la dispersión acuosa de óxido de grafeno, muy similar al de las piedras calizas y dolomíticas, se puede aplicar de un modo controlado para cambiar mínimamente o nada la estética original de la fachada. «Este es un aspecto crucial en monumentos, a los que hay que preservar su valor estético y artístico. Recubrimientos protectores hay muchos, pero derivan en incompatibles para piedras ornamentales en el momento en que alteran su aspecto original. Con el óxido de grafeno se puede proteger mucho más, modificando mucho menos o nada el color, brillo y estética global de la piedra», asegura.
Esta investigación, tal y como reconoce la profesora de la Universidad de León, surgió conversando en una barbacoa en el pueblo madrileño de Chinchón, donde este equipo había sido invitado gracias al programa de aceleradoras de talentos de la Fundación Rafael del Pino. Un punto de partida que ya se ha validado a escala de laboratorio con piedras dolomitas extraídas directamente de la cantera de Boñar (León), materia prima de su célebre catedral.
Esta invención está patentada tanto a nivel nacional como internacional. Por tanto, avanza Fernández Raga, que los siguientes pasos van a ser trabajar para explotar la patente en monumentos y situaciones reales a través de empresas expertas en el sector del patrimonio, o incluso no descartan crear una empresa de base tecnológica para realizar dicha explotación. También van a continuar con la investigación básica para desentrañar nuevos conocimientos sobre este proceso, así como investigar nuevos nanomateriales de carbono que puedan servir para este fin en distintos materiales de construcción ornamental, siempre bajo la premisa de la sostenibilidad, la asequibilidad y la alta eficacia.
Para este último punto tienen en marcha un proyecto financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación y varias fuentes de financiación a nivel regional. De hecho, obtuvieron el primer premio de Castilla y León en el concurso Desafíos Universidad Empresa 2020, y han recibido, además, varios premios prototipo y algún proyecto de la Universidad de León. «Cuando comenzamos José Miguel González y yo con el proyecto, teníamos muchas ideas, pero pocos recursos, sin embargo, luchamos porque estábamos convencidos y logramos los primeros resultados. Después se nos han ido uniendo muchos investigadores que han contribuido a la idea general, y en la actualidad hemos formado un equipo de hasta 15 colaboradores de la Universidad de León, del CSIC de Zaragoza, de la Universidad de Extremadura y de la Universidad de Valladolid, por lo que pensamos que nuestras investigaciones tienen un gran futuro», rememora.