{"id":202720,"date":"2012-08-22T14:15:50","date_gmt":"2012-08-22T17:15:50","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=202720"},"modified":"2015-11-09T16:54:14","modified_gmt":"2015-11-09T18:54:14","slug":"diamantes-versatiles","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/diamantes-versatiles\/","title":{"rendered":"Diamantes vers\u00e1tiles"},"content":{"rendered":"
\"El

EDUARDO CESAR<\/span>El interior del reactor donde crecen los diamantesEDUARDO CESAR<\/span><\/p><\/div>\n

En diciembre de 2002, la empresa Clorovale Diamantes, de la localidad de S\u00e3o Jos\u00e9 dos Campos, interior paulista, lanz\u00f3 comercialmente una nueva l\u00ednea de 30 fresas de uso odontol\u00f3gico con puntas recubiertas de diamante sint\u00e9tico. La principal novedad de estas fresas consist\u00eda en el hecho de que funcionan debido a la vibraci\u00f3n generada por ondas de ultrasonido, librando a los pacientes del molesto ruido del torno de las fresas convencionales que operan por rotaci\u00f3n ultrarr\u00e1pida. Y la promesa de un tratamiento con menos dolor, sin necesidad de recurrir al uso de la anestesia en la mayor\u00eda de los casos. \u201cPor ser m\u00e1s precisas, estas fresas de diamante no causan traumas innecesarios en los dientes\u201d, dijo en 2002 el f\u00edsico Vladimir Jesus Traba Airoldi, socio de Clorovale y pionero en el desarrollo de diamante CVD (sigla de chemical vapor deposition<\/em>, o deposici\u00f3n qu\u00edmica en fase de vapor) sint\u00e9tico en Brasil.<\/p>\n

Las investigaciones con diamante sint\u00e9tico, un material de color oscuro y opaco, empezaron en 1991, cuando Airoldi reanud\u00f3 su trabajo como investigador en el Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe) al cabo de concluir su posdoctorado en el Laboratorio de Propulsi\u00f3n a Chorro de la Agencia Espacial Estadounidense (Nasa, por sus siglas en ingl\u00e9s), en Pasadena, California. \u201cMi prop\u00f3sito consist\u00eda en encontrar un proyecto en la Nasa que contase con un importante contenido cient\u00edfico y al mismo tiempo un alto tenor de aplicaci\u00f3n\u201d, comenta.<\/p>\n

En ese entonces, los estudios con diamantes CVD sint\u00e9ticos eran sumamente te\u00f3ricos, no se ten\u00eda todav\u00eda una dimensi\u00f3n precisa acerca de lo que vendr\u00eda. Lo que se sab\u00eda era que, al igual que los diamantes naturales, los sint\u00e9ticos tienen propiedades f\u00edsicas y qu\u00edmicas equivalentes, tales como la resistencia a la corrosi\u00f3n, el alto grado de dureza, menor coeficiente de rozamiento entre los materiales s\u00f3lidos, mayor conductividad t\u00e9rmica y compatibilidad biol\u00f3gica. Debido a estas propiedades, se lo utiliza como lubricante s\u00f3lido en las bisagras de los paneles solares de sat\u00e9lites, por ejemplo.<\/p>\n

Asimismo, por ser un material con conductividad t\u00e9rmica m\u00e1s elevada que la de todos los otros materiales conocidos y con un gran rango de transmisi\u00f3n \u00f3ptica, que va desde el infrarrojo hasta el rayo X, el diamante sint\u00e9tico puede emplearse en herramientas de corte y abrasi\u00f3n, protectores de superficies contra la corrosi\u00f3n qu\u00edmica, herramientas m\u00e9dico-odontol\u00f3gicas, protectores \u00f3pticos y otras aplicaciones. \u201cA comienzos de la d\u00e9cada de 1990, ya se vislumbraba en Estados Unidos un mercado de miles de millones de d\u00f3lares, cosa que efectivamente sucede en la actualidad\u201d, informa. \u201cHoy en d\u00eda, cada chip de computadora tiene una base de diamante CVD pues disipa el calor m\u00e1s r\u00e1pido.\u201d<\/p>\n

Inicialmente, Airoldi pens\u00f3 en desarrollar diamantes sint\u00e9ticos para el \u00e1rea espacial, como disipadores de calor, lubricantes s\u00f3lidos y protectores \u00f3pticos. Con todo, debido a la amplia gama de propiedades del material, procur\u00f3 extender sus aplicaciones a productos que se emplean en el d\u00eda a d\u00eda. La elecci\u00f3n de la odontolog\u00eda como primera aplicaci\u00f3n industrial para el diamante fue fruto de una estrategia que contempl\u00f3 el hecho de que los odont\u00f3logos son profesionales que aprecian contar en sus consultorios con herramientas que marquen la diferencia en t\u00e9rminos tecnol\u00f3gicos, para atender mejor a sus pacientes.<\/p>\n

Para producir las puntas de diamante sint\u00e9tico destinadas a las fresas odontol\u00f3gicas, Airoldi cre\u00f3 la empresa Clorovale Diamantes en 1997. Acopladas a aparatos de ultrasonido en reemplazo de los tradicionales de rotaci\u00f3n, las mismas se venden actualmente a los mercados interno y externo. \u201cSomos la \u00fanica empresa del mundo que emplea el diamante CVD en el \u00e1rea de odontolog\u00eda\u201d, dice.<\/p>\n

\"166-169_diamante_esp50\"<\/a>El diamante CVD se produce en peque\u00f1os reactores como una cobertura en forma de piedra \u00fanica, con gases tales como el hidr\u00f3geno y el metano. Las fresas tradicionales tambi\u00e9n se recubren con diamantes artificiales HPHT \u2013sigla en ingl\u00e9s de High Presure, High Temperature <\/em>(alta presi\u00f3n, alta temperatura)\u2013 o naturales, pero siempre en forma de polvo soldado en una varilla de acero. En tanto, el diamante CVD nace y crece en la propia varilla met\u00e1lica, recubri\u00e9ndola en el espesor deseado. \u201cSon fresas que sufren un desgaste m\u00ednimo con el uso y tienen una vida \u00fatil superior a la de las fresas tradicionales\u201d, dice Airoldi. Asimismo, en su fabricaci\u00f3n no se emplean metales u otros residuos perjudiciales para el medio ambiente o para el paciente, pues las materias primas utilizadas son b\u00e1sicamente los gases hidr\u00f3geno y metano.<\/p>\n

Clorovale naci\u00f3 con financiamiento de la FAPESP mediante un proyecto en la modalidad de Programa de Investigaci\u00f3n Innovadora en Peque\u00f1as Empresas (Pipe). Desde entonces, otros cuatro proyectos han sido aprobados por la Fundaci\u00f3n en esa misma modalidad, aparte de dos proyectos tem\u00e1ticos y tres ayudas regulares a la investigaci\u00f3n concedidos al grupo de Airoldi en el Inpe. La empresa tambi\u00e9n recibi\u00f3 financiaci\u00f3n en 2006 mediante un proyecto de subvenci\u00f3n econ\u00f3mica de la innovaci\u00f3n aprobado por la Financiadora de Estudios y Proyectos (Finep), dependiente del Ministerio de Ciencia y Tecnolog\u00eda.<\/p>\n

El investigador cuenta actualmente con 12 patentes depositadas relacionadas con diamantes sint\u00e9ticos. La patente del diamante CVD ha sido concedida en Estados Unidos, Europa, Australia, Jap\u00f3n y China. \u201cLa adherencia del diamante al \u00e1rea met\u00e1lica es la parte m\u00e1s importante del invento, y es el objeto de la patente\u201d, informa Airoldi. Su grupo de investigaci\u00f3n, compuesto por alrededor de 30 personas entre investigadores, alumnos y posdoctorandos, ya ha publicado m\u00e1s de 150 art\u00edculos cient\u00edficos sobre diamantes. Como reconocimiento a su trabajo, en diciembre del a\u00f1o pasado, Airoldi se hizo acreedor al Premio Finep de Innovaci\u00f3n 2011 en la categor\u00eda Inventor Innovador. Fue galardonado tambi\u00e9n, en esa misma oportunidad, con\u00a0 el premio al mejor invento mundial, concedido por la World Intellectual Properties Organization (Wipo).<\/p>\n

Pese a estar rodeado de tan buenas calificaciones, este producto innovador reci\u00e9n conquist\u00f3 el mercado al cabo de un largo camino. \u201cAfrontamos muchas dificultades cuando empezamos a vender nuestro producto\u201d, dice Airoldi. Las ventas reci\u00e9n comenzaron a cobrar fuerza en 2009, cuando la empresa empez\u00f3 a exportar su producto, luego de contar con la aprobaci\u00f3n de la Uni\u00f3n Europea. Seg\u00fan la evaluaci\u00f3n del investigador, ese moroso tiempo de respuesta se debe al hecho de que los consumidores manifiestan reticencia ante una innovaci\u00f3n tecnol\u00f3gica brasile\u00f1a. \u201cIncluso fuera de Brasil, dado el car\u00e1cter diferenciado de nuestra tecnolog\u00eda, no resulta sencillo present\u00e1rsela a los potenciales consumidores\u201d, dice.<\/p>\n

Antes de salir al mercado, alrededor de 500 dentistas probaron las nuevas fresas, y los resultados se mostraron bastante prometedores. Seg\u00fan Airoldi, los profesionales que testearon los productos antes de su lanzamiento arribaron a la conclusi\u00f3n de que el tratamiento era indoloro en m\u00e1s del 70% de los casos, pues las fresas act\u00faan en la cavidad dental mediante vibraci\u00f3n, sin aplastar la dentina, que es la zona en donde se encuentran ubicados los filamentos nerviosos que le confieren mayor sensibilidad\u00a0 los dientes.<\/p>\n

Adem\u00e1s de las fresas con ultrasonido para odontolog\u00eda, en esa \u00e9poca la empresa desarroll\u00f3 otra, de rotaci\u00f3n convencional y punta de diamante CVD. La t\u00e9cnica para ambos tipos de fresas es similar. La diferencia radica en la forma de actuaci\u00f3n de la punta en el diente: por rotaci\u00f3n o por vibraci\u00f3n. \u201cComo en esa \u00e9poca la obtenci\u00f3n del diamante mediante el proceso CVD era muy cara, decidimos enfocar la producci\u00f3n solamente en las fresas con puntas acopladas a aparatos de ultrasonido, lo cual constitu\u00eda una novedad en el mercado\u201d, dice Airoldi.<\/p>\n

Casi diez a\u00f1os han pasado desde que Clorovale sac\u00f3 sus productos al mercado. En ese lapso, se han incorporado nuevos materiales a la rutina de los consultorios \u2013tales como resinas y materiales cer\u00e1micos que requieren puntas m\u00e1s eficientes en las fresas de rotaci\u00f3n\u2013 y el diamante CVD se ha vuelto m\u00e1s competitivo en lo atinente a costos en comparaci\u00f3n con el tradicional. Ante este nuevo panorama, la empresa decidi\u00f3 ampliar su foco de actuaci\u00f3n y actualmente produce tambi\u00e9n puntas para fresas de rotaci\u00f3n, empleadas fundamentalmente en laboratorios de pr\u00f3tesis. La fresa de diamante CVD cuesta unos 200 reales, en tanto que la de diamante convencional cuesta alrededor de 20. \u201cPese a esta diferencia, la relaci\u00f3n costo-beneficio la compensa, debido a la duraci\u00f3n del producto\u201d, dice Airoldi. \u201cDura entre 20 y 30 veces m\u00e1s que la convencional.\u201d<\/p>\n

Clorovale fabrica actualmente m\u00e1s de 30 modelos de puntas, desarrollados a pedido de odont\u00f3logos y docentes de odontolog\u00eda. Se las emplea para remover caries y tambi\u00e9n resina y amalgama; en el desgaste de dientes, para el acabado de obturaciones e incluso en cortes \u00f3seos para implante dentales, y han colaborado e inspirado la creaci\u00f3n de nuevas carreras. \u201cLa primera carrera de odontolog\u00eda ultras\u00f3nica de Brasil se cre\u00f3 en la Universidad de S\u00e3o Paulo de la localidad de Bauru\u201d, dice Airoldi. La USP de Bauru cuenta actualmente con dos carreras, una en el \u00e1rea de odontolog\u00eda est\u00e9tica y otra en la de odontopediatr\u00eda. Otras carreras similares se dictan en la Facultad de Odontolog\u00eda de la USP de S\u00e3o Paulo, en las Facultades de Odontolog\u00eda de la Universidade Estadual Paulista (Unesp) de Araraquara y de S\u00e3o Jos\u00e9 dos Campos, ambas en el interior paulista, y m\u00e1s recientemente en la Escuela Paulista de Medicina Oral, en S\u00e3o Paulo.<\/p>\n

Am\u00e9n de su uso en fresas odontol\u00f3gicas, la tecnolog\u00eda CVD se emplea en Brasil en brocas o tr\u00e9panos para la perforaci\u00f3n del fondo del mar en la exploraci\u00f3n petrol\u00edfera. En este caso, se incorporan peque\u00f1as chavetas de diamante sint\u00e9tico en el cuerpo del tr\u00e9pano, mediante soldadura o procesos especiales. Inicialmente, el tr\u00e9pano se teste\u00f3 en la perforaci\u00f3n de pozos de agua. Aparte de cortar un 30% m\u00e1s r\u00e1pido y dotar de mayor estabilidad al eje de perforaci\u00f3n que la convencional con polvo de diamante en las puntas, la broca demostr\u00f3 ser dos veces y media m\u00e1s durable. Ante estos resultados, Petrobras teste\u00f3 la tecnolog\u00eda con un prototipo especialmente desarrollado para pozos profundos de petr\u00f3leo, con un resultado considerado satisfactorio. Otros ensayos est\u00e1n previstos y se realizar\u00e1n con dos nuevos prototipos por pedido de Petrobras.<\/p>\n

\"Tr\u00e9pano

EDUARDO CESAR<\/span><\/a> Tr\u00e9pano con punta revestida de diamante sint\u00e9tico para la exploraci\u00f3n de petr\u00f3leoEDUARDO CESAR<\/span><\/p><\/div>\n

Clorovale se aboca a una l\u00ednea de investigaci\u00f3n con diamantes sint\u00e9ticos llamados amorfos. Mientras que los cristalinos tienen una estructura organizada de \u00e1tomos de carbono, que le confiere una extrema dureza al material, los amorfos no tienen una estructura definida, por eso se los considera materiales menos nobles. \u201cDe todos modos, el diamante amorfo es m\u00e1s duro que todos los metales conocidos\u201d, dice Airoldi. Los amorfos tambi\u00e9n se producen con la t\u00e9cnica CVD y reciben el nombre de DLC (sigla de diamond-like carbon<\/em>). La base de la producci\u00f3n de ambos tipos de diamante es b\u00e1sicamente la misma: gases tales como el hidr\u00f3geno y el metano, hal\u00f3genos como el tetrafluoruro de carbono y otros hidrocarburos. La producci\u00f3n se lleva a cabo a m\u00e1s de 2.300\u00ba C en presencia de plasma, la fuente de energ\u00eda necesaria para provocar la nucleaci\u00f3n y el crecimiento de la cobertura de diamante. Materiales tales como el silicio, el cuarzo y metales como el molibdeno y el niobio tambi\u00e9n forman parte de los ingredientes utilizados en la producci\u00f3n como sustratos. No obstante, mientras que el diamante cristalino se obtiene \u00fanicamente en zonas muy peque\u00f1as, de a lo sumo 200 \u00f3 300 mil\u00edmetros, el amorfo puede ir m\u00e1s all\u00e1 de los 1.000 mil\u00edmetros. Otra diferencia fundamental es que el cristalino se elabora en reactores peque\u00f1os, en tanto que el amorfo crece en reactores inmensos, que permiten la producci\u00f3n de miles de piezas juntas.<\/p>\n

El DLC, aun cuando es tan duro como el diamante cristalino, tiene propiedades sumamente interesantes, tales como la alta adherencia en superficies met\u00e1licas, aparte de ser bactericida y biocompatible. La propiedad bactericida es una de las m\u00e1s importantes y puede mejorarse cuando se efect\u00faa la incorporaci\u00f3n en su estructura de nanopart\u00edculas bactericidas. \u201cCuando el diamante amorfo DLC se aplica en instrumentos m\u00e9dicos o piezas de trasplantes, funciona tambi\u00e9n como inhibidor de la formaci\u00f3n de co\u00e1gulos sangu\u00edneos\u201d, dice Airoldi. Uno de los proyectos en marcha en esa l\u00ednea de investigaci\u00f3n consiste en su uso para el revestimiento de v\u00e1lvulas card\u00edacas y en corazones artificiales. La Universidad Federal de S\u00e3o Paulo (Unifesp) de S\u00e3o Jos\u00e9 dos Campos, la Universidad de Vale do Para\u00edba (Univap), tambi\u00e9n de S\u00e3o Jos\u00e9 dos Campos, y el Hospital de Cl\u00ednicas de la Universidad de S\u00e3o Paulo, entre otros, colaboran con Clorovale en esta investigaci\u00f3n. El producto es sometido a ensayos de aplicaci\u00f3n en herramientas utilizadas en implantes \u00f3seos ortop\u00e9dicos y en revestimientos de bandejas de transporte de instrumental quir\u00fargico de hospitales.<\/p>\n

Seg\u00fan Airoldi, el diamante amorfo DLC puede emplearse para revestir cualquier dispositivo o instrumento de acero inoxidable. Al recibir una delgada capa del producto, el acero adquiere propiedades tales como un bajo coeficiente de rozamiento y se vuelve bactericida, aparte de que queda protegido contra la corrosi\u00f3n qu\u00edmica y el desgaste mec\u00e1nico. En el \u00e1rea espacial, el diamante amorfo formar\u00e1 parte de la plataforma multimisi\u00f3n de todos los sat\u00e9lites brasile\u00f1os. \u201cNo importamos m\u00e1s lubricaci\u00f3n s\u00f3lida: ahora todo se hace en el laboratorio del Inpe.\u201d<\/p>\n

Los proyectos<\/strong>
\n1.<\/strong> Nuevos materiales, estudios y aplicaciones innovadoras en diamante-CVD y Diamond-Like Carbon (DLC) (n\u00ba 2001\/11619-4<\/a>) (2002-2007);\u00a0Modalidad\u00a0<\/strong>Proyecto tem\u00e1tico;\u00a0Coordinador\u00a0<\/strong>Vladimir Jesus Traba Airoldi \u2013 Inpe\/Clorovale;\u00a0Inversi\u00f3n <\/strong>R$ 576.456,12
\n2.<\/strong> Diamante-CVD para un nuevo concepto de herramientas de alto desempe\u00f1o para perforaci\u00f3n y corte (n\u00ba 2006\/60821-4<\/a>) (2007-2010);\u00a0Modalidad<\/strong>\u00a0Investigaci\u00f3n Innovadora en Peque\u00f1as Empresas (Pipe);\u00a0Coordinador\u00a0<\/strong>Le\u00f4nidas Lopes de Melo \u2013 Clorovale;\u00a0Inversi\u00f3n\u00a0<\/strong>R$ 550.661,41
\n3.<\/strong> Filmes de DLC para aplicaciones en superficies antibacterianas, antirrozamiento, espaciales, industriales y para tubos de perforaci\u00f3n de pozos de petr\u00f3leo (n\u00ba 2006\/60822-0<\/a>) (2007-2010);\u00a0Modalidad<\/strong>\u00a0Investigaci\u00f3n Innovadora en Peque\u00f1as Empresas (Pipe);\u00a0Coordinadora\u00a0<\/strong>Alessandra Ven\u00e2ncio Diniz \u2013 Clorovale;\u00a0Inversi\u00f3n <\/strong>R$ 505.917,65<\/p>\n

Art\u00edculo cient\u00edfico<\/em>
\nMarciano, F. R. et al<\/em>. Oxygen plasma etching of silver-incorporated diamond-like carbon films.<\/a> Thin Solid Films<\/strong>. v. 517, n. 19, p. 5739\u201342, 2009.<\/p>\n

De nuestro archivo<\/strong>
\nUna trayectoria victoriosa<\/em><\/a> – Edici\u00f3n n\u00ba 192 \u2013 febrero de 2012
\nPara no tenerle miedo al torno<\/em><\/a> – Edici\u00f3n n\u00ba 78 \u2013 agosto de 2002<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Un producto sint\u00e9tico es empleado para la perforaci\u00f3n de petr\u00f3leo en el mar","protected":false},"author":22,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[1574],"tags":[297],"coauthors":[115],"class_list":["post-202720","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-especial-es","tag-ingenieria"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/202720","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/22"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=202720"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/202720\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=202720"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=202720"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=202720"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=202720"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}