Simulación y desarrollo de un proceso económicamente viable para la producción de esponjas de aluminio.
Los metales celulares (MC) son materiales que poseen una estructura porosa, ya sea abierta (esponjas) o cerrada (espumas). Dicha porosidad los convierte en una clase emergente de materiales ultralivianos y con prometedoras perspectivas de aplicación, gracias a la excelente combinación de propiedades físicas y mecánicas, especialmente su elevada rigidez y resistencia mecánica específicas. El interés por los MC renació en la década de los años 90´s. Sin embargo, solo países de Europa, Medio Oriente y Norteamérica han generado desarrollos claves en cuanto a métodos particulares de fabricación y caracterización, logrando incluso la comercialización de ciertos productos. A pesar de todo, las rutas de fabricación son aún bastante costosas y aún prevalecen varios cuestionamientos por resolver, especialmente en lo relativo a la fenomenología involucrada en los procesos y la influencia que la misma presenta sobre la calidad del MC obtenido. El proyecto-propuesta que aquí se expone tiene como fin contribuir de forma sustancial al desarrollo de mundial de los MC y particularmente para Colombia mediante la puesta a punto de un método innovador, viable económicamente y ambientalmente amigable para la fabricación de esponjas metálicas, haciendo énfasis en la comprensión de los fenómenos relacionados a la síntesis, así como en las relaciones entre la técnica de proceso, la morfología y las propiedades de los MC, proponiendo finalmente un conjunto de aplicaciones pertinentes que sean de apropiación directa en el país. El aporte tecnológico fundamental del presente proyecto radica en la adaptación y puesta en marcha de un equipo para la fabricación de metales celulares a escala de laboratorio, que posibilitará la creación de una línea novedosa de producción de nuevos metales, con gran potencial de aplicación e implementación a nivel industrial, promoviendo de este modo el crecimiento económico y productivo del sector metalmecánico en Colombia. De otra parte, con el ánimo de validar las bondades de los MC obtenidos, se considera como aspecto determinante para el éxito del proceso de fabricación propuesto, el uso de simulación de procesos, que permita definir con precisión los valores del conjunto de parámetros que afectan la calidad de la esponja metálica que se producirá. En cuanto a la metodología, ésta se fundamenta en la apropiación y generación de conocimiento propio sobre la tecnología de Infiltración de Preformas Solubles (IPS), la determinación de características singulares de esponjas base aluminio obtenidas por IPS y el uso de técnicas especiales de caracterización, tales como microscopía SEM, espectroscopia RAMAN y difracción XRD, aplicadas a esponjas metálicas; así como ensayos mecánicos normalizados. Entre los resultados académicos previstos se cuenta el apoyo a la formación de estudiantes a nivel de maestría y doctorado en Colombia, el fortalecimiento de los grupos de investigación nacionales y la consolidación de alianzas estratégicas entre grupos nacionales e internacionales. En tal sentido, es importante reiterar que aunque la labor investigativa relativa a los MC ha sido llevada a cabo en países desarrollados, el sector metalmecánico nacional; así como la plataforma científica nacional debe tomar ventaja de la novedad que asocian los metales celulares y permitir de este modo que el país comience a posicionarse del desarrollo de nuevos metales, con tecnología propia y mediante el trabajo interdisciplinario entre universidades nacionales y extranjeras. En particular, este proyecto se sustenta en el conocimiento sumado por las instituciones: Universidad Pontificia Bolivariana (GINUMA-UPB), la Universidad de Antioquia (Grupo de Corrosión y Protección) y la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM-Grupo de metales No ferrosos). Esta última en relación al contacto y colaboración establecida con el Dr. Gabriel Torres.
| Main Author: | |
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| Other Authors: | |
| Format: | Informe de investigación biblioteca |
| Language: | spa |
| Published: |
2020-12-10T22:10:10Z
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| Subjects: | Esponjas metálicas, Infiltración de Aluminio, Metales celulares, Preformas solubles, Simulación, |
| Online Access: | https://colciencias.metadirectorio.org/handle/11146/39361 http://colciencias.metabiblioteca.com.co |
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| Summary: | Los metales celulares (MC) son materiales que poseen una estructura porosa, ya sea abierta (esponjas) o cerrada (espumas). Dicha porosidad los convierte en una clase emergente de materiales ultralivianos y con prometedoras perspectivas de aplicación, gracias a la excelente combinación de propiedades físicas y mecánicas, especialmente su elevada rigidez y resistencia mecánica específicas.
El interés por los MC renació en la década de los años 90´s. Sin embargo, solo países de Europa, Medio Oriente y Norteamérica han generado desarrollos claves en cuanto a métodos particulares de fabricación y caracterización, logrando incluso la comercialización de ciertos productos. A pesar de todo, las rutas de fabricación son aún bastante costosas y aún prevalecen varios cuestionamientos por resolver, especialmente en lo relativo a la fenomenología involucrada en los procesos y la influencia que la misma presenta sobre la calidad del MC obtenido.
El proyecto-propuesta que aquí se expone tiene como fin contribuir de forma sustancial al desarrollo de mundial de los MC y particularmente para Colombia mediante la puesta a punto de un método innovador, viable económicamente y ambientalmente amigable para la fabricación de esponjas metálicas, haciendo énfasis en la comprensión de los fenómenos relacionados a la síntesis, así como en las relaciones entre la técnica de proceso, la morfología y las propiedades de los MC, proponiendo finalmente un conjunto de aplicaciones pertinentes que sean de apropiación directa en el país.
El aporte tecnológico fundamental del presente proyecto radica en la adaptación y puesta en marcha de un equipo para la fabricación de metales celulares a escala de laboratorio, que posibilitará la creación de una línea novedosa de producción de nuevos metales, con gran potencial de aplicación e implementación a nivel industrial, promoviendo de este modo el crecimiento económico y productivo del sector metalmecánico en Colombia.
De otra parte, con el ánimo de validar las bondades de los MC obtenidos, se considera como aspecto determinante para el éxito del proceso de fabricación propuesto, el uso de simulación de procesos, que permita definir con precisión los valores del conjunto de parámetros que afectan la calidad de la esponja metálica que se producirá.
En cuanto a la metodología, ésta se fundamenta en la apropiación y generación de conocimiento propio sobre la tecnología de Infiltración de Preformas Solubles (IPS), la determinación de características singulares de esponjas base aluminio obtenidas por IPS y el uso de técnicas especiales de caracterización, tales como microscopía SEM, espectroscopia RAMAN y difracción XRD, aplicadas a esponjas metálicas; así como ensayos mecánicos normalizados.
Entre los resultados académicos previstos se cuenta el apoyo a la formación de estudiantes a nivel de maestría y doctorado en Colombia, el fortalecimiento de los grupos de investigación nacionales y la consolidación de alianzas estratégicas entre grupos nacionales e internacionales. En tal sentido, es importante reiterar que aunque la labor investigativa relativa a los MC ha sido llevada a cabo en países desarrollados, el sector metalmecánico nacional; así como la plataforma científica nacional debe tomar ventaja de la novedad que asocian los metales celulares y permitir de este modo que el país comience a posicionarse del desarrollo de nuevos metales, con tecnología propia y mediante el trabajo interdisciplinario entre universidades nacionales y extranjeras. En particular, este proyecto se sustenta en el conocimiento sumado por las instituciones: Universidad Pontificia Bolivariana (GINUMA-UPB), la Universidad de Antioquia (Grupo de Corrosión y Protección) y la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM-Grupo de metales No ferrosos). Esta última en relación al contacto y colaboración establecida con el Dr. Gabriel Torres. |
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