Reducción de fricción: cómo los recubrimientos superficiales avanzados ahorran energía, recortan costes y aumentan la eficiencia industrial

Cuando se trata de fricción, Lars Pleth Nielsen es un hombre de muchas palabras.

"La fricción depende de las características de las superficies —qué tan planas, redondas o rugosas son", dice Pleth Nielsen, gerente del Centro de Tribología del Instituto Tecnológico Danés. "La fricción también depende del medio en el que están las superficies, si es húmedo o seco, o qué partículas están presentes. Es un campo multidisciplinario que abarca mecánica, química y dinámica de fluidos, requiriendo análisis hasta el nivel atómico para comprender plenamente lo que ocurre."

El Centro de Tribología desarrolla recubrimientos superficiales que reducen fricción, corrosión y desgaste en una amplia gama de aplicaciones. Con una instalación de recubrimiento que opera siete días a la semana, el Centro apoya principalmente a la industria danesa con soluciones personalizadas.

Pleth Nielsen ha pasado la mayor parte de su carrera estudiando superficies. Obtuvo un doctorado en física de superficies, enfocándose en el comportamiento de átomos individuales en superficies. Hoy, además de su trabajo en el Instituto, sirve como presidente de ENIWEP —la Red Europea para la Prevención Industrial del Desgaste.

ENIWEP es una acción paraguas EUREKA dedicada a la prevención industrial del desgaste. El proyecto mejora la colaboración entre industria e investigación en tribología y acelera la transferencia de descubrimientos científicos a tecnología industrial.

Una iniciativa notable es un proyecto conjunto financiado por España, Alemania y Bélgica, donde el equipo está desarrollando recubrimientos de carbono tipo diamante de baja fricción para aplicaciones de vacío y espacio.

Pleth Nielsen señala que la fricción y el desgaste mecánico representan un estimado del 2-4% del PIB de un país altamente industrializado.

"Vemos problemas de desgaste, rotura y fricción en sectores importantes como alimentación y automoción", dice. "La fricción es una razón principal por la que los componentes tienen vidas limitadas. Aunque aplicar recubrimientos de baja fricción es un coste inicial, los beneficios a largo plazo —salida de mayor calidad, vida extendida de herramientas y mantenimiento reducido— compensan con creces la inversión. Muchas empresas subestiman inicialmente los costes ocultos de la fricción hasta que se dan cuenta de los ahorros de los recubrimientos avanzados."

Cita como ejemplo a un fabricante danés de latas. Sin recubrimientos, las herramientas de plegado y estampado se desgastan tras solo 30 minutos de producción. Con los recubrimientos del Instituto, las herramientas pueden operar durante varios meses sin lubricación, eliminando la necesidad de lubricantes químicos y la limpieza intensiva en agua y electricidad de las latas terminadas.

La Necesidad de la Fricción

La fricción es la fuerza que opone movimiento cuando dos superficies rozan entre sí. Aunque puede obstaculizar el rendimiento, la fricción es esencial para tareas cotidianas —caminar, sentarse, subir escaleras— porque previene el deslizamiento.

Reducción de la Fricción

Reducir la fricción es un objetivo clave en muchas soluciones de Trelleborg. En aplicaciones de sellado, por ejemplo, la función de sellado debe lograrse sin fricción excesiva que degradaría el rendimiento del sistema. Ya sea acelerando el movimiento en un tobogán de evacuación u optimizando el rendimiento de neumáticos en terrenos variados, la gestión efectiva de la fricción es crucial.

En entornos industriales donde la reducción de fricción puede influir en el PIB, la ingeniería de soluciones de sellado y mangueras se centra en lograr características óptimas de fricción a través del diseño y formulación de materiales. Trelleborg ha desarrollado materiales de sellado basados en PTFE Turcon que mejoran la eficiencia en aplicaciones hidráulicas dinámicas, mientras que la tecnología de fricción usada en la manguera Scirocco II demuestra reducir costes en operaciones de procesamiento de sólidos.

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