Pais: Brasil

Fecha: 02 de Mayo del 2019

El estudio hace cien veces más productivos dispositivos microfluídicos por UNICAMP, Brasil

La tecnología desarrollada en la FEQ-Unicamp se aplica en reactores que producen compuestos químicos y biocombustibles. Los investigadores de la Facultad de Ingeniería Química (FEQ) de la Unicamp desarrollaron prototipos de dispositivos microfluídicos con capacidad de producción hasta 100 veces mayor que la de los productos disponibles actualmente, sin que ocurra pérdida de eficiencia. La tecnología se aplica en reactores que producen, por ejemplo, compuestos químicos y biocombustibles. Los estudios, coordinados por el profesor Osvaldir Pereira Taranto, rindieron un depósito de patente y la publicación de artículos en dos importantes revistas científicas de alto impacto. Los prototipos fueron desarrollados en el contexto de la investigación del ingeniero químico Harrson Silva Santana, investigador de postdoctorado y profesor colaborador en la FEQ. El trabajo está insertado en un área de conocimiento denominada microfluídica, que se ocupa de investigar el flujo de fluidos en dispositivos con dimensiones que varían de decenas a cientos de micrómetros. Para tener una idea de las proporciones involucradas, un micrómetro equivale a un millonésimo del metro oa la milésima parte del milímetro. De acuerdo con el profesor Osvaldir Taranto, coordinador de las investigaciones, la miniaturización de esos dispositivos es importante porque, cuando se reduce la escala, las tasas de reacciones químicas se vuelven más altas. En otras palabras, el proceso de producción gana en eficiencia. "Alguien puede afirmar: pero si los dispositivos son tan pequeños, la producción también es. Esto es verdad si tomamos en consideración sólo una unidad. Sin embargo, imagínese si multiplicamos el número de dispositivos por miles y los colocamos para funcionar de forma interconectada, como un cluster de computadora? En ese caso, la producción también ocurrirá a gran escala ", explica el docente. El desafío enfrentado por Harrson Santana y colaboradores, como el profesor João Lameu da Silva Jr., fue perfeccionar el proceso, al ampliar el tamaño de los dispositivos. Ha aumentado los equipos en 100 veces, lo que equivale a incrementar la capacidad de producción en la misma proporción. "La solución puede parecer simple, pero no lo es. No basta con simplemente aumentar el tamaño de los dispositivos y listo. Antes, hay que definir cuál es el tamaño ideal que deben tener, para que podamos ampliar la escala sin que el proceso pierda eficiencia ", detalla el investigador. Normalmente, prosigue el ingeniero químico, las dimensiones de los dispositivos microfluídicos se determinan a partir de la revisión de la literatura. "En nuestro caso, utilizamos el software para configurar el tamaño de los equipos. Es decir, primero simulamos y optimizamos el funcionamiento de los microdispositivos de forma virtual, para sólo después partimos para la fabricación propiamente dicha ", puntualiza Harrson Santana. La confección de los equipos, según Osvaldir Taranto, es un caso aparte. Después de la definición del tamaño y las especificaciones de los dispositivos, que presentan en su interior "obstáculos" que promueven la agitación de los fluidos y así ayudan en su homogeneización, se genera un archivo digital. Este se utiliza en una impresora 3D, que produce los microdispositivos a partir de un material polimérico. "Esta es una excelente solución, pues permite, por hipótesis, que alguien en China baje el archivo y fabrique los dispositivos localmente, sin ninguna dificultad", observa el docente de la FEQ. Santana añade que una de las ventajas de fabricar reactores tan pequeños es que son más baratos que los convencionales. "Para facilitar el desarrollo de los dispositivos, después de las simulaciones numéricas, utilizamos impresoras 3D de bajo costo para fabricar los prototipos de los dispositivos, lo que nos permite probarlos de forma mucho más rápida y con bajo costo de fabricación. Hoy conseguimos fabricar microdispositivos con un costo aproximado de R $ 10 en cuestión de horas ", aclara el investigador. Traducido del portugués. Seguir leyendo