Investigadores del CONICET y la Universidad Nacional de Mar del Plata trabajan en tanques de presión ultralivianos que cumplirán un papel importante en el lanzamiento de satélites producidos en Argentina.

Por Agustín Casa

Un equipo de científicos del Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales (INTEMA), del CONICET y la Universidad Nacional de Mar del Plata, trabaja en el desarrollo de tanques de presión ultralivianos de uso aeroespacial. Estos recipientes, realizados en materiales compuestos, se emplearán en el lanzador de satélites Tronador, un vehículo argentino que será construido en el marco del proyecto homónimo de la Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE).

¿Cuál es la función de estos recipientes? “Contienen gases presurizantes que son los que permiten que el combustible salga a la velocidad que es necesaria para lograr el despegue del cohete”, explica a Bacap Exequiel Rodríguez, doctor en Ciencia de los Materiales e investigador del CONICET en el INTEMA.

Los tanques están construidos en su totalidad en materiales compuestos resistentes, basados en fibras de carbono y nanocompuestos poliméricos. Para este proyecto, el equipo del INTEMA desarrolló diferentes tecnologías, por ejemplo, resinas poliméricas de alto desempeño.

“Todo material compuesto tiene fibras y tiene resinas que unen esas fibras. Esas resinas tenían que ser tales que no sufrieran ningún tipo de microfisura, que son las que pueden permitir que el gas que está dentro permee hacia afuera. Entonces, se hizo un desarrollo para mejorar la resistencia a la microfisuración de la matriz del material compuesto”, cuenta el ingeniero.

La aplicación de inteligencia artificial

Por otro lado, emplearon inteligencia artificial para el diseño estructural del recipiente con el objetivo de que este fuera lo más liviano posible. Para esta tarea fue central el papel de Juan Morán, un integrante del grupo que es especialista en métodos de inteligencia artificial como los algoritmos genéticos o evolutivos. Con esta técnica, simularon el comportamiento de la naturaleza y probaron millones de combinaciones posibles –de variables como ángulos de fibra, orientaciones y espesores– hasta encontrar la del mínimo peso.

La importancia de que estos tanques sean ultralivianos radica en que en la tecnología aeroespacial se presta mucha atención al peso de los componentes. “En un cohete, todo tiene que ser lo más liviano posible porque, cada kilogramo que se ahorra en la estructura del cohete, es un kilogramo más que se tiene de carga útil. Así que cada kilogramo que se ahorraran ellos, en este caso en los tanques, es un kilogramo más de capacidad de puesta en órbita. Así que nos dieron esa misión”, describe Rodríguez. 

Resultados y ensayos

Tras superar la fase de prototipo, el proyecto ahora se encuentra en etapas de calificación. Este período consiste en la validación de los resultados, a partir de la fabricación de numerosos recipientes y con la realización de ensayos en diferentes condiciones hasta alcanzar un resultado estadístico que indique que el recipiente es seguro en todas las condiciones. 

Para avanzar con este desarrollo científico tecnológico, el Grupo de Investigación en Materiales Compuestos de Uso Aeroespacial contará con un financiamiento de 15 millones de pesos, otorgados por la Agencia I+D+i del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación (MINCyT). Esto les permitirá escalar la producción y realizar ensayos. 

El objetivo del equipo del INTEMA es lograr un producto con un nivel de confianza suficiente para ser utilizado en el cohete y transferir la tecnología a una pyme de base tecnológica que se encargue de la fabricación.

Con la mirada al espacio

Hace una década que el grupo dirigido por Rodríguez comenzó a participar de proyectos llevados adelante por la CONAE y la empresa VENG SA, dependiente de la misma institución.

“Nos contactaron porque somos un grupo que venía trabajando en materiales compuestos para otras aplicaciones. Nuestra experiencia en el desarrollo de materiales hizo que pudiéramos aportar el desarrollo de resinas especiales, el diseño de componentes con materiales compuestos y la capacidad de fabricar y de hacer ensayos”, sostiene. 

El trabajo que realizan desde el INTEMA se enmarca dentro de los proyectos que forman parte del Programa de Acceso al Espacio de la CONAE, que fue relanzado a principios de noviembre por el MINCyT. Entre los desarrollos que prevé esta iniciativa, se encuentra la construcción de los lanzadores de satélites Tronador II y Tronador III. El programa tiene como objetivo colocar en órbita satélites nacionales y el desarrollo de la tecnología necesaria para realizar los lanzamientos en el país.

Con la mente en la transición energética

Al mismo tiempo que trabajan con tecnología de uso aeroespacial, Rodríguez y su equipo están muy interesados en utilizar el conocimiento y la experiencia adquirida en esos proyectos para el desarrollo de tecnología para facilitar la transición a fuentes renovables de energía.

En este sentido, llevan adelante una línea de investigación vinculada al desarrollo de tanques de presión para hidrógeno y están próximos a tener el primer prototipo de recipiente con capacidad para 50 litros, similar a un tanque de GNC. Entre las posibles aplicaciones, estos tanques se podrían usar en vehículos, para transportar hidrógeno o para almacenarlo.

En 2019, el grupo fue reconocido con la distinción Franco-Argentina a la innovación por el diseño de estos tanques para hidrógeno. “Hay mucho trabajo por hacer, pero hemos avanzado mucho desde el otorgamiento de ese dinero que nos permitió también superar algunas etapas. Son proyectos costosos, que requieren tiempo y dinero”, señala Rodríguez.

El uso de hidrógeno

Asimismo, el investigador del CONICET afirma que hay mucho para hacer en Argentina para lograr utilizar el hidrógeno en el sector industrial, para la generación de energía y para el transporte. 

“Hay que trabajar inteligentemente para ver si la infraestructura para el transporte de gas natural se puede utilizar para el transporte de hidrógeno y generar nuevas capacidades. Nosotros sabemos que podemos aportar en lo que tiene que ver con el almacenamiento y el transporte de hidrógeno, que va a ser algo muy importante en los años que vienen”, reconoce.

Además, el equipo del INTEMA piensa en distintos desarrollos relacionados a estos recipientes para hidrógeno, por ejemplo, lograr que sean reciclables una vez que finaliza su vida útil.

“Estamos muy interesados en profundizar nuestro trabajo en energía y transición energética. También estamos trabajando en diseños de molinos eólicos de eje vertical. Nos interesa mucho el tema y creemos que es muy importante trabajar en eso”, concluye.