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Ingeniería Metalúrgica

Para controlar el ruido

Un sánduích de láminas de acero y polímero forma chapas que absorben las vibraciones de los motores

EDUARDO CESARLa adherencia del film de polímero a las láminas de acero se concreta en el horno a 190 grados CelsiusEDUARDO CESAR

La contaminación sonora es considerada por la Organización Mundial de la Salud (OMS) como la tercera causa de contaminación ambiental en importancia. Las consecuencias del exceso de ruido para los oídos humanos se traducen en daños físicos y psíquicos, que se instalan gradualmente y afectan la calidad de vida en las grandes metrópolis. En los últimos años, la preocupación con el control acústico resultó en exigencias para las industrias de todo el mundo antes que éstas pongan sus productos en el mercado.

En Brasil, los automóviles solamente salen de la fábrica si producen hasta 77 decibeles de ruido; las motos, 80; los camiones y ómnibus, 84. Una de las maneras para que la industria automotriz alcance estas metas consiste en revestir el motor con materiales que absorben los ruidos y las vibraciones, como la chapa VDS (Vibration Damping Steel o el Acero Antiruido y Antibvibración), fabricados en Estados Unidos y en Japón y que será lanzado comercialmente en Brasil este año. La tecnología nacional fue desarrollada por Fitafer Indústria e Comércio, de la localidad de Franco da Rocha, en la región metropolitana de São Paulo, con el apoyo del Programa de Innovación Tecnológica en Pequeñas Empresas (PIPE) de la FAPESP.

El embrión del proyecto de la Fitafer que resultó en la chapa VDS, compuesta por dos láminas de acero rellenas con un polímero en forma de film, se originó en el Instituto de Investigaciones Tecnológicas (IPT). En 1997, cuando la Fundación abrió las primeras inscripciones para el PIPE, el ingeniero Vicente Mazzarella, a la época director técnico del IPT, invitó a Francisco de Paula Assis Júnior, un ingeniero jubilado especializado en las áreas de laminación y tratamiento térmico, con experiencia de diez años de trabajo en la Companhia Siderúrgica Paulista (Cosipa), para coordinarlo.

“Me pareció interesante porque es mi área de actuación. Brasil solamente podrá superar esa condición de emergente cuando desarrolle tecnología industrial”, dice el ingeniero graduado en la Escuela Politécnica de la Universidad de São Paulo (USP) y actualmente profesor de la Facultad de Ingeniería Industrial (FEI), de São Bernardo do Campo, y de la Escuela de Ingeniería Mauá, de São Caetano do Sul. Mazzarella y Assis entraron en contacto entonces con Fitafer, productora de aceros relaminados, que actuaba con buenos resultados en el área y tenía interés en diversificar sus productos.

Assis cuenta que el punto de partida para el trabajo fue una chapa VDS fabricada en Estados Unidos, utilizada en el cárter (la parte del motor en dónde se almacena el aceite) de los motores de explosión de MWM, una empresa norteamericana con filial en Brasil. “La empresa nos suministró muestras de la chapa e hicimos una evaluación de las características del material. El gran problema era encontrar el polímero adecuado, porque 3M, el proveedor del fabricante norteamericano, se rehusó a facilitarnos muestras.”

Estabilidad y adherencia
El próximo paso consistió en seleccionar, con la ayuda del IPT, tres polímeros candidatos para componer la chapa VDS con tecnología nacional. Como esa pieza pasa por una serie de operaciones, el polímero no puede despegarse. Se probaron la adherencia y la estabilidad hasta temperaturas de 150 grados Celsius. Los ensayos, que aún no habían sido realizados en Brasil, se hicieron en el instituto con polivinil butiral (PVB), polietileno (PE) y polipropileno (PP). El acero utilizado fue el SAE 1006, cedido por Fitafer. Las pruebas de la fase de laboratorio resultaron en la elección del PVB como el polímero que tenía mejor adherencia a las chapas de acero.

La segunda etapa del proyecto, a escala piloto, se realizó en parte en Fitafer, con un horno y otros accesorios adquiridos con financiamiento del PIPE. En dicha fase, el PVB recibió varios aditivos, para absorber mejor los ruidos y las vibraciones y garantizar su adherencia a las láminas de acero. “Los resultados fueron considerados muy buenos y el polímero demostró buena estabilidad y adherencia”, comenta el coordinador del proyecto.

El proceso consistente en rellenar las chapas con el polímero es relativamente sencillo. Las dos láminas de acero y el film de polímero son nivelados para entrar en el horno, en donde permanecen durante cerca de una hora a una temperatura de 190 grados Celsius. Pasado el tiempo necesario para que se produzca la cura, la chapa pasa por un nuevo nivelado y está lista para su uso. “El problema mayor reside en que el conjunto permanezca bien sujeto en el horno y que se concrete la cura del polímero, lo que significa endurecerse y adherirse, formando un conjunto consistente”, explica el profesor.

Producción industrial
La etapa piloto terminó en octubre del año pasado. Ahora, Fitafer se prepara para producir comercialmente las primeras piezas en el segundo semestre de este año. Inicialmente fabricará apenas piezas de pequeñas dimensiones, tales como chapas para licuadoras, con el mismo horno utilizado para producir las chapas a escala piloto. Para iniciar la producción comercial, está construyendo un nuevo sector en la empresa, que estará terminado en agosto. Pero empezará a fabricar piezas mayores, tales como tapas del cárteres de motores, probablemente al final del año que viene. “Necesitamos un horno mayor para fabricar piezas de mayor porte. Para ello es necesario una inversión alta”, explica Ecidir Dias Taverneiro, director ejecutivo de la empresa.

El año pasado, la facturación de Fitafer alcanzó los 8 millones de reales. Cuando las piezas mayores estén en proceso de producción, se definirán los potenciales compradores. La industria automotriz es una de las fuertes candidatas, además de las empresas de estampado. Pero, como Fitafer también tiene su propia estamparía, podrá suministrar las pieza ya listas. “Todo dependerá del tamaño de la pieza, si cabe o no cabe en nuestra prensa”, adelanta Taverneiro.

Las posibilidades de aplicación de la chapa VDS son variadas: equipos eléctricos, materiales de construcción e industria automotriz. Este amplio campo de actuación atrae a las grandes siderúrgicas brasileñas, que ya han manifestado interés en dominar el proceso para producirla. Según Asis, Usiminas está invirtiendo en investigaciones para llegar a una tecnología propia para producir chapas similares a la VDS. La Companhia Siderúrgica Nacional (CSN), por medio de su subsidiaria Inal, ya le ha propuesto a Fitafer concretar una joint venture para fabricar la chapa VDS con la tecnología desarrollada con el apoyo del PIPE. Mientras tanto, el IPT y el coordinador del proyecto analizan pedir una patente para el proceso de fabricación de la chapa.

Alianza victoriosa
Para el profesor, las pequeñas empresas no pueden competir con las grandes ni en escala ni en tecnología. Por lo tanto, dice Assis Junior, deben diversificar sus actividades para sobrevivir. Esa filosofía es compartida por Fitafer, que procura “adecuar sus productos a las necesidades del mercado brasileño de aceros planos”.

Ahora, la empresa tiene entre manos un producto importante y esencial en el actual estadio del desarrollo industrial, en el que el cuidado con las cuestiones ambientales se encuentra en la primera línea de las exigencias productivas. Un producto con grandes perspectivas comerciales, delineado de manera ejemplar en la asociación entre la empresa y un especialista, y con el apoyo fundamental de un centenario y reconocido instituto de investigación.

El Proyecto
Desarrollo de Chapas VDS (Vibration Damping Steel), para Absorción de Ruidos y Vibraciones (nº 97/07407-4); Modalidad Programa de Innovación Tecnológica en Pequeñas Empresas (PIPE); Coordinador Francisco de Paula Assis Júnior – Fitafer; Inversión R$ 246.700,00

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