Investigación y desarrollo

Preparación de un análisis de trazas de materias primas disueltas con un espectrómetro de emisión atómica. La detección de impurezas, incluso a nivel molecular, es clave para la fabricación de productos de la máxima calidad. Foto: SCHOTT/A. Stephan
Thilo Horvatitsch

Redes para el futuro

El investigador moderno realiza más que sólo trabajo de laboratorio. Participa en una red global y es gestor de proyectos. Así es como la investigación de SCHOTT cultiva campos prometedores para el futuro y asegura su competitividad.

La Dra. Yvonne Menke trabajó durante seis meses en Japón, en el equipo de uno de los expertos en optocerámicas más reconocidos mundialmente. En el laboratorio del Dr. Akio Ikesue, en Nagoya, la investigadora de SCHOTT conoció al detalle el proceso para la fabricación de estos materiales de prometedor futuro. Las optocerámicas son transparentes. Como material óptico para la generación de luz láser presentan ventajas decisivas frente a los vidrios y cristales utilizados hasta ahora (ver también la página 36). ”Sobre todo queremos averiguar hasta qué punto son producibles industrialmente las optocerámicas y dónde se sitúan los límites de sus propiedades como materiales”, puntualiza Yvonne Menke.

Esto denota dos cosas. Primera: que la investigación de SCHOTT apunta de hecho siempre hacia la aplicación. Segunda: resulta eficiente para el Consorcio acudir a especialistas externos. Yvonne Menke lo sabe: ”Hoy en día hay que identificar e integrar a los expertos adecuados; no podemos hacerlo todo solos.” En este caso el Consorcio inició una cooperación en investigación con el científico Dr. Ikesue, que aporta a la misma su ‘Know how’ y su infraestructura.

Los resultados sirven para crear una planta piloto en SCHOTT y para perfeccionarla junto con investigadores colaboradores.

Las constantes en el trabajo cotidiano de los aprox. 180 expertos del dpto. central de Investigación y Desarrollo Tecnológico de SCHOTT son análogas: orientación hacia las aplicaciones, trabajo en red y proyectos supranacionales.

En consecuencia, más de 600 colaboradores de SCHOTT en todo el mundo persiguen, junto con colegas de las Unidades del Consorcio, un único fin: la innovación. Para un consorcio tecnológico que compite es decisivo que las inversiones en investigación se rentabilicen.
Foto arriba: Las pruebas de fusión permiten determinar la composición óptima de las materias primas para cada aplicación. Foto: SCHOTT/D. Fonda Foto abajo: El Centro Técnico del Centro de Investigaciones Otto Schott en Maguncia (Alemania) dispone de una instalación de recubrimiento por ’sputtering’ apta para la producción de series, que proporciona numerosas posibilidades para la transformación del vidrio y la vitrocerámica. Foto: SCHOTT/A.Stephan
Tradición en el desarrollo de materiales

Teniendo en cuenta esto, el ejemplo de las optocerámicas demuestra que el desarrollo de materiales, un campo de competencia de SCHOTT con una tradición que se remonta al siglo XIX, será también en el futuro un sustrato en el que germinarán las innovaciones. Pero lo que antiguamente se caracterizaba por su metodología puramente empírica, con observaciones y experimentos, lleva ahora la firma digital de la era de las computadoras. ”Hoy en día utilizamos simulaciones y modelos matemáticos asistidos por computador. Esto permite predecir con precisión las propiedades de los materiales. Ahorramos un valioso tiempo de desarrollo y costosos ensayos en el laboratorio”, explica el Dr. Rüdiger Sprengard, Director de Desarrollo de Materiales en el dpto. central de Investigación. Esto es aplicable asimismo a los nuevos procesos de fabricación: los conocimientos acumulados en la computadora facilitan la transición fluida a la producción industrial. ”El material sigue siendo aquí la base de nuestro éxito. Maximizamos su creación de valor con ayuda de nuestros conocimientos detallados sobre los requisitos técnicos actuales y futuros, impuestos por nuestros clientes y colaboradores en desarrollo”, añade Sprengard.
Solar: centrados en la eficiencia y la fiabilidad

Para poder servir a nuevos mercados de futuro, los investigadores de SCHOTT divisan, con una frecuencia cada vez mayor, más allá de las competencias fundamentales tradicionales en los vidrios especiales y las vitrocerámicas, centrándose en los componentes y en las soluciones en forma de sistemas. Para desarrollarlas los investigadores de este consorcio tecnológico prestan soporte con sus segmentos Fotovoltaica y Concentración de Energía Solar p.ej. a la filial SCHOTT Solar. Las prioridades de esta cooperación son, sobre todo, la mejora de la fiabilidad y la eficiencia de la tecnología. ”Desarrollamos modelos y métodos de ensayo computerizados para caracterizar y mejorar los productos solares en relación con su durabilidad. A fin de cuentas, a menudo los módulos deben suministrar potencia durante más de 20 años. Para ello deben interactuar de forma productiva los materiales más variados, tales como el vidrio, el silicio, los metales y los polímeros”, explica el Dr. Stefan Bauer, que dirige esta ”colaboración”. Los primeros resultados de las investigaciones han revertido ya en el desarrollo de un nuevo módulo de SCHOTT Solar equipado con células de mayores dimensiones.
El Centro de Investigaciones Otto Schott, en la sede principal alemana de Maguncia, es una de las principales instituciones para el estudio del vidrio del mundo. Allí trabajan más de 180 investigadores, ingenieros y expertos en aplicación. El centro ofrece un amplio servicio de análisis, con más de 300 métodos de medición y técnicas para la resolución de problemas. Foto: SCHOTT
Para incrementar la eficiencia de los módulos solares se está buscando un guiado ”inteligente” de la luz. Se trata de que llegue la mayor cantidad posible de luz a la célula solar, que permanezca allí y se aproveche eléctricamente. Los ensayos de laboratorio están enfocados hacia la modificación de los vidrios de cubierta de los módulos fotovoltaicos, por una parte mediante vidrios mejorados y, por otra, también aplicando recubrimientos. SCHOTT Solar ve en el desarrollo de novedosas células solares micromórficas una tecnología clave para incrementar el rendimiento de las células de capa delgada hasta superar el 10%. Se trata de combinar ventajosamente células amorfas y células cristalinas. ”Para ello vamos a contribuir con nuestro ‘Know how’ al diseño de las capas delgadas y su caracterización”, comenta Stefan Bauer. El dpto. de Investigación de SCHOTT ha aportado también conocimientos expertos sobre recubrimientos para la creación de las nuevas instalaciones de producción de tubos receptores para centrales eléctricas termosolares en España y los EE.UU.. Allí se presta soporte para la selección e implantación de la tecnología de medición y la tecnología de ‘sputtering’, que permite aplicar sobre los tubos receptores capas absorbedoras especiales para un aprovechamiento óptimo de la energía solar.
La tecnología PICVD abre numerosas posibilidades para alargar el tiempo de almacenamiento de medicamentos biotecnológicos sensibles mediante el recubrimiento interior de envases farmacéuticos. Foto: SCHOTT
Diversidad de campos de competencia

Actualmente, la transformación de productos con ayuda de las tecnologías de recubrimiento es una competencia fundamental de SCHOTT. Esto tiene gran importancia para la investigación. Por ejemplo, investigando cómo se comportan los recubrimientos sobre placas de cocción sometidas a grandes fluctuaciones de temperatura. Los conocimientos obtenidos han conducido al desarrollo de recubrimientos de color termoresistentes para la nueva generación de placas de cocción Ceran Cleartrans® sobre la base de vitrocerámica transparente. Los investigadores tienen las miras puestas también sobre el desarrollo de capas reflectantes para los rayos infrarrojos, para su aplicación sobre vidrios de protección para chimeneas, que harán posible una combustión más respetuosa con el medio ambiente y eficiente en sistemas de calefacción.
Foto arriba: Ensayo de la resistencia química de viales farmacéuticos en el autoclave, un depósito presurizado estanco a los gases. Foto: SCHOTT/A. Stephan. Foto abajo: La Dra. Yvonne Menke trabajó durante 6 meses en Japón, como parte del equipo de un experto en novedosas optocerámicas transparentes de renombre internacional. Foto: A. Sell
La tendencia creciente hacia la utilización de biofármacos, por delante de otras, proporciona posibilidades revolucionarias. SCHOTT ha desarrollado, para proteger estos sensibles principios activos basados en proteínas, envases farmacéuticos provistos de novedosos recubrimientos. ”Para ello disponemos de conocimientos expertos de referencia. Para encontrar la solución adecuada para cada cliente aprovechamos nuestros amplio ‘Know how’ en recubrimientos, p.ej. basado en nuestro método patentado PICVD (Plasma Impulse Chemical Vapor Deposition), así como las competencias científicas en la sede de investigación estadounidense de Duryea. Además, realizamos intercambios con los principales centros de investigaciones en recubrimientos”, comenta el Dr. Tobias Kälber, Director de Desarrollo de Recubrimientos en el Dpto. Central de Investigación. En Duryea se estudia, sobre todo, la interacción entre las biomoléculas y las superficies. La industria farmacéutica también está autorizada a utilizar las técnicas y los conocimientos expertos manejados.

Centros de soporte técnico en Asia

Pero ésta no es la única forma de buscar el camino más corto hasta el cliente, ya sea interno o externo. En el punto de contacto entre la investigación y la aplicación, los Centros de Soporte Técnico prestan asistencia allí donde se están potenciando las actividades del Consorcio: en Asia.

Las instalaciones en Suzhou (China) y en Minakuchi (Japón) crean redes y contactos con universidades, llevan a cabo proyectos de desarrollo ‘in situ’, prestan asistencia en técnica de aplicación a las unidades locales y actúan como resolvedoras de problemas con gran cercanía al cliente.

”Japón es un líder en innovación en algunas de nuestras áreas de negocio y China está recuperando terreno. Como estamos presentes allí, detectamos bastante pronto en qué dirección se mueven las cosas. Por esta razón aumentaremos con seguridad nuestra aportación para nuevos temas de investigación”, piensa José Zimmer, Director de los Centros de Aplicación. Ésto es válido igualmente para la exploración de nuevas e interesantes tecnologías, para la colaboración con la ciencia y los partners en desarrollo, así como para el reclutamiento de jóvenes investigadores. Actualmente SCHOTT coopera ya con más de 150 partners de centros de investigaciones, universidades y empresas, mayormente de Europa y los EE.UU.. La ampliación de esta red a Asia está adquiriendo una importancia creciente.
Informaciones complementarias
Tres preguntas al Dr. Roland Langfeld
Sitio web de SCHOTT
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