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–Cuénteme.

–Yo me doctoré trabajando con plasma-focus, que son equipos donde se constituyen plasmas densos y que, inicialmente, estaban pensados para generar energía a partir de fusión nuclear. En este sentido, se ha comprobado que si se “escala” el equipo no se llega a producir más energía que la que uno le entrega, de modo que actualmente tienen otro tipo de aplicaciones. Por ejemplo, generan radiación X y neutrones para diversas aplicaciones. Cuando terminé el doctorado empecé a analizar la aplicación de esos equipos para tratamientos de materiales y simultáneamente se abrió otra línea en el laboratorio, a la que me empecé a dedicar full time, que fue la línea de descargas arco. Fui dejando los plasma focus para tratamiento de materiales, porque la energía que se entrega es demasiado alta y, si bien se logra hacer un tratamiento del material, no es muy rentable económicamente. De modo que empezamos a trabajar con equipos de descarga arco. En principio, con el armado de esos equipos y después dentro del laboratorio me volqué con mayor énfasis al estudio de los materiales tratados. O sea: además de trabajar sobre el diseño de los equipos y la producción del plasma, examino los resultados que se obtienen en el tratamiento de los materiales.

–¿Qué es la descarga arco?

–Es una descarga que se realiza en una cámara en vacío, entre dos electrodos (un cátodo y un ánodo). El cátodo, a tensión negativa y el ánodo, a una positiva. Las tensiones que se aplican en los arcos son relativamente bajas, pero las corrientes que circulan por estas descargas son muy altas, de alrededor de 100 amperes.

–Transcríbamelo a algo.

–En una casa las llaves térmicas son de 10 amperes, para que se dé una idea. La de un aire puede ser de 20. O sea que 100 es bastante más de lo que uno está habituado a manejar. Por lo general los electrodomésticos consumen por debajo de un ampere, no mucho más de eso. Para lo que es la vida cotidiana, es bastante. De esta manera, para que esa corriente pueda circular por sí sola se producen pequeños puntos muy calientes donde el material se vaporiza; la corriente, en lugar de distribuirse por toda la superficie, se concentra en puntos muy chiquitos.

–¿Eso naturalmente?

–Sí, es un proceso físico. Nosotros lo que hacemos inicialmente es poner un tercer electrodo por el cual circula corriente; cuando uno separa el electrodo, se hace una chispa. Esa chispa genera un plasma inicial, que es como si yo hubiera puesto un cable entre el cátodo y el ánodo, y cerré el circuito. Al cerrar el circuito, la corriente que yo tengo disponible en mi fuente empieza a circular. Y para poder circular tiene que generar las cargas que giran cerrando ese circuito, porque el cable ya no está más. Esas cargas se concentran en puntos muy chiquitos del electrodo, porque no hay nada de aire. Al estar en el vacío, no tiene ni aire ni gas para ionizar. Al concentrarse en puntos muy chiquitos vaporiza el material del cátodo, ioniza ese material y eso genera la cantidad de iones y electrones suficientes para que esa descarga se mantenga de forma autosostenida. Ese mismo proceso que genera iones y electrones para mantener la descarga también genera campos eléctricos y magnéticos que hacen que parte de estos iones sean acelerados hacia adelante. O sea, el ion tendría que volver al cátodo, que es el negativo. Pero en lugar de hacer eso, algunos adquieren suficiente energía como para salir expelidos hacia adelante. Eso es lo que llamamos “jet de plasma”, porque no sólo sale expelido el ion, sino que también arrastra electrones. A mí lo que me interesa son los iones, y esos iones que son expelidos para adelante constituyen alrededor de un diez por ciento de la corriente. Entonces si yo pongo un material delante del cátodo, estos iones se depositan.

–Son iones metálicos.

–Sí, el plasma que se genera en estos equipos es un plasma de un material metálico. No es un plasma gasesoso, que es el plasma al que estamos habituados: cuando hablamos de los tubos de gas, o de las descargas a presión atmosférica, lo que se ionizan son gases. En este caso, se ioniza un material metálico que primero se vaporiza y recién después se ioniza.

–¿Qué metal?

–Cualquiera puede ser. Nosotros hemos trabajado con cobre, ahora estamos utilizamos titanio y grafito. Lo que necesitamos es que sea conductor, porque por ahí tiene que pasar la corriente. Yo le dije que la descarga la hacíamos en vacío, pero también la podemos hacer con un gas a baja presión, por ejemplo se puede usar nitrógeno u oxígeno. Entonces, cuando se utiliza un material reactivo, el material que se vaporizó reacciona con ese gas y se puede depositar en lugar de directamente el metal, un compuesto, y obtener reacciones que no son viables de otra manera. Se necesita un alto grado de ionización para producir esas reacciones. Entonces, es posible obtener no sólo recubrimientos metálicos puros, sino recubrimientos de algunos compuestos. Esta técnica está usada industrialmente; en el país hay por lo menos dos empresas que tienen este tipo de arcos, que las utilizan para hacer recubrimientos de nitruro de titanio. Son los más usados.

–¿Para qué?

–Son de titanio y nitrógeno: hacen la descarga con un cátodo de titanio y en una atmósfera de nitrógeno. Esos recubrimientos se emplean en varias cosas. Como son dorados, se usan con fines decorativos. También sirven para endurecer metales o mejorar el rendimiento de elementos de corte. En general, se utilizan en herramientas que utilizan aceros rápidos. Se venden en la ferretería: las mechas doradas, por ejemplo, son mechas recubiertas con nitruro de titanio.

–¿Cómo fue el asunto? ¿La industria lo empezó a implementar tomándolo de un laboratorio?

–Hay dos formas. La primera: una de las industrias compró el equipo afuera, así como también el mantenimiento. La segunda industria, que se desarrolló en Córdoba, armó su equipo allá. Buscaron referencias de otros laboratorios, de otros equipos comprados y armaron el propio. Están las dos líneas: el que tiene un equipo de afuera con soporte de afuera y el “autóctono”.

–Existiendo un laboratorio como éste, uno podría pensar que las empresas podrían pedirle al laboratorio que hiciera determinadas cosas.

–Sí, aunque nunca nos han pedido nada. La empresa que compra la tecnología afuera no puede tener ningún tipo de relación, es top secret su equipo y no tenemos acceso. Con la gente de Córdoba hemos hablado en su momento, pero ellos ya tienen su equipo y lo crearon al mismo tiempo que nosotros estábamos desarrollando nuestro equipo acá. Ellos lo tienen optimizado para el tipo de tratamiento para el que lo quieren aplicar. En realidad, nosotros no nos dedicamos a la parte de nitruro de titanio. Una vez tuvimos un acercamiento con una persona que quería desarrollar una máquina para nitruro de titanio, estaba muy interesado en que le diéramos unas muestras y que probáramos para ver si funcionaba. El lo iba a desarrollar y nosotros le íbamos a dar el soporte técnico, pero cuando empezó a hacer cuentas le convenía traerlo de China antes que hacerlo acá. Es todo mucho más barato. De ahí, no sabemos.

–Debe haber otros lugares que lo necesitan y que por ahí no saben que su laboratorio existe.

–Sí, claro.

–Volvamos a su tema de investigación.

–Una de las líneas que tengo yo para tratamiento de materiales es el endurecimiento y la mejora en la resistencia al desgaste de aceros inoxidables. Los aceros que se tratan hasta ahora son aceros rápidos.

–¿Qué quiere decir eso?

–El acero inoxidable no se puede tratar a alta temperatura. Para que haya una buena adhesión de los recubrimientos, los aceros rápidos –que son aceros al carbono– se pueden tratar a temperaturas de 400/450 grados sin ningún problema, sin hacerle ningún cambio al acero en volumen. Pero el acero inoxidable, si uno le sube demasiado la temperatura, pierde las propiedades que tiene frente a la corrosión. El experimento nuestro consiste en obtener tratamientos que endurezcan la superficie por respuesta ante el desgaste pero a menor temperatura de lo que son los recubrimientos comerciales, sin perder adhesión. Uno usa alta temperatura justamente porque las temperaturas generan una mejor adhesión. De modo que nosotros estamos investigando en aceros de los que no se ocupan las empresas que hacen estos tratamientos. Esto lo estamos haciendo en colaboración con otro grupo.

–A lo mejor, leyendo esto, alguien se inspira y recurre a ustedes.

–Quién sabe.