11 December, 2019 Revista Digital sobre Patentes, Marcas y Propiedad Intelectual

Evalúan daños generados por ceniza volcánica

Puebla, Puebla.  (Agencia Informativa Conacyt).- La ceniza volcánica provoca daños y desgaste corrosivo en las pinturas de los automóviles, por lo que se recomienda aspirarla en vez de limpiar la superficie con paños o agua, ya que puede ocasionar daños mayores en el recubrimiento de la unidad.

Así lo determinaron las investigaciones realizadas por Marco Antonio Cruz Gómez, Edgar Irám Villagrán Arroyo, Benjamín Flores Chico, de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP), y Raúl Javier Gutiérrez Estupiñán, de la Universidad Iberoamericana, quienes realizaron a través de la tribología, un estudio para determinar la corrosión o desgaste causado por la ceniza volcánica en pintura automotriz.

Marco Antonio Cruz GomezMarco Antonio Cruz Gómez.En entrevista, el doctor Marco Antonio Cruz Gómez informó que ya existen estudios sobre el efecto que produce en las aeronaves la ceniza volcánica; no obstante, no se había tratado en los recubrimientos de pintura automotriz.

“La idea surge porque en Puebla tenemos la planta Volkswagen y algunas de sus flotillas de autos se encuentran en espacios abiertos. Nuestro estado representa también un lugar estratégico por la presencia del volcán Popocatépetl, porque después de indagar vimos que no hay mucha investigación científica al respecto, sobre todo porque no en todos lados hay volcanes activos, es decir, nuestra ceniza volcánica es motivo de estudio”.

A través del análisis de variables se observó el desgaste que genera la ceniza en pinturas nuevas de autos. Para esto, explica el doctor Cruz Gómez, se diseccionaron placas de 50 por 50 milímetros de la superficie plana de un cofre pintado con los estándares requeridos.

Posteriormente, se realizó un blasteo impactando estas placas con ceniza volcánica en diferentes ángulos, logrando obtener huellas de desgaste a través de cámaras de alta velocidad para verificar la trayectoria de la ceniza y lograr el seguimiento de la partícula. También se utilizaron cámaras termográficas para obtener los cambios de temperatura en el momento del impacto y postimpacto.

Este análisis se desarrolló en el Laboratorio de Ingeniería Mecánica, así como en el Área de Investigación Aplicada del Centro Universitario de Vinculación y Transferencia de Tecnología (Cuvytt) de la BUAP, donde se utilizan equipos especializados como microscopía electrónica de barrido, difracción de rayos X (DRX) y análisis de fuerza atómica (AFM).

Recuento de los daños

Actualmente se catalogan a nivel internacional siete tipos de ceniza y para este estudio se utilizó una ceniza tipo pluma, menor a 200 micras con variedad de partículas, principalmente de sílice y con formas irregulares.

La tribología
La palabra tribología se deriva del término griego tribos, el cual se entiende como “frotamiento o rozamiento”, así que la interpretación de la palabra puede ser, la ciencia que estudia el roce o fricción, es decir, la ciencia y tecnología que estudia la interacción de las superficies en movimiento relativo, así como los temas y prácticas relacionadas. Se estima que en México solo una veintena de científicos está dedicada a esta área en específico.

Tras los impactos, con el microscopio electrónico de barrido se obtuvieron imágenes de las huellas de desgaste, en las que se observa el tamaño, la profundidad y el diámetro del daño que se genera en cada una de las capas de pintura automotriz. Este tipo de corrosión provoca un envejecimiento prematuro de carrocería.

“La velocidad que se manejó para los impactos fue de 100 kilómetros por hora, que es la velocidad de caída. Se detectó también que existe una pequeña capa de ceniza que se queda pegada electrostáticamente a la superficie, y aunque esta genera daños, en la segunda caída se produce un amortiguamiento por la capa que queda adherida”, explicó el doctor Cruz Gómez.

Por las formas de los autos, los impactos no siempre serán a 90 grados, sino que estos se dan en diferentes ángulos y los daños se dan en diversas modalidades, así que en condiciones más drásticas, la ceniza volcánica puede llegar a las capas de acero y provocar un daño más profundo.

“También analizamos la reacción química que se genera cuando estas partículas de ceniza entran en contacto con el agua, ya que muchas veces cuando la gente se percata de que su automóvil tiene ceniza lo primero que hace es echarle agua para que se caiga. Pero el impacto de la ceniza con el agua también genera una reacción química que afecta y genera un fenómeno de corrosión”.

El doctor Cruz Gómez sugiere que tras una caída de ceniza, para evitar o reducir efecto corrosivo en la pintura automotriz, lo recomendable es aspirar este polvo sin frotar la carcasa, después pasar un paño de forma muy suave para no generar un rayado con los residuos que aún quedan. Tras limpiar lo que sigue es enjuagar solo con agua sin utilizar ningún tipo de jabón automotriz; finalmente, se tiene que hacer un secado.

Desgaste en turbinas de aeronaves

Marco Antonio Cruz Gomez Marco Antonio Cruz Gómez.El proyecto de la ceniza volcánica tiene diferentes vertientes, otra de ellas que también ha sido estudiada por el doctor Cruz Gómez, junto con un grupo de investigadores del Cuerpo 189 —dedicados al análisis y prevención de desastres, desarrollo sustentable y tribología—, es el impacto de la ceniza volcánica en las turbinas de los aviones.

Se observó que la ceniza volcánica causa desgaste en las turbinas de las aeronaves. Cuando hay una exhalación de un volcán tipo pluma, puede alcanzar hasta 12 kilómetros de altura sobre el nivel del cráter, un nivel que puede alcanzar una aeronave.

Cuando estas partículas se impactan en los álabes de cada turbina, los cuales alcanzan temperaturas de hasta mil 200 grados Celsius, se deforma la superficie plástica, generando una picadura, que es una erosión por partícula sólida.

“Para este estudio, utilizamos en el laboratorio un sistema de simulación, en el que elevamos a mil 200 grados Celsius la temperatura de los álabes y blasteamos a 100 kilómetros por hora la partícula sólida de ceniza volcánica a temperatura ambiente; al impactarse con los álabes de los aviones se genera un daño que hace que se pierda tiempo de vida útil”.

Cuando hay una exhalación, la ceniza puede alcanzar un radio de hasta 300 kilómetros de diámetro, por lo que tener una visibilidad adecuada no significa que esta ceniza no esté en el ambiente, esto a pesar de que existen mapas de ceniza, los cuales son variables pues dependen de las corrientes de aire, las condiciones climáticas y los tipos de exhalación.

Al tipificar el daño en los álabes, el cual se clasifica de acuerdo con el tamaño, grosor y resistencia que tienen estas piezas, se pueden prevenir accidentes o fracturas, ya que las picaduras provocadas por la ceniza volcánica pueden, a su vez, generar grietas térmicas que pueden expandirse hasta provocar una ruptura.

“Nuestra aportación tecnológica es poder caracterizar el daño que genera esta ceniza volcánica en casos no estudiados, esa es nuestra contribución a la industria internacional, de la cual deriva la industria nacional”, señaló el doctor Cruz Gómez.

AUTOR: Dalia Patiño

FUENTE: AGENCIA INFORMATIVA CONACYT

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