{"id":165680,"date":"2015-02-23T16:05:05","date_gmt":"2015-02-23T19:05:05","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=165680"},"modified":"2015-02-23T16:11:58","modified_gmt":"2015-02-23T19:11:58","slug":"una-nueva-generacion-de-cilindros-de-acero","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/una-nueva-generacion-de-cilindros-de-acero\/","title":{"rendered":"Una nueva generaci\u00f3n de cilindros de acero"},"content":{"rendered":"

Facs\u00edmil de la edici\u00f3n n\u00ba 49<\/em><\/p>\n

Imperceptibles, pero presentes en el cotidiano de la mayor\u00eda de las personas, las chapas de acero se encuentran por todos lados: desde las carrocer\u00edas de los autom\u00f3viles hasta dentro de casa, en las puertas de la heladera y en otros productos. Las chapas constituyen un insumo esencial en las ensambladoras de veh\u00edculos y de electrodom\u00e9sticos, y son producidas por la industria sider\u00fargica, un sector que experimenta una severa competitividad en el mercado brasile\u00f1o, como consecuencia del per\u00edodo de privatizaciones, y que necesita modernizarse para afrontar el mercado externo.<\/p>\n

La ventaja de Brasil reside en ser uno de los pocos pa\u00edses que fabrican, para consumo propio y para exportaci\u00f3n, cilindros de laminaci\u00f3n, que son las herramientas de conformaci\u00f3n de las chapas. No obstante, en los \u00faltimos diez a\u00f1os, la competencia en pa\u00edses como Jap\u00f3n, Estados Unidos, Canad\u00e1 y en Europa ha llevado a la producci\u00f3n de esos cilindros hacia una reconversi\u00f3n tecnol\u00f3gica que torna a dichas piezas m\u00e1s resistentes y eficaces.<\/p>\n

Para acompa\u00f1ar dicho avance, A\u00e7os Villares, la mayor fabrica nacional de cilindros de laminaci\u00f3n, se ali\u00f3 a la Escuela Polit\u00e9cnica (Poli) de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP), y al Instituto de Investigaciones Tecnol\u00f3gicas (IPT) para desarrollar una nueva serie de estos productos. La empresa, que produjo 23 mil toneladas de cilindros en 1998, exporta el 50% de su producci\u00f3n a Argentina, Chile, Venezuela, M\u00e9xico, Estados Unidos, Canad\u00e1, Sud\u00e1frica, Alemania, Holanda, Hungr\u00eda, Taiw\u00e1n, Singapur y Malasia, por ejemplo. Dicha uni\u00f3n cuenta con el apoyo de la FAPESP, en el marco del programa Asociaci\u00f3n para la Innovaci\u00f3n Tecnol\u00f3gica (PITE, sigla en portugu\u00e9s), que financia proyectos de investigaci\u00f3n entre una empresa e instituciones acad\u00e9micas. El proyecto, intitulado Desarrollo de la Producci\u00f3n de Cilindros de Acero R\u00e1pido para la Laminaci\u00f3n de Tiras en Caliente, cuenta con recursos por 145 mil reales y 30 mil d\u00f3lares provenientes de la Fundaci\u00f3n, en tanto que A\u00e7os Villares aport\u00f3 467 mil reales.<\/p>\n

El test en la producci\u00f3n
\n<\/strong>Este proyecto, iniciado en diciembre de 1997, tiene fecha de finalizaci\u00f3n prevista para el final del a\u00f1o 2000. Para ese momento, los investigadores tienen previsto contar con indicativos seguros surgidos de los tests de campo. \u201cEstos tests son lentos, porque son realizados con la utilizaci\u00f3n de los cilindros en los laminadores de las industrias sider\u00fargicas, es decir, es una prueba real, en producci\u00f3n\u201d, explica el ingeniero metal\u00fargico M\u00e1rio Boccalini J\u00fanior, investigador del Laboratorio de Fundici\u00f3n del IPT.<\/p>\n

De acuerdo con el coordinador general del proyecto, el ingeniero metal\u00fargico Amilton Sinatora, de la Poli, se est\u00e1 arribando a una sumatoria de capacidades, tanto del IPT como de la USP, para el aprovechamiento de la infraestructura existente en el Laboratorio de Fundici\u00f3n del IPT y en el Laboratorio de Fen\u00f3menos de Superficie de la Poli-USP. \u201cTrabajamos en pie de igualdad, y la interacci\u00f3n entre nuestros laboratorios permite que el proyecto salga por un costo mucho menor al que tendr\u00eda si fuera realizado enteramente en la USP o en el IPT\u201d, afirma Sinatora.<\/p>\n

El gerente de ingenier\u00eda y desarrollo de cilindros de A\u00e7os Villares de Pindamonhangaba (interior de S\u00e3o Paulo), Miguel Angelo de Carvalho, explica que estos cilindros reciben a las chapas a temperaturas superiores a los 1000\u00b0C, deform\u00e1ndolas de acuerdo con las necesidades de espesor. Son varios tipos de cilindros de laminaci\u00f3n, y los implicados en este proyecto son los chamados cilindros de trabajo para laminadores de tiras (de acero) en caliente. \u00c9stos representan m\u00e1s de un 25% de los ingresos por ventas de todo los tipos de cilindros fabricados para la industria sider\u00fargica a nivel mundial. \u201cM\u00e1s all\u00e1 de estos cilindros, existen aquellos usados en la laminaci\u00f3n de tiras en fr\u00edo, para la fabricaci\u00f3n de barras y tambi\u00e9n los de sost\u00e9n, en los cuales los laminadores de trabajo se apoyan\u201d, explica Carvalho.<\/p>\n

Como fideos
\n<\/strong>Para se hacerse una idea acerca de c\u00f3mo est\u00e1n montados los cilindros de trabajo en el laminador de tiras en caliente, Boccalini sugiere la imagen de aquellas m\u00e1quinas caseras de hacer fideos. \u201cLa pasta que pasa entre los dos rodillos de metal, instalados en una posici\u00f3n igual a la de los cilindros de la sider\u00fargica, sale del otro lado en forma de fideos, y puede ser comparada a las chapas de acero. El laminador est\u00e1 formado por varios conjuntos \u2013llamados jaulas\u2013 de esos dos cilindros de trabajo, que son apoyados en los cilindros de apoyo y van diminuyendo la espesura de la chapa, progresivamente.\u201d<\/p>\n

Este sistema es una forma de transferir la carga de laminaci\u00f3n, impidiendo la flexi\u00f3n y evitando la producci\u00f3n de chapas deformadas. La permanencia de la calidad de la chapa en niveles adecuados por un mayor espacio de tiempo es una de las ventajas de la nueva serie de cilindros de trabajo producidos con acero del tipo r\u00e1pido, una categor\u00eda m\u00e1s resistente, por ejemplo, que la del acero al carbono y el acero inoxidable.<\/p>\n

Todos los aceros tienen como base hierro y carbono, a los cuales se les adicionan elementos qu\u00edmicos tales como cromo y manganeso, de acuerdo a las necesidades del producto final. El acero r\u00e1pido posee carburos \u2013compuestos de carbono con otros elementos qu\u00edmicos\u2013 finamente dispersos en la aleaci\u00f3n, lo que imprime una mayor resistencia al desgaste abrasivo que se produce durante la laminaci\u00f3n. Los cilindros de la generaci\u00f3n anterior, producidos con hierro fundido blanco de alto \u00edndice de cromo, tienen carburos menos duros, mayores y m\u00e1s concentrados en determinadas regiones del material.<\/p>\n

Durabilidad
\n<\/strong>La oxidaci\u00f3n de la superficie de los cilindros de acero r\u00e1pido tambi\u00e9n es menor a la que sufren los cilindros de hierro fundido y, en su conjunto, las propiedades de la nueva generaci\u00f3n permiten que \u00e9stos permanezcan en actividad hasta tres veces m\u00e1s tiempo que sus antecesores, explica Miguel Carvalho. Esta diferencia es muy importante para la industria sider\u00fargica, puesto que cualquier parada para la sustituci\u00f3n de los cilindros \u2013paradas realizadas peri\u00f3dicamente, para rectificar la superficie\u2013 representa p\u00e9rdidas de producci\u00f3n de toneladas de acero.<\/p>\n

Existen laminadores de tiras en caliente que llegan a producir 400 mil toneladas de acero por mes, lo que representa cerca de 500 toneladas por hora. \u201cLa industria sider\u00fargica gana en volumen y cualquier accidente con el laminador representa una falla grav\u00edsima\u201d, dice Carvalho. Por tal motivo, los investigadores trabajan buscando el mejor proceso de fabricaci\u00f3n del cilindro, que depende tanto del proyecto y de los componentes de la aleaci\u00f3n met\u00e1lica como del modo de construcci\u00f3n \u2013a temperatura mayor o menor, enfriamiento m\u00e1s o menos r\u00e1pido. Todo eso influir\u00e1 en la microestructura del material, que es el punto que comanda todo el proceso de desgaste.<\/p>\n

En la producci\u00f3n del acero r\u00e1pido, los metales utilizados reciben la adici\u00f3n de sustancias qu\u00edmicas y son derretidos. El material resultante es colocado en un molde centr\u00edfugo que gira a altas revoluciones. Con ello el acero r\u00e1pido se adhiere al molde, formando un cilindro hueco, como una especie de tubo. Internamente, aloja un n\u00facleo de material menos noble, cuya principal caracter\u00edstica es resistir a los esfuerzos sin quebrarse.<\/p>\n

El desarrollo del nuevo cilindro gener\u00f3 resultados positivos, tanto en conocimientos para los ingenieros de la USP y del IPT como para la empresa, que invierte en la formaci\u00f3n de sus empleados. En el a\u00f1o 2000, Villares pretende exportar un 60% de la producci\u00f3n de cilindros de acero, y en 2002, espera producir un total de 30 mil toneladas de cilindros por a\u00f1o. Un aumento del 30% en la producci\u00f3n en cuatro a\u00f1os, lo que muestra la disposici\u00f3n de la empresa para continuar siendo competitiva y ganar nuevos mercados productores de chapas de acero.<\/p>\n

El Proyecto:<\/strong> Desarrollo de la Producci\u00f3n de Cilindros de Acero R\u00e1pido para la Laminaci\u00f3n de Tiras en Caliente
\nInversi\u00f3n:<\/strong> R$ 145 mil y US$ 30 mil de la Fapesp, y R$ 467 mil de Villares<\/p>\n

Amilton Sinatora<\/strong> es profesor del Departamento de Ingenier\u00eda Mec\u00e1nica de la Poli-USP desde 1986, en donde coordina el Laboratorio de Fen\u00f3menos de Superficie. Se recibi\u00f3 en la Poli en 1975, hizo su maestr\u00eda en 1986 y se doctor\u00f3 en 1990 en la Unicamp.<\/p>\n

M\u00e1rio Boccalini J\u00fanior<\/strong> es investigador del Laboratorio de Fundici\u00f3n del IPT desde 1989. Se gradu\u00f3 en la Poli en 1981, en la cual concluy\u00f3 su maestr\u00eda en 1990, y su doctorado en 1996.<\/p>\n

Miguel Angelo de Carvalho<\/strong> es gerente de ingenier\u00eda y desarrollo de cilindros de A\u00e7os Villares S\/A desde hace dos a\u00f1os. Est\u00e1 en la empresa desde 1987, a\u00f1o de su graduaci\u00f3n en la Universidad Federal de S\u00e3o Carlos. En 1995 concluy\u00f3 su maestr\u00eda en la Poli.<\/p>\n

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