La edad de piedra del futuro será ecológica

El coeficiente de estabilidad frente a la presión en relación con el peso
específico de la CFS es el doble que el del acero estructural, el aluminio
o el hormigón. En las fotos, una viga de granito y una lámina flexible
que contienen ese material.
(Fotografía: Revista de la OMPI)

Antecedentes

En 2007, de camino a la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático que se celebraba en Bali (Indonesia), el Sr. Kuse se inclinó desde su asiento del autobús para pasar al periodista una pesada vigueta de acero. “Esto es el pasado”, afirmó. “Y esto”, añadió con un gesto retórico, sacando de una funda una barra lisa y ligera, “es el futuro”. El futuro con el que Sr. Kuse estaba tan entusiasmado era la razón por la cual dos socios comerciales y él se dirigían a la Conferencia. Su misión consistía en tratar de establecer vínculos de cooperación y fomentar su innovador material de construcción, que creen que puede contribuir a reducir el nivel mundial de emisiones de carbono. Su compuesto de alto rendimiento, conocido como CarbonFibreStone (CFS), consiste en una lámina de granito con una fina película de fibra de carbono en uno o ambos lados, algo así como un sándwich de piedra y fibra de carbono, o en una piedra de granito combinada con fibras de carbono estabilizantes. TechnoCarbon Technologies (TechnoCarbon) ha creado y dado a conocer este material, que es elástico, tan resistente como el acero estructural y tan ligero como el aluminio, y amortigua mejor las vibraciones que cualquier otro material conocido resistente a la presión.

Invención

La invención del Sr. Kuse tiene su origen en 1995 y, como muchas otras innovaciones, en un garaje. Por aquel entonces, trabajaba como ingeniero eléctrico en la Universidad de Aquisgrán, en la especialidad de producción energética. Un día, viendo trabajar a su hermano, que era cantero y estaba en ese momento cortando una losa de granito para hacer una encimera de cocina, el Sr. Kuse imaginó una placa de cocina de piedra pulida, con bobinas de inducción invisibles, escondidas bajo una superficie de trabajo lisa y perfecta. Poco propenso a los sueños vanos, fabricó su propia placa.

“Era muy bonita”, recordaba, “pero cuando la placa (la superficie en la que se cocina) alcanzaba cierta temperatura, la piedra siempre se dilataba y se resquebrajaba, como si explotara”. Para solucionar este problema, trató de comprimir los bordes con máquinas especiales, pero no funcionó. “Los ingenieros mecánicos y científicos especializados en materiales me dijeron que no podía impedir que la piedra se dilatase. Al parecer, es imposible. Así que me resigné a abandonar la idea.”

Algún tiempo después, al volver en avión de una reunión a su casa en Múnich, el Sr. Kuse recogió un folleto sobre producción de fibra de carbono que alguien había dejado en el asiento. Leyó en él que la fibra de carbono encoge longitudinalmente cuando se calienta. Intrigado, se preguntó qué pasaría si envolviese el granito en fibra de carbono. Se asoció con un especialista en este material y lo intentó una vez más. Para sorpresa de ambos, el experimento fue un éxito. Por mucho que calentasen la placa nueva, la piedra nunca se rompía.

Una placa de cocina de piedra lisa
(fotografía: ©STONEplus Naturstein Magazin)

Investigación y desarrollo

Sin conocer la explicación del fenómeno, el Sr. Kuse presentó un prototipo a unos ingenieros de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Múnich para proseguir las actividades de investigación y desarrollo (I+D). Después de someter el prototipo a más de un millón de cargas por impacto, los ingenieros observaron que poseía una increíble resistencia a la fatiga. Por medio de estos experimentos, el Sr. Kuse supo que el granito es comprimible y elástico dentro de unos límites, siempre y cuando se estabilice lo suficiente. Su innovador revestimiento de fibra de carbono actúa de estabilizador, y el producto resultante combina la ligereza del aluminio con la resistencia del acero. Gracias a su flexibilidad, se puede moldear para darle muchas formas y tamaños en función de su aplicación.

Se siguió adelante con la I+D, las pruebas y el perfeccionamiento aplicados a este revestimiento inicial de fibra de carbono para poder aplicar la CFS a la fabricación de otros productos además de las encimeras de cocina. Se llegó a un proceso que combina una piedra natural estable con respecto a la presión, como el granito, con una fibra de carbono extremadamente estable con respecto a la tensión, que consiste prácticamente al 100% en carbono puro. Los dos materiales se adhieren con una resina epoxi muy estable, y la adhesión de la piedra y la fibra de carbono se ajusta endureciendo la resina mediante la aplicación de una carga previa específica. El resultado es un nuevo material compuesto que constituye una eficaz vía tecnológica para sustituir (al menos hasta cierto punto) a los metales, cuya producción genera gran cantidad de emisiones de carbono. El producto final no solo es ligero y resistente, sino que presenta una gran resistencia a la corrosión y puede tratarse y manipularse fácilmente con los métodos e instrumentos que se usan tradicionalmente para trabajar la piedra.

El carácter ecológico de la producción de la CFS es uno de los aspectos de los que más orgulloso está su inventor. Más del 60% del manto terrestre está compuesto de granito y, como apuntan el Sr. Kuse y su equipo, emerge del suelo como “recién salido del horno”, por lo que no es necesario fundirlo. Los primeros cálculos del equipo de I+D de TechnoCarbon sugieren que la producción de CFS produce menos de la mitad de emisiones de carbono que la del acero, el aluminio o la fibra de carbono puro, teniendo en cuenta incluso la energía que se necesita para extraer y procesar el granito. Si bien, es cierto que, por volumen, se consumiría la misma cantidad de energía para producir CFS que aluminio, su resistencia a la tracción es diez veces superior. El Sr. Kuse indica que “…incluso en una proporción de 5 a 1 entre piedra y fibra de carbono para cargas muy pesadas, la energía de producción sería inferior en un índice cercano a 4 con respecto a la del aluminio”.

Patentes y marcas

El Sr. Kuse habla con mucho entusiasmo acerca de la protección de la P.I. “Sin derechos internacionales de P.I., no tendríamos plan de negocios”, afirma categóricamente. Así, TechnoCarbon considera que las solicitudes en virtud del Tratado de Cooperación de Patentes (PCT) son el modo más eficaz de proteger sus invenciones en el mercado internacional y, por lo tanto, siempre se asegura de presentar solicitudes PCT además de las solicitudes nacionales que presenta ante la Oficina Alemana de Patentes y Marcas (DPMA).

En 1995, presentó una solicitud internacional de patente con arreglo al sistema internacional del PCT para su primera tecnología basada en la CFS, la encimera de cocina de granito y fibra de carbono. En 2008, presentó otra solicitud PCT para su proceso para estabilizar el granito con fibra de carbono. En total, en julio de 2010 el Sr. Kuse había presentado 12 solicitudes PCT.

En 2003, TechnoCarbon registró su nombre como marca en la DPMA. En 2007, la empresa registró una marca para CFS y otra para Carbonstone también en la DPMA. En 2009, la empresa también registró en la DPMA el nombre StoneComposite Technology (SCT) como marca para que pudiese usarse con otras tecnologías en el futuro.

Comercialización

En septiembre de 2005, la CFS hizo su debut ante el público en la feria Materialica, que se celebra en Múnich. Tras el estreno, TechnoCarbon presentó su tecnología a 16 ferias y congresos industriales de todo el mundo a lo largo de los dos años siguientes. En el momento de su segunda presentación a Materialica, esta vez en 2007, donde obtuvo el premio al Mejor Producto, la CFS ya estaba lista para su producción. TechnoCarbon decidió que la mejor manera de comercializar su tecnología y llegar al mayor número de clientes era conceder licencias de la misma. La CFS puede usarse en numerosos sectores. Desde el uso como material de construcción ligero y resistente a los terremotos hasta su utilización en la construcción de automóviles y embarcaciones dada su ligereza y alta resistencia a los choques, esta tecnología tiene una serie aparentemente inagotable de posibles aplicaciones.

Concesión de licencias

Actualmente, TechnoCarbon es parte en dos grandes contratos de licencia. El primero lo firmó con Spring Switzerland AG, que ha convertido en realidad la cocina de granito que el Sr. Kuse visualizó en su día. El segundo lo firmó con Zai AG, que fabrica y vende un esquí de alta tecnología con una capa interior de CFS. Fue el primer esquí hecho con una capa interior de piedra. Además de estos acuerdos de licencia, TechnoCarbon sigue trabajando con socios industriales e instituciones científicas para encontrar otras aplicaciones para su tecnología CFS.

Asimismo, la empresa se ha comprometido a usar su P.I. para contribuir a que la tecnología esté disponible para uso industrial en los países en desarrollo. Se ha asociado con Granidus, una pequeña organización no gubernamental (ONG) situada a las afueras de Berlín, para examinar las posibilidades de transferir la tecnología. La empresa tiene previsto invertir el 80% de los beneficios que obtenga de los acuerdos comerciales de licencia en subvencionar la transferencia de la tecnología CFS a países en desarrollo. También está tratando de establecer acuerdos de licencias cruzadas con empresas tecnológicas de países en desarrollo. Para TechnoCarbon y Granidus, la situación idónea sería alentar a estas empresas a que elaboren sus propias aplicaciones de CFS para necesidades locales, y después ayudarlas a que las patenten.

La capa interior de CFS del esquí
Spada combina elasticidad y las
excelentes propiedades antivibraciones
de la fibra de carbono, y confiere lo
que Zai describe como una suavidad
y una agilidad incomparables.
(Fotografía: Zai AG)

Resultados empresariales

Gracias a la innovación, la protección de su P.I. y unos fructuosos acuerdos de licencia, TechnoCarbon ha logrado convertir una idea, que muchos expertos creían imposible de realizar en un modelo de negocios de éxito. En 2007, la tecnología de la empresa recibió el reconocimiento de la célebre publicación especializada en materiales de construcción Material ConneXion, que le concedió el certificado de material de excelencia. Si bien todo empezó con el trabajo de una persona en un garaje, su actual personal de más de 10 miembros ha conseguido atraer considerables inversiones y talento que le han permitido crecer como empresa, extender el uso de la CFS por sectores como el equipamiento de paneles solares y los muebles.

Las empresas del sector no han tardado en ver las ventajas de la tecnología CFS de TechnoCarbon. Dado que los costos de producción son muy elevados, la fibra de carbono en sí se ha usado sobre todo en aplicaciones especializadas, como los automóviles de Fórmula 1, las piezas de avión o los equipamientos deportivos de gama alta. El uso de la tecnología CFS abre un abanico de posibilidades en los sectores de la fabricación y la construcción que de otra manera se habrían considerado inviables desde el punto de vista económico.

Una edad de piedra más ecológica gracias a la innovación

Siempre y cuando se protejan sus derechos de P.I., las posibles aplicaciones de la tecnología CFS abren un sinfín de oportunidades. Además de permitir el crecimiento de TechnoCarbon y que la innovación siga su curso, la tecnología de la empresa también representa la posibilidad de reducir las emisiones de carbono. Mediante asociaciones con diversas ONG, esta tecnología puede ofrecer a los países en desarrollo un material seguro y resistente de fácil fabricación a partir de recursos de los que ya disponen.