La industria metalmecánica mundial genera unos 13,5 millones de toneladas de un desecho conocido como cascarilla de laminación, según estadísticas de 2008, y todavía en Colombia muchas empresas destinan recursos económicos para la correcta disposición de este tipo de subproducto, lo que conlleva a una disminución de su eficiencia productiva y económica.
Por lo cual, desde 2019, tres socios trabajaron en un nuevo material: investigadores de la Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito fabricaron el material usando cascarilla de laminación de Gerdau-Diaco (una empresa internacional con sede en Colombia); y investigadores de la Escuela de Ingeniería de Materiales (EIMAT) de la Facultad de Ingeniería de Univalle hicieron pruebas tribologicas de este material.
En la publicación científica “The high temperature tribological behavior of an iron oxide strengthened iron compound obtained from an industrial byproduct", que salió en la revista científica Tribology International en el agosto de 2022, los investigadores mostraron que las propiedades mecánicas y tribológicas de este material reciclado, son muy parecidas a los aceros convencionales que ya están disponible en el mercado comercial, y que este nuevo material reciclado puede ser una alternativa a dichos aceros.
“Queremos cambiar de una economía lineal a una economía circular y eso conlleva la reutilización de todos los subproductos industriales que se puedan generar en los procesos productivos tanto de la industria nacional como la industria internacional”, dijo el profesor Christian Ortiz Ortiz, estudiante de Doctorado y profesor asistente de la Escuela de Ingeniería de Materiales de Univalle.
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| Foto: Christian Ortiz Ortiz, Estudiante de doctorado y profesor asistente de Univalle. Credito: Andrew James/NCC-FI/Univalle |
La Investigación
Los investigadores utilizaron trabajos anteriores en este campo para encontrar nuevos procesos y nuevos materiales.Pero antes de que estos nuevos materiales puedan salir al mercado, hay que sintetizarlos y luego probarlos para asegurarse de que el material reciclado tiene las mismas propiedades mecánicas y tribológicas que el acero convencional.
Ortiz, trabajando con la supervisión del Doctor Julio César Caicedo Angulo, en el Grupo de Tribología, Polímeros, Metalurgia de Polvos y Transformaciones de Residuos Sólidos – TPMR (liderado por Yesid Aguilar) logró asesorar el material producido por la Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito en Bogotá en las facilidades de Gerdau-Diaco. El profesor Ortiz, explicó que las aplicaciones generales del nuevo material de acero son estructurales (soportan una gran carga externa aplicada) y también que soportan ambientes agresivos, como una elevada fricción a temperaturas altas.
“Pero lo principal, es que este material soporte un estado de carga ante una elevada fricción, la principal aplicación, es que este material pueda sustituir aceros convencionales los cuales están expuestos a contacto directo con otros aceros u otros materiales”, dijo el profesor Ortiz.
Los investigadores del proyecto, bajo el liderazgo de el profesor Aguilar, notaron que el material es importante desde el punto de vista de la economía circular, porque la idea es regresar el material a la cadena productiva, y dar un valor a un subproducto que actualmente no lo tiene.
“No solamente es este óxido de hierro un desperdicio, sino que las empresas tienen que pagar para la correcta disposición, y esto no puede ocurrir si queremos que nuestra industria pueda competir con otras industrias internacionales, por lo cual necesitas incrementar la eficiencia productiva en cada aspecto de los procesos industriales”, manifestó el profesor Ortiz.
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| Imagen: Micrografías SEM de la huella de desgaste del material nuevo a temperatura ambiente. Crédito: Christian Ortiz Ortiz |
Colaboración Colombiana
Adriana Esguerra Arce, una profesora de la Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito en Bogotá (quien hizo otros trabajos y publicaciones con el material) dijo que el artículo fue el resultado de un proyecto de investigación financiado internamente por ambos: la Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito y la Escuela Politécnica Federal de Lausana, en Suiza.“El material se generó en la Escuela, usando la calamina de Gerdau-Diaco, que es una de las principales acerías en Colombia”, manifestó la profesora, añadiendo que la motivación fue darle valor agregado a este subproducto industrial que, hoy en día está exportado a países como China.
“Hicimos cooperación con estas dos universidades por sus fortalezas en caracterización de materiales” planteó la profesora Arce, añadiendo que el profesor Yesid Aguilar fue el Director de tesis doctoral de ella y su hermana, Johanna Esguerra.
“Con respecto a Christian Ortiz, él es actualmente estudiante de doctorado del profesor Julio Cesar Caicedo, así que fue su colaborador en la parte experimental de las medidas tribológicas”, comentó la profesora Arce.
La profesora Arce explicó que había muchas ventajas la Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito y la Universidad del Valle en colaborar en este proyecto
“El principal impacto para las dos instituciones es el fortalecimiento de la capacidad investigativa, la formación de personal de investigación y la visibilidad por los productos de investigación como el artículo de investigación”, dijo la profesora Arce.
Si le gustaría contactar a los investigadores o conocer más sobre el proyecto, escriba a la Oficina de Comunicaciones Facultad de Ingeniería: comunicaingenieria(arroba)correounivalle.edu.co.
Foto de la portada: Christian Ortiz Ortiz, investigador de doctorado y profesor asistente de Univalle, (izquierda), con supervisor el profesor Julio César Caicedo. Credito: Andrew James/NCC-FI/UnivalleNota Aclaratoria:
DIRECTOR DEL PROYECTO EN UNIVALLE : PROFESOR TITULAR YESID AGUILAR CASTRO
DIRECTOR DEL PROYECTO EN LA ECI : PROFESORA Adriana Esguerra Arce
ESTUDIANTES Y PROFESORES QUE PARTICIPARON EN EL PROYECTO : De la Escuela Colombiana de Ingeniería JULIO GARAVITO ECI el grupo CIMSER
Doctoras Johanna Esguerra Arce, Adriana Esguerra Arce, Ángela Bermúdez Y LOS ESTUDIANTES DE PREGRADO Tatiana Reyes Segura y Johanna Gisell Tirado
De la universidad del Valle TPMR, Participante YESID AGUILAR CASTRO
De la Ecole Politechnique Federale de Lausanne groupe de Tribologie et Chimiedes Interfaces, participante Dr.Stefano Mischler
LA EMPRESA DIACO
También se aclara que el señor Christian Ortiz Ortiz es Asistente de Docencia.
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