Los plásticos pueden ser tan valiosos como el diamante: sus aplicaciones especiales y espaciales
Javier C. Quagliano Amado. Departamento de Química Aplicada, Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa (CITEDEF).
Los plásticos son considerados como materiales muy útiles e indispensables para la vida actual. Sin embargo se les da un menor valor que a otros materiales debido a que sus principales usos son en aplicaciones en los cuales se los desecha, como por ejemplo envases y embalajes para alimentos. Sin embargo, la familia de los plásticos es muy grande. Los plásticos más utilizados son el polietileno de baja densidad (LDPE) y de alta densidad (HDPE), polipropileno (PP), polietilentereftalato (PET), policloruro de vinilo (PVC), poliestireno (PS), y composiciones de polímeros incluídos en “la categoría 7”, como puede verse en muchos productos plásticos. Estos a veces son conocidos como los “Siete grandes”, dada la masividad de su uso.
Sin embargo, existen otros miembros de la familia de los plásticos a pesar de ser menos conocidos, son muy valiosos y únicos por su funcionalidad excepcional. Es por ejemplo el caso del Kevlar, nombre comercial de una poliaramida (poliamida aromática), que fue el único material posible para su uso en los paracaídas de las naves espaciales que aterrizaron en Marte, como las misiones Viking y Pathfinder. En este sentido, su valor aquí fue mayor que el diamante más caro. Aún así, el Kevlar es utilizado en numerosas aplicaciones de alta demanda (siendo la más conocida la tela de los chalecos antibalas para protección personal), por ese motivo su precio fue reduciéndose para que su uso se masifique.
Otro ejemplo
Elastómeros especiales son utilizados en propulsantes compuestos para cohetes de combustible sólido. Los propulsantes sólidos se usan para impulsar los llamados vectores, es decir, los vehículos aeroespaciales, ya sean o no guiados de alguna manera, generalmente no tripulados. En los propulsantes sólidos el combustible es un sal oxidante englobada en una matriz de elastómero, que cual es a la vez otro combustible. Este elastómero es un poliuretano derivado de un tipo especial de polibutadieno llamado “hidroxi-terminal”.
Esta es una variante del mismo polibutadieno utilizado en algunos tipos de neumáticos. Este polibutadieno hidroxi-terminal, o PBHT, se hace reaccionar con isocianatos para formar un poliuretano elastomérico. Este poliuretano es una matriz elástica, formada por un red de enlaces químicos que contiene una carga alta de oxidante (perclorato de amonio), carga que llega a ser hasta del 80% (aunque generalmente va de 60 a 65% en peso). El PBHT es uno de los pocos polioles que admiten esa alta cantidad de carga de relleno. Prácticamente es el material de elección para este fin desde su invención a fines de los años 60.
En el Departamento de Química Aplicada del Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa (CITEDEF), dependiente del Ministerio de Defensa, se investiga este tipo de polímeros, y se utilizan en la preparación de las formulaciones propulsantes. Hasta el momento estos materiales son de origen extranjero, sin embargo es posible adquirirlos y adecuarlos a las necesidades. Aparte de su rol como ligante (“binder”) en el propulsante, el PBHT es formulado convenientemente con cargas minerales para obtener pinturas especiales (llamadas “inhibiciones”) las cuales se aplican en la cara interna de los tubos motor cohete. El objetivo es brindar una protección a la carcaza de muy altas temperaturas que se generan por la combustión del propulsante (del orden de 2000 a 3000°C).
En el área de cohetería existe un considerable desarrollo en nuestro país. Las actividades se remontan a la década del sesenta y setenta, cuando la Fuerza Aérea Argentina coordinó el lanzamiento de varios cohetes, incluso con animales para experimentación (el famoso mono Juan). Luego de un período de abandono se volvieron a realizar lanzamientos de cohetes con propulsante sólido en base a PBHT entre 2009 (Gradicom I) y 2011 (cohete Gradicom II) orientados a investigaciones de la atmósfera. Desde 2020 se está tratando de volver a recuperar estas capacidades. Una aplicación específica activa es el sistema de lanzadores múltiples CP-30, desarrollado primeramente en CITEDEF y operacional en el Ejército Argentino. Otra área diferente de avance en el tema de vectores se centraliza en el uso de combustibles líquidos, como los usados por el cohete Tronador, desarrollado por la Comisión Nacional de Actividades Aeroespaciales y orientado a desarrollos satelitales. El desarrollo de estas actividades es fundamental para que nuestro país se mantenga como una nación aspirante a adoptar las principales tecnologías de los países desarrollados.