El Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la spin-off Nanostine han desarrollado un innovador recubrimiento para satélites que protege contra el efecto multipactor, una descarga de electrones que puede causar daños irreparables en el espacio. Este recubrimiento, basado en nanopartículas de oro y plata, presenta mejoras significativas respecto a los materiales actuales, reduciendo la emisión de electrones secundarios en un 30% y siendo un 300% más eficiente en la energía de corte. La investigación, respaldada por la Agencia Espacial Europea (ESA), busca ofrecer una alternativa sostenible al Alodine, material perjudicial para la salud y el medio ambiente. La patente ya ha sido solicitada y se espera que estos recubrimientos sean comercializados principalmente en el sector aeroespacial.
El Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en colaboración con la spin-off Nanostine, ha presentado un innovador recubrimiento para componentes de satélites que protege contra el efecto multipactor. Este fenómeno, caracterizado por una descarga masiva de electrones en componentes de radiofrecuencia y microondas en condiciones de vacío, puede causar daños irreparables a dispositivos como antenas de comunicación.
Los avances logrados con este nuevo recubrimiento han sido publicados en la revista Applied Surface Science y están protegidos mediante una patente. La Agencia Espacial Europea (ESA) ha colaborado estrechamente en esta investigación, que busca mitigar los riesgos asociados al efecto multipactor, un desafío que la ESA ha enfrentado durante más de cuatro décadas.
A pesar de los esfuerzos realizados, hasta ahora no se había logrado desarrollar un recubrimiento óptimo. La mayoría de las soluciones actuales utilizan Alodine, un material que plantea problemas ambientales y de salud, lo que ha llevado a su posible prohibición. “Necesitamos alternativas efectivas, ya que las propuestas anteriores no cumplen con los estándares requeridos por el sector aeroespacial”, señala Lidia Martínez, investigadora del CSIC en el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM).
El equipo del ICMM ha desarrollado una solución innovadora al modificar la rugosidad superficial a nivel nanométrico, utilizando un recubrimiento basado en nanopartículas de oro y plata. Este enfoque permite obtener recubrimientos metálicos nanoestructurados que no solo reemplazan al Alodine, sino que además ofrecen mejores prestaciones.
La ESA exigía características específicas para el nuevo material, incluyendo un bajo rendimiento en la emisión de electrones secundarios, que son responsables del efecto multipactor. El recubrimiento desarrollado reduce esta emisión en un 30% comparado con el Alodine. Además, presenta una eficiencia notablemente superior: “Nuestra fórmula es un 300% más eficiente en términos de energía de corte”, destaca Martínez.
Esto significa que el nuevo recubrimiento produce menos electrones secundarios cuando los electrones impactan su superficie, lo cual es crucial para prevenir el efecto multipactor.
La fabricación del recubrimiento se realiza mediante tecnologías de ultra alto vacío, lo cual facilita su implementación industrial. Este proceso se ha llevado a cabo junto a la spin-off Nanostine y gracias a un programa de Doctorado Industrial promovido por la Comunidad de Madrid. El investigador César Rodríguez-Castañeda ha sido parte fundamental en este desarrollo.
La ESA también ha contribuido a través del ESA Business Innovation Center, facilitando así una colaboración directa entre investigadores y las necesidades específicas de la Agencia. Todos los ensayos se realizaron en laboratorios homologados por la ESA.
Con la patente ya solicitada entre el CSIC y Nanostine, se ha establecido un acuerdo para comercializar estos recubrimientos enfocados principalmente al sector aeroespacial. Sin embargo, queda aún mucho trabajo por hacer: “El proceso para llevar un recubrimiento al espacio puede tardar alrededor de diez años; estamos ante resultados prometedores y hemos recibido comentarios positivos desde la ESA sobre nuestra solución”, concluye Martínez.
ICMM-CSIC Comunicación
| Cifra | Descripción |
|---|---|
| 30% | Reducción en la emisión de electrones secundarios comparado con Alodine. |
| 300% | Mejora en la eficiencia del nuevo recubrimiento respecto a los actuales. |
El efecto multipactor es una peligrosa descarga en avalancha de electrones que ocurre en componentes de radiofrecuencia y microondas cuando están en vacío, como el que hay en el espacio, y puede provocar daños catastróficos e irreparables en dispositivos como antenas de comunicación.
El CSIC ha desarrollado un recubrimiento para componentes de satélites que protege contra el efecto multipactor. Este recubrimiento está basado en nanopartículas de oro y plata y modifica la rugosidad de la superficie a nivel nanométrico, lo que mejora su rendimiento respecto a los recubrimientos actuales.
El nuevo recubrimiento disminuye en un 30% la emisión de electrones secundarios en comparación con el Alodine y es un 300% más eficiente en términos de energía de corte, lo que significa que tiene mejores prestaciones para prevenir el efecto multipactor.
La fabricación del recubrimiento se realiza con tecnologías de ultra alto vacío, lo que facilita su implementación a nivel industrial. Se ha desarrollado en colaboración con la spin-off del CSIC, Nanostine.
La investigación para llevar un recubrimiento al espacio puede tomar alrededor de una década, ya que es necesario seguir todos los pasos requeridos para su validación y comercialización.