Las ventajas de poner la física al servicio de la industria metalúrgica

En el Instituto de Física Rosario que depende del Conicet y la UNR cuentan con profesionales y tecnología para dar apoyo permanente a las pymes locales. Conocer de qué se trata y tener una llegada más fluida no sólo abre las puertas de la empresa al conocimiento sino que la pone un paso adelante en prácticas que mejoran la productividad.

 

Mauro Martín es Investigador CONICET en el Instituto de Física Rosario, del departamento de Metalurgia Física. Es además ingeniero en materiales y doctor mención materiales de la Universidad de Bochum Alemania. Mauro es sólo uno de los científicos que desde el Ifir trabaja, entre otras cosas, en pos de acercar la teoría la práctica.

“Acabo de terminar un trabajo que me llevó meses: seleccionar el mejor rodamiento de cuatro proveedores posibles, encargado por una empresa que fabrica maquinaria y quiso saber cuál es el mejor rodamiento desde el punto de vista del material”, contó a modo de ejemplo de cómo a través de la física se pueden lograr ventajas concretas en el día a día de la industria.

“Entre los intereses de la industria que desde el Ifir se pueden abarcar está, por citar uno, la selección de materiales, un trabajo de corto plazo que tiene que ver con analizar un defecto de una pieza y encontrar la causa. Hay cosas que demandan otros tiempos y que tiene que ver con nuevos procesos de fabricación o modificaciones en el mismo. Los beneficios o las posibilidades que le damos a la empresa es que conozca mejor los materiales con los que está trabajando, conozca mejor su proceso y pueda tomar mejores decisiones”, agrega Ana Velia Druker, Ingeniera mecánica, recibida en la Fac. de Cs.Ex. e Ingeniería, U.N.R, Magister en Docencia Universitaria, U.N. de Misiones y Doctora en Ingeniería, mención de en Ciencias de Materiales, U.N. R.

El Instituto de Física Rosario (IFIR) es una unidad del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y de la Universidad Nacional de Rosario (UNR), orientado a la realización de investigaciones y desarrollos en todos los aspectos vinculados a la física. Así, promueve las actividades científicas y tecnológicas tanto en las ciencias de base como en las ciencias aplicadas y en las ingenierías relacionadas. Participa en la formación de recursos humanos, integrándose y colaborando con las facultades de la Universidad Nacional de Rosario (UNR).

El Instituto fue creado en 1980 a través de un convenio entre la UNR y el CONICET. Inicialmente se integró con los Grupos de Investigación que se desempeñaban en el Departamento de Física de la Escuela de Ciencias Exactas y Naturales de la Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura (FCEIyA) de la UNR. La variedad de temas que en ellos se desarrollaba brindó la oportunidad para el Instituto de abordar y crecer, con amplitud, en los temas de física y las ciencias afines.

En el Instituto se mantienen laboratorios avanzados y grupos de investigación destacados que se vinculan con instituciones afines tanto nacionales como internacionales. Por un lado, se investiga en temas de las teorías de campo, cuántica relativista y gravitación, las colisiones atómicas, la física del plasma, óptica y la teoría de materia condensada. Por otro lado, se desarrollan proyectos en una amplia variedad de temas de ciencias de materiales (metalurgia, materiales cerámicos y propiedades mecánicas), en el área de geofísica, la energía solar y aplicaciones a la biología.

Los servicios que ofrece a empresas e instituciones comprenden:

 

Física y Micromecánica de materiales heterogéneos

El grupo de Física y Micromecánica de Materiales Heterogéneos del Ifir aborda el estudio del comportamiento de materiales mediante la combinación de técnicas de caracterización por microscopía, difracción de rayos X y luz sincrotrón, ensayos mecánicos y modelado numérico a escala mesoscópica y microscópica.

Se busca establecer relaciones entre el comportamiento mecánico (anisotropía, formabilidad, curva de carga) y la microestructura (distribución de orientaciones, morfología, estructura de dislocaciones, energía almacenada, fragmentación) que presenta y desarrolla el material durante su deformación. Esto se lleva a cabo tanto desde la experimentación como dentro del marco de la modelización multiescala basada en plasticidad cristalina.

Grupo de Metalurgia Física

El Grupo de Metalurgia Física está capacitado para solucionar problemas académicos y tecnológicos de índole metalúrgico, así como para el estudio y desarrollo de nuevos materiales.

Su personal fue entrenado en prestigiosas instituciones de Alemania y Francia especialmente en temas relacionados con Microscopía Óptica y Electrónica de Transmisión y Barrido de metales y en el Comportamiento Mecánico de los mismos. En sus orígenes se realizaban trabajos relacionados exclusivamente con la investigación científica. Desde hace ya varios años se trata de prestar un servicio a las industrias colaborando en la solución de sus problemas. Actualmente se brinda servicios tanto a la comunidad universitaria como extrauniversitaria en la observación de muestras metálicas, orgánicas e implantes dentales como, asimismo, en la realización de ensayos mecánicos de diferente índole. De esta forma los servicios principales que pueden brindarse son los relacionados con:

-Estudio de la Estructura y Cambios Estructurales en un Material provocados por solicitaciones termomecánicas.
-Análisis de Fallas y determinación de Fracturas.
-Comportamiento Mecánico (rango elástico y plástico) en Tracción-Compresión, Creep y Fatiga a bajas y altas temperaturas y su correspondiente interpretación.
-Estudio de la Precipitación existente en un material.
-Estudio de la Superficie de un Material.

 

Transferencia tecnológica en Metalurgia Física – posibles líneas de trabajo:

Se definen tres áreas de trabajo: mejora continua, sustitución de importaciones y desarrollo de aleaciones

Mejora Continua

Refiere a la solución de problemas que ocurren durante la producción de una pieza a partir de una aleación conocida. En general se trata de defectos que aparecen en el material recién colado o en la pieza terminada luego de alguna operación mecánica. La aparición de grietas en piezas fundidas, por formación de eutécticos de bajo punto de fusión, y de defectos superficiales asociados a transformaciones de la microestructura, son ejemplos de casos de estudio para mejora continua. Para atacar este tipo de problemas se comienza por recolectar la información del proceso de fabricación, caracterizar la pieza defectuosa y el defecto en particular. Con esta información se reformula el proceso y se realizan una serie de pruebas en escala de laboratorio. Luego de comprobar la reproducibilidad de resultados en escala de laboratorio, la experiencia se transfiere a la planta.

Sustitución de importaciones

Refiere a generar el “know-how” necesario para producir materiales que están disponibles en el mercado local pero son fabricados en el exterior. En este caso la generación de “know-how” no refiere únicamente a la obtención de la aleación, sino también al procesamiento del material que permite alcanzar el producto final: tratamientos térmicos, termomecánicos y deformaciones en frío. Este trabajado del material es lo que determina fundamentalmente su capacidad de deformación y propiedades mecánicas. En este tipo de estudios se comienza analizando el producto final y se continúa aguas arriba en la ruta de fabricación del material. El “know-how” adquirido sobre el material y su procesamiento permiten diseñar rutas de fabricación a escala de laboratorio que pueden ser transferidas a la industria.

Desarrollo de aleaciones

Contempla el diseño y producción de un material novedoso para un fin específico. El desarrollo de aleaciones surge cuando los materiales disponibles se degradan rápidamente ante una determinada prestación o simplemente no pueden cumplir con ella. En este sentido el desarrollo puede significar la creación de un material completamente nuevo o la modificación de materiales existentes para alcanzar la performance deseada. Los principales sectores que demandan nuevos desarrollos son los de generación de energía, la industria automotriz, las industrias metalmecánica, petrolera y minera. Algunos ejemplos: las temperaturas de trabajo de los ciclos térmicos aumentan año tras año para mejorar rendimientos y disminuir emisiones; los vehículos se hacen cada vez más livianos para reducir el consumo de combustible y emisiones de CO2. Todas estas situaciones requieren de nuevas aleaciones o de modificaciones de materiales existentes. El desarrollo de una nueva aleación resulta de la combinación de trabajo empírico y teórico. Las proporciones en que cada parte contribuyen al desarrollo son variables y propias de cada material. Este tipo de trabajo posee el mayor impacto en cuanto a la generación de “know-how”. Más aun, posibilita la creación y registro de patentes.

 

IMPORTANTE:

El próximo Viernes 9 de Octubre AIM organiza un desayuno de trabajo gratuito para asociados en el IFIR, con el objetivo de acercar el instituto y sus servicios a los industriales. El mismo tendrá lugar a las 8.30 y constará de cuatro módulos de charlas de 15 minutos cada una en las que se abordarán cuestiones de gran interés. Para inscribirse hacerlo a: aim@aim-rosario.org.ar

 

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