Académico UBB busca disminuir pérdidas por contactos tribológicos para mejorar eficiencia energética – Facultad de Ingeniería UBB
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Reducir las emisiones de CO2 e impactar positivamente en la economía podrían ser algunos de los beneficios.

El académico Guilherme Oliveira Neves, del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad del Bío-Bío, es un Ingeniero de Materiales con doctorado en ciencia e ingeniería de materiales dedicado a la tribología, ciencia que estudia la fricción, el desgaste y la lubricación que se originan con la interacción de superficies sólidas en movimiento.

En este contexto es que el académico está enfocando sus investigaciones en el estudio y el desarrollo de nuevos materiales autolubricantes que puedan reducir la fricción y el desgaste en su uso. Además, de la síntesis de nuevos lubricantes sólidos elaborados a base carbono. Respecto a este tipo de invención, Oliveira señaló que “la aplicación de este material sería en sistemas mecánicos donde no se quiere usar lubricantes fluidos por temas ambientales, o para utilizarlo en condiciones más extremas como altas o bajas temperatura, en vacío y también en situaciones donde la lubricación fluida no es eficiente, como en arranques y paradas de equipo, debido a que el lubricante fluido no lubrica bien ahí, entonces una solución de lubricación sólida es lo más óptimo”.

La importancia de este tipo de investigación es la eficiencia energética, así lo declara el docente Oliveira, quien detalló que un 23% de la energía producida se pierde por contactos tribológicos, y en minería ese valor asciende a 30%. “Hay un estudio que dice que, si a nivel mundial aplicamos nuevas soluciones de materiales, de superficies y de lubricación en autos y equipamientos industriales, con tecnologías que ya están desarrolladas, pero no están implementadas en la industria, podemos reducir un 40% este valor en 15 años y 18% en 8 años, por lo tanto podemos reducir gran parte de este impacto ambiental”, sostuvo el entrevistado quien destacó que de esta manera se podrían reducir considerablemente las emisiones de CO2.

En este sentido, el académico destacó que uno de sus objetivos es aumentar la eficiencia energética “Si bajamos la fricción y el desgaste, reducimos el consumo de combustible y las emisiones de gases contaminantes”, afirmó el investigador.

Sin embargo, ese no es el único beneficio que traería reducir el contacto tribológico, sino que también tendría repercusiones económicas positivas. “Tiene un impacto en el PIB mundial, por ejemplo, si podemos bajar el impacto de la fricción y desgaste, podemos ahorrar 1,4% del PIB anualmente y 8,7% de energía a largo plazo”.

La pulvimetalurgia: un proceso eficaz y económico

La pulvimetalurgia es utilizada en distintos equipamientos industriales, el rubro automotriz y componentes que estén en movimiento, y por lo tanto en contacto con superficies. Este proceso se dedica a la fabricación de objetos metálicos con polvos que suelen corresponder a hierro, cobre, níquel, grafito, entre otros, posteriormente estos polvos mezclados se llevan a una matriz donde son compactados con una forma determinada para formar engranajes, bielas y piñones que luego son llevados a un horno a altas temperaturas donde el material se sinteriza. Su relación con la tribología es que a través de la composición de estos componentes se pueden mejorar las propiedades tribológicas.

Según el académico, este proceso tiene diversas ventajas, por ejemplo es más económico y también más amigable con el medio ambiente, debido a su naturaleza que permite utilizar de manera más óptima las materias primas que en este caso son polvos.

Asimismo, uno de los objetivos del investigador, es producir componentes via pulvimetalurgia. “La composición es uno de los desafíos, debido a que tienen estos lubricantes sólidos. Si se adiciona más de este material, más baja va a ser la fricción, pero con propiedades mecánicas más bajas, entonces nosotros hacemos todo un diseño de la microestructura del material para que tenga las dos características al mismo tiempo, o sea, buenas propiedades mecánicas y tribológicas”, indicó Neves.

Un proyecto con futuro

Actualmente, Guilherme Oliveira, se encuentra colaborando un proyecto enfocado en el desarrollo de materiales que contienen fases MAX, liderado por su colega del Departamento de Ingeniería Mecánica, Christopher Salvo, con quien desde la pulvimetalurgia están desarrollando nuevos compuestos autolubricantes. Además de estar colaborando con empresas de la Región del Bío-Bío en actividades de investigación y vinculación con el medio.

“Es un material que tiene características de cerámicas y metales al mismo tiempo, entonces nosotros le estamos adicionando como partícula de refuerzo a matrices metálicas, como cobre y hierro, para aumentar la dureza y aumentar la resistencia mecánica. Además, agregamos también grafito, que es un lubricante sólido para que el material tenga mayor resistencia mecánica y promueva mejor desempeño tribológico simultáneamente”, puntualizó el investigador sobre esta iniciativa que esperan que prontamente vea la luz.