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Estos días estoy participando en un proyecto con mi empresa en el que estoy teniendo la suerte de adquirir nuevos conocimientos. En concreto os quiero compartir este artículo sobre un asunto que me ha hecho reflexionar, y por otro lado sorprenderme, me explico.

Todos queremos ser sostenibles

Ahora bien, que no me toquen el bolsillo o que no me molesten mucho. Lo decimos en broma, pero creo que somos así, aunque también creo que sabemos mejorar, y lo haremos. Sirva este escrito aunque solo sea para motivar a uno de vosotros.

En una charla desgranaron conceptos que me eran familiares: economía circular, sostenibilidad, etc; y otros que no tanto: marketing social corporativo, marketing institucional, etc. De todo este conglomerado ilustré en mis apuntes un triángulo que os comparto (los garabatos suelo hacerlos cuando escucho activamente, soy un bicho raro):

Según sus lados, un triángulo puede ser equilátero, y tendríamos equilibrio; isósceles o escaleno, y no tendríamos equilibrio. Esto no impide que en ocasiones quepa la opción de valorar mejor un desequilibrio que un equilibrio, como por ejemplo un contenido más social en una más despoblada, o uno económico en una zona más desfavorecida. Creo que lo importante sería que hubiera contenido en los 3 vértices.

Vaya por delante que, como reza el blog, soy mecánico, así que disculpen aquellos con conocimientos en la materia, pero como el blog es mío, mis opiniones y reflexiones también 😅

Aunque especialistas se han comprometido a ayudarme a revisar los valores de mi proyecto profesional desde la visión de estos prismas, me ha gustado hacer el ejercicio yo solo, y de ahí mi sorpresa, pues estoy gratamente satisfecho con lo que sin tener estos conocimientos en la materia, había plasmado en nuestra actividad diaria. Supongo que fruto de vivencias y anhelos puestos en mi proyecto actual.

En mi empresa acabamos fabricando, así que analizamos las aplicaciones, sin hacer estudios de cientos de hojas, para ofrecer viabilidad técnica y económica, pero sin haber puesto el foco en ello, resulta que también habíamos incluído los vértices social y ecológico.

Esto que suena a grandes palabras para poner en la web y en presentaciones, y que a veces me producen «picores», no voy a decir que al 100%, pero están en nuestro ADN, y nuestros clientes, ven en nuestra presentación conceptos como fabricación km0, transmisión del conocimiento, apoyo de la industria local, etc.

Aterrizar estos conceptos a veces es tan sencillo como estudiar en primer lugar la rentabilidad económica y luego el resto, y ahí tratamos de hacer tangible lo intangible, con conceptos que forman parte de nuestros valores, como los comentados anteriormente. Y es que no se trata sólo de comprar más barato, sino de reflexionar lo que hay detrás de cada compra, y ponerlo en valor.

Como estoy en plan evangelizador, os dejo un par de reflexiones que ilustran en qué pienso cuando hablo de esas dimensiones social, ecológica y económica cuando compramos (y vendemos).

Reflexión 1 ON

¡Faltan oficiales! ¡cierran empresas! ¡no hay artesanos! ¡no saben/pueden repararme este aparato! Obviamente caben muchas reflexiones y análisis de la realidad de una sociedad localmente, pero ¿creéis que puede estar vinculada esta realidad con lo que yo llamo «la búsqueda del más barato todavía»? ¿has reflexionado alguna vez en el posible impacto social de la compra del producto más barato (sin importar la procedencia)?

Reflexión 1 OFF

Reflexión 2 ON

Analizar el impacto de la cadena de suministro de un equipo o componente en profundidad no es fácil, pero estaréis de acuerdo conmigo que no es lo mismo analizar desde el punto de vista de la sostenibilidad cuando hablamos de un componente para 1.000.000 de unidades, 5.000 unidades, o 1 unidad; ¿y si pensamos en el mantenimiento posterior? ¿no creéis que como sociedad deberíamos pensar en estrategias diferentes para diferentes escenarios? Estoy convencido que esto protegería el entorno local, incluso generaría oportunidades, que reportarían beneficios sociales, ecológicos y económicos.

Reflexión 2 OFF

Simplemente espero que os haga pensar, y si queréis compartir vuestras ideas o reflexiones, ¡os montáis un blog! 🤣🤣🤣 No hombre, podéis escribir aquí, hay sitio para todos.

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¡Vuelvo a estudiar!

Me apasiona tanto formar como formarme, y lo segundo sobre todo en disciplinas más allá de mis conocimientos y experiencia (por aquello de sentirme incómodo 😅).

¿Qué hace un mecánico con más de 25 años caminando por la industria curioseando el ámbito médico?

Mis últimos años profesionales me han vuelto a acercar a la fabricación aditiva, pero ahora dentro de uno de los ámbitos que más me apasionan, los procesos industriales. La fabricación aditiva tienen una gran capacidad de innovación en productos, procesos y servicios, y eso es lo que me ocupa en mi actual empresa a nivel industrial, pero como siempre, creo que hay que andar curioseando más allá.

No sorprendo a nadie si digo que veo en el campo de medicina una ola de un buen tamaño que ya se inició hace muchos años, que arrastrará a muchos ingenieros (en el buen sentido) a participar en procesos médicos de la mano de la #fabricaciónaditiva, y me parece fascinante. Por eso quiero entender el proceso, de principio a fin, para conocer de primera mano en qué etapas se puede añadir valor; pero también las limitaciones, legislación, ética, conductas, futuro… Nunca se sabe dónde te pueden empujar las olas…

Varias semanas atrás, charlando con un cirujano sobre este asunto, me comentó que él cree que los médicos y los ingenieros se van a entender muy bien, así lo espero, así espero que la sociedad promueva a todos los niveles esta unión. Y aviso para navegantes: también comentamos de la futura necesidad de ingenieros en el sector médico…

Hace muchos años tuve la suerte de asistir a un simposio médico sobre cirugía de rodillas, ya que mi padre por su avanzada edad tenía una rodilla como el coliseo de Roma, y en directo pude ver como el Dr. José Aragón compartía la cirugía por videoconferencia.

Aparte de las exclamaciones de mi madre que divirtieron bastante a los asistentes, me quedé asombrado por lo familiar que me resultaba la escena a nivel mecánico: guías, titanio, sierra, escoplo, tornillos, plásticos, desgaste; vamos, que faltó el soplete, la radial y el bocata y me siento como en el taller.

La fabricación aditiva ya está cada día más presente en diferentes etapas y ámbitos del sector médico, pero estoy seguro que veremos un incremento interesantísimo en la llegada directa de la fabricación aditiva al quirófano para acabar implantándose en el cuerpo humano.

Aunque en realidad hasta aquí, siento deciros que nada muy novedoso, puesto que la fabricación aditia viene siendo implantada en nuestros cuerpos, principalmente a nivel óseo y con materiales metálicos (titanio) hace bastantes años, pero los recientes avances, y empuje empresarial, en el campo de la fabricacion aditiva creo que va a generar numerosas oportunidades en:

  • reducir los costes de asociados no sólo a la fabricación de implantes sino al software, máquinas de producción, procesos quirúrgicos, etc
  • aumentar el uso de materiales metálicos, pero sobre todo, plásticos implantables
  • facilitar la integración de la producción en aquellos centros médicos que opten por esta vía
  • abrir vías de desarrollo de terapias con material vivo del propio paciente, pues la personalización es algo inherente en la fabricación aditiva
  • generar especialidades en ingeniería biomédica (con clara vocación multidisplinar: mecánica, audiovisual, tecnologías de la información, química…), y por tanto puestos de trabajo

Y supongo que cuando acabe de estudiar el curso, podré añadir más cosas a la lista, y espero no tener que borrar ninguna… 😂😂😂

P.D.: Mi padre bien, gracias. Haciendo kilómetros… 😇

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No me gusta tirar de anglicismos, pero es que acabo de aprender esta palabra en inglés, que se traduce como sobrevalorada/o, y para qué gastar más energía… al precio que va.

Me he animado a escribir este artículo enlazando dos publicaciones que a priori no tienen nada que ver, pero que al acabar entenderéis perfectamente (confío en vosotros).

Por un lado, leyendo esta publicación en Forbes me ha parecido que se puede decir más alto, pero no más claro. Leer solo la primera y volvéis, el resto lo dejáis para el fin de semana 😅

La fabricación aditiva, aunque es un tecnología con décadas desarrollo (y las que le quedan), en los últimos tiempos parece haber tenido un boom en los que:

  • iba a cambiar el mundo
  • encabezaba listas de tecnologías disruptive (me permito deciros que en español no existe el término disrupción con la acepción que hemos traducido del inglés, de momento al menos)
  • democratizaría la fabricación (parecía que cualquier ser humano podía fabricarse la pieza rota de su lavadora, su automóvil o su máquina de palomitas, si aún queda alguien con este electrodoméstico)
  • y mucho más 🚀🚀🚀

Hablo en pasado, pues cada vez va pareciendo menos cierto, pues existen barreras de adopción, y sobre todo, el mito contra el que llevo años batallando: que se pueda realizar mediante fabricación aditiva no significa que sea adecuado en términos de rentabilidad y funcionalidad.

¿Quiere decir esto que nada es verdad y esta tecnología es un pufo? ¡Tampoco os pongáis así! Mi opinión es que NO, ni mucho menos, pero es que entre la disruptive tecnology y el pufo, hay mucho valor para las personas, la industria y la sociedad.

No acabaría nunca una lista de actividades que proliferan gracias al acceso a las tecnologías y materiales de fabricación aditiva, pero como bien se apunta en el artículo, estamos mucho más cerca de un valor de nicho, que de la masificación como pretenden algunos.

Además, en este sentido de nicho, las encontramos como iniciativas empresariales (😉), solidarias (👏) o investigadoras (😍), pero todas ellas más enfocadas en acercar o obtener los beneficios de la fabricación aditiva en nichos concretos, aunque sí reproducibles, donde nuestras queridas tecnologías de fabricación si añaden valor ya sea por geografía, plazos, costes, personalización, optimización, peso, etc.

En el ámbito industrial, en el que vengo desarrollando toda mi carrera profesional, es más fácil añadir valor mediante la fabricación aditiva en aplicaciones en nichos concretos, incluso en actividades o equipos muy concretos, que pensar en atacar, ni siquiera solaparse con procesos y cadenas de producción que llevan décadas optimizándose y buscando soluciones para ser más rentables, eficientes y flexibles.

Mi segunda lectura (de 15 segundos) de Verónica Pascual, a quien sigo en LinkedIn, mencionaba que Jeff Bezos comentó algo así como: «busqué crear un negocio con sentido en un contexto donde la web crecía con porcentajes del 2300% anuales». Y es en este contexto de valor de nicho donde hace unos años me propuse junto con mi socio crear nuestra empresa, en la que mediante el diseño y la fabricación aditiva aportamos valor a la industria.

No es necesario decir que sin compararnos con Verónica o Jeff, apostamos por llevar la fabricación aditiva al sector industrial en el contexto en el que siempre hemos creído, en el que podemos aportar valor a un sector tan grande, trabajando nichos concretos. Si queréis saber más, ya sabéis 😇

Me he hecho un poco de publicidad, ¡pero ya que pago el dominio y el hosting! jejeje

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  • ¡Queremos imprimir! ¡Queremos imprimir! ¡Queremos imprimir!
  • No nos vamos de aquí… [pausa] …sin poder imprimir
  • ¡Nosotr@s decidimos! ¡Nosotr@s imprimimos!

Estos son algunos de los gritos y cánticos de un grupo de irreductibles que se agrupan cada mañana delante de cualquier empresa que se dedica a la impresión 3D. Al menos en la nuestra pasa… 😉

Lógicamente es una broma, pero me sirve para ilustrar a este grupo creciente de fanáticos que se han apuntado al carro de la impresion 3D, cueste lo que cueste, y que quieren imprimirlo todo.

DSC_3533Creo que el hecho de que haya en el mercado un buen puñado de fabricantes de máquinas de impresión haciendo su trabajo, que es vender sus máquinas, está ejerciendo un efecto hipnótico sobre algun@s: comprar las maravillas de la impresión 3D por lo que las máquinas son capaces de hacer. (Un Ferrari es una buena máquina pero, ¿sirve para todo?)

No digo esto como algo negativo, todo lo contrario, es positivo y necesario, pero no me queda más remedio que llamar a los Mythbusters y…

MITO 1 – En impresión 3D se puede hacer todo.

En términos relativos, vamos a decir que sí, dentro de lo que se entiende como impresión 3D se puede «imprimir todo»: hay mucha libertad en geometrías, hay bastantes materiales, existen bastantes tecnologías que ofrecen buenas prestaciones, etc. Pero la pregunta es: ¿vamos a mejorar algo imprimiendo?

Esa es la pregunta que cabe responder cuando alguien piensa en producir algo mediante impresión 3D, y para ello es imprescindible conocer:

  • prestaciones: plazo de fabricación, precisión geométrica, rentabilidad económica, etc. Estos son algunos ejemplos, y dependerán del sector y del objetivo.
  • condicionantes: temperatura de funcionamiento, marcos legales aplicables, requerimientos mecánicos, etc. Estos serán parámetros que debo cumplir cuando decida imprimir algo.

Cuando presento a muchas personas en industria las bonbades de la impresión 3D, resumo todo esto diciendo que en impresión 3D se puede fabricar todo, pero hay dos grandes preguntas que me ayudarán a decidir:

  • ¿va a mejorar algo sobre cualquier otro método de fabricación? El plazo, el peso, la durabilidad, el proceso, etc.
  • ¿es rentable hacerlo? Sí señores, imprimir cuesta dinero 🙂

En realidad la segunda podría estar perfectamente enmarcada en la primera, pero recordemos, al final las unidades de medida más habituales son los €,$…

MITO 2 – Adiós a la mecanización.

Esta es una de las frases que más escucho desde que hablo de impresión 3D. Y yo, ni creo que nadie, conoce la verdad absoluta, pero NO.

Creo que la mejor manera de entender la impresión 3D en la industria de fabricación mecánica, es integrándola como un proceso de fabricación más, y recurro al ejemplo que algunos están cansados de oirme:

«Si te compras un torno, harás piezas de torno, pero no podrás hacer otras operaciones para fabricar, por tanto, estarás limitado. Pues si te compras una impresora 3D, harás piezas de impresión 3D, pero no podrás ir más allá en la fabricación mecánica»

Tanto por el estado de la técnica actual, como lo que se intuye para los próximos años por fabricantes de maquinaria, la mecanización siempre formará parte de los entornos productivos. Existen hace tiempo máquinas híbridas que imprimen la pieza y a continuación mecanizan para obtener geometrías definitivas, eso tiene algunas ventajas, espero hablar de ello más adelante, pero es un claro ejemplo de la indisolubilidad de ambas tecnologías (te ha costado pronunciar indisolubilidad, pues prueba a escribirlo).

En cualquier caso es indudable que la combinación entre impresión 3D y mecanización forma parte del presente y del futuro, y en breve dará pie a un montón de oportunidades en el mercado laboral industrial desde el diseño optimizado hasta la fabricación  (nota para estudiantes).

MITO 3 – La impresión 3D ya forma parte de nuestro día a día ¡y no nos hemos dado ni cuenta!

La necesidad de generar notícias (esto vale para casi cualquier tema que tratemos hoy en día), ha creado un gran mito en casi cada sector:

  • ¡ya imprimen comida!
  • ¡ya imprimen piezas de aviones!
  • ¡ya imprimen orejas humanas!
  • ¡ya hay una impresora 3D en cada barco, aeropuerto, base militar y en la Luna!

Es cierto que es un campo de investigación en casi todos los sectores, pues puede aportar su valor, aunque creo que en algunos casos es puro marketing o simplemente entretenimiento.

En cualquier caso, me gusta remitirme en este caso a la famosa curva de Gartner sobre el estado de la impresión 3D donde podréis situar a través de un análisis especializado el estado de cada una de la aplicaciones de impresión 3D en diferentes sectores y especialidades. Aquí podéis encontrar un buen artículo en castellano con una representación gráfica de la curva que os ayudará a visualizar esto.

Suelo explicar que las expectativas son muy altas, pero por poner simplemente dos ejemplos: introducir una pieza en el proceso de fabricación de un avión comercial, o más todavía, introducir una pieza en el cuerpo humano, son resultados de procesos complejos y lentos con muchos estudios, ensayos, pruebas, etc. Y sí, se están haciendo, pero no con el nivel, profundidad y asiduidad que pueda parecer por la notícias.

 

¿Os suenan más mitos? Hacerlos llegar y miramos de desmontarlos… 😉

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Tras el escaso éxito de «¿Por qué usamos vapor en la industria?» y ya que el blog es mío y hago lo que me da la gana, voy a comentar sobre unos componentes que solemos encontrarnos en las instalaciones de vapor, con una importante misión: separar dos mundos.

Esta misión, poética en mi descripción, indispensable en la realidad, no es otra que separar del vapor aquellos elementos que pueden aparecer en la instalación tanto en la puesta en marcha (momento crítico) como durante su funcionamiento habitual, ya se trate de condensado (nombre habitual que recibe el agua resultante de la condensación del vapor) o los llamados incondensables (aire).

Por no entrar muy en detalle, resumiremos que el vapor, una vez ha transportado y cedido su energía, condensa en agua (redundante, sí, pero aclara), que puede generar numerosos problemas en la instalación, que está diseñada para transportar vapor, no agua, y por eso debe ser purgada. Además, sobre todo durante las puestas en marcha, pueden crearse bolsas de aire (incondensables), que son empujadas hacia puntos de la instalación donde pueden crear problemas, así que deben ser eliminadas (venteadas).

No purgar el condensado de una instalación puede comportar numerosos problemas de proceso como pérdidas energéticas, anegamiento de equipos, bajadas de rendimiento, etc; pero también problemas graves de seguridad como golpes de ariete por arrastre, con una energía que puede llegar a reventar tuberías, y arrancar instalaciones.

Físicamente, tanto  se trata de válvulas automáticas que deben abrir ante la presencia de aire o condensado, y cerrarse ante la llegada de vapor. Existen diferentes tecnologías de purgadores, cada una de ellas con una serie de ventajas y/o inconvenientes, sobre todo asociadas a diferentes condiciones y requerimientos. Haremos un pequeño resumen, y trataré de poner una foto de cada fabricante que conozco, para que nadie se me enfade, y «en el futuro» os hablaré de cada uno de ellos.

Condensate drain / automatic / mechanical / bimetallic
bimetálico

Condensate drain / automatic / thermostatic
termostático

Condensate drain / automatic / heat-recovery
termodinámico

13874-12252450
de boya

subib1_thumb
cubeta invertida

  • venturi, híbridas, etc…

Fuera de las instalaciones de vapor, nos podemos encontrar sistemas similares, con un funcionamiento muy parecido, pero que su función les hace denominarse de manera diferente:

– venteos. Válvulas automáticas que se abrirán ante la presencia de un gas en un circuito de líquidos. Mediante el conocimiento de los fluidos (gases y líquidos), y las condiciones de proceso e instalación, se diseñan dispositivos dimensionados específicamente para esta acción (p.e. en circuitos de aceite térmico, eliminar aire)

– drenadores. Exactamente igual que los elementos anteriores, pero para eliminar un líquido de un gas (p.e. en circuitos de aire comprimido, eliminar agua)

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En los últimos años he entrado en contacto con un sector energético totalmente desconocido para mí, el hidroeléctrico. Tras mucho tiempo dedicado a preguntar y leer, puedo decir que continuo sin saber nada del sector, pero como osado bloguero curtido en mil y una batallas técnico-lingüísticas, no puedo más que compartir cosas interesantes para mi corto intelecto.

Partiendo desde lo más básico (para lenguaje técnico-chachi ya está la Wikipedia), una turbina es un equipo mecánico, rotativo, que convierte la energía mecánica de rotación (de su masa) en energía eléctrica, justo al revés del trabajo de una bomba. Esta es la explicación a lo bestia, por si os cruzáis con un amigo que hace tiempo que no veis y os pregunta ¿qué es una turbina? Cosa que a mí me suele pasar mucho, y encima vuestro amig@ es el típico listillo que ya sabe la explicación pero está esperando que digáis algo mal para corregiros, probar esta descripción un pelín más refinada y me contáis: una turbina es un equipo rotativo, del grupo de las turbomáquinas, que recibe energía transmitida por diferentes fluidos como aire, agua, vapor de agua, etc, que convierte en energía mecánica de rotación, y esta a su vez, en un el alternador, en energía eléctrica que debemos tratar antes de suministrar a la red. También pueden ser usadas para mover otros equipos.

Hoy en concreto hablaremos de las turbinas hidroeléctricas, que aprovechan la energía potencial resultante del almacenamiento de agua en presas, que mediante una diferencia de altura entre el agua y la turbina (salto) hacen girar ésta. Existen diferentes tecnologías de  turbinas aplicadas en la hidroeléctrica, pero 3 de ellas se llevan la palma por su gran uso. El último dato que recuerdo, de hecho no sé muy bien porqué mi cerebro retiene este tipo de información, es que un 15% de la energía eléctrica generada en el mundo se hace a través de esta tecnología (las perlas son Brasil, Canadá, China y E.E.U.U.).

No entraré a describir los tipos de centrales, pero cabe mencionar como las más comunes:

– centrales run-of-river (lo siento, no me gusta ninguna traducción al castellano 😉 ). Normalmente en ríos o canales, donde existe un gran caudal, pero saltos pequeños.

– centrales de almacenamiento (presas, represas, etc). Donde tenemos elevada altura, pero caudales más pequeños

– centrales reversibles. Vendría a ser una variante de la anterior, pero estas centrales se construyen para retornar el agua turbinada a una cota más baja de nuevo a mayor altura para volver a aprovecharlo. Lógicamente esta operación se suele hacer por las noches donde demanda y precios son más bajos, aprovechando el excedentes de planta que no «pueden» parar como nucleares…

Ahora sí, los tipos de turbinas, que me enrollo…

Turbinas Kaplan

Deben su nombre a su inventor, Viktor Kaplan, también defensa central del Viena F.C., y suelen utilizarse en centrales de río, y en general, donde el salto es <65 metros. Normalmente verticales,  sus álabes son orientables para obtener un mayor aprovechamiento de los cambios de altura que puedan originarse, aunque existe una variante, horizontal y con álabes fijos, a la que se le suele llamar tipo bulbo. Se pueden obtener potencias de hasta 200MW. Geométricamente existen diámetros de turbina de 10 metros y pueden alcanzar hasta 400 rpm (imaginaros esas masas dando vueltas :))

 

 

 

Turbinas Francis

También deben su nombre al inventor, y no voy a hacer la broma para los más veteranos, James Francis, y con esta tecnología cubrimos a partir de los 65 metros de salto, hasta los 700 metros. Aquí la geometría del elemento rodante es fija, y puede regularse en la parte estática la orientación del flujo para adaptarse a diferentes situaciones. Es el tipo más común usado en todo el mundo, con potencias de hasta 700MW (Itaupú, Brasil), y en este caso la velocidad puede llegar hasta las 1000rpm. Es un tipo de turbina que se usa muy comúnmente para la denominada «mini-hidro» (pequeñas turbinas), y podemos encontrarlas tanto verticales como horizontales.

 

 

Turbinas Pelton

¡Qué decir sobre las turbinas Pelton! Su inventor no fue otro que el carpintero y buscador de oro Lester Allan Pelton, quién desarrollo una turbina para aprovechar la energía de grandes saltos, mayores a 700m, donde desde uno o más inyectores, se proyecta un chorro de agua a presión que obliga a girar a la turbina consistente en un serie de «cucharas» que forman el elemento rodante. Es uno de los diseños de mayor rendimiento

 

 

 

No existen unas turbinas mejores que otras, o más eficientes que otras por definición, en función de una serie de parámetros como altura, tipo de agua, caudal, operación, situación, y sobre todo, presupuesto :), tendremos una turbina (central) más eficiente o menos eficiente para esa situación. Existen centrales que combinan diferentes tipos de turbinas…

Como curiosidad, si queréis ver online la demanda energética, y cómo se estructura la generación en tiempo real según Red Eléctrica de España, podéis visitar el siguiente enlace donde no sólo encontraréis la aportación porcentual de la generación hidroeléctrica, sino también del resto de tecnologías. Aquí encontraréis su explicación.

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Y aquí va la fascinante segunda parte…

Vamos a ilustrar rápidamente porqué es necesario crear una fuerza de sellado en un sistema o sobre un material, si no queremos tener fugas. Y lo voy a mostrar como me lo explicaron a mí, pues creo que es el ejemplo más sencillo para entender estos conceptos, y es a través de un collarín hidráulico o neumático, en «U» (también llamado sello de labio, sello V, retén, etc…)

En primer lugar, existen unas medidas de ranura en el equipo (en adelante cajera), donde se introducirá el collarín que deberá generar estanqueidad en el sistema. Podemos ver en amarillo una sección representativa de un collarín en «U», habitualmente fabricado en elastómero.Cajera + collarin

A continuación, y para poder observar de manera clara la interferencia con la que se ha fabricado el collarín, os muestro esta imagen, donde los labios que deben generar el sellado, se fabrican con unas dimensiones superiores a la cajera que los contendrá, para que, como veremos más adelante, generen una presión, que se conoce como fuerza de sellado (al ser aplicada sobre una superficie). En realidad podéis imaginar que esta es un imagen ilustrativa, ya que automáticamente cuando la goma quede aprisionada en la cajera, se adaptará a la forma de esta (if you put water into a cup…).Cajera + collarín sin comprimir

Y efectivamente, cuando el collarín quede aprisionado en su cajera, quedará de esta forma.Cajera + collarín comprimido

Lo que originará automáticamente una fuerza de sellado sobre la superficie en contacto de los labios con el metal, que generará un gradiente de fuerzas, calculado por el fabricante del sello para que este funcione.Cajera + collarin + fuerza sellado

 

 

En realidad, lo que sucederá cuando el fluido ejerza también presión sobre el collarín, que el gradiente de fuerzas aumentará, incrementando así la fuerza de sellado (aquí algunos deberían entender porqué con presión muchos sistemas no fugan, y cuando esta desaparece, fuga, aunque más adelante veréis donde está concretamente el truco, por culpa del compression set). Cajera + collarin + fuerza sellad + fuerza fluidoLlegados a este punto ¡ya tenemos el primer ingrediente para el compression set! ¡Presión!

El segundo ingrediente ¡la temperatura! En realidad es opcional, como los elevalunas eléctricos cuando yo era pequeño, y en realidad lo más interesante es que si no existe, igualmente se producirá la deformación, pero si existe, provocará una aceleración del proceso.

Y el tercer ingrediente… ¡el tiempo! Ese que todo lo arregla, o todo lo jode, según se mire

Y es que el compresión set no es más que una modificación de la geometría original que sufren los elastómeros y algunos plásticos sometidos a una carga de compresión, con o sin temperatura, que se alarga en el tiempo de manera continua o cíclica.

Como podéis ver en la siguiente imagen, en realidad lo que le pasa a un sello dentro de su cajera, es que «se olvida» de su forma original debido a los procesos de envejecimiento citados en el primer artículo, que sumados a la presión, temperatura y tiempo, conforman el material con cualquier forma que tenga la ranura. Por eso sucede que con el tiempo, cuando un equipo está en marcha, y existe presión, el collarín crea una fuerza de sellado que evita las fugas, pero cuando esta fuerza desaparece, y el compression set ya ha hecho estragos, el líquido es capaz de colarse entre el metal y el collarín de manera que el sistema «suda aceite o el líquido que estemos intentando contener».

Cajera + collarin deformado

Y hasta aquí queridos niños la maravillosa y apasionante vida del compression set, o más largo para los que gusten de un mayor uso de saliva: deformación permanente por compresión

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En castellano la definición más correcta que he encontrado es «deformación permanente por compresión», y se refiere al grado de deformación de un elastómero debido a una exposición prolongada a una carga de compresión.

Este asunto es de vital importancia en aplicaciones industriales de sellado de equipos, tanto estáticas como dinámicas, donde los materiales elastómeros son ampliamente utilizados.

Los materiales elastómeros

Debemos partir del conocimiento básico de los elastómeros, que pueden ser de origen natural o sintético, y cuyo proceso de fabricación puede concluir con la vulcanización, que realiza un cohesión de sus moléculas, dotándo al material de unas propiedades muy interesantes.

En general los elastómeros tienen un inconveniente, y es que conforme se fabrican, comienza un proceso de envejecimiento por oxidación que hace que pierda resistencia y elasticidad, este puede ser en días o en años hasta que pierda sus propiedades, pero existe, si no, me quedaría sin artículo ;). Incluso existiendo normas y técnicas sobre su fabricación (con aditivos específicos para retardar este efecto), conservación (almacenamiento controlado en temperatura, humedad, etc), y uso (condiciones ambientales de funcionamiento), es conocido que un elastómero envejece y pierde propiedades.

Todos hemos observado en nuestra propia casa con diferentes elementos como la suela de los zapatos que se endurece, las gomas de pollo que sujetan nuestros cables o cromos que se rompen, incluso los neumáticos de nuestros coches o motos que pierden adherencia, y es que, con el pasar de los años, lo que inicialmente tenía una elasticidad envidiable, y un aspecto «gomoso» muy apetecible :), se torna liso y brillante (por una capa externa endurecida), y con una elasticidad y otras propiedades desaparecidas, incluso llegando al agrietamiento o rotura del material ante una deformación mínima.

Ahora vamos a llevar todo esto al campo de la industria, y en concreto a las aplicaciones de estanqueidad o sellado, que es donde queremos llegar, ya que allí el compression set, o deformación permanente por compresión, cobra una importancia notable, produciendo numerosos problemas en la industria, aunque algunos no quieran reconocerlo 😉

Fuente:Wikipedia

No quiero hacer una lista de materiales elastoméricos, pues es vastamente conocido el uso de diferentes elastómeros para el sellado desde muchas décadas atrás hasta hoy; pero me estoy dando cuenta que la voy a tener que hacer para satisfacer vuestras ansias de conocimiento, pues ya oigo a la gente agolpándose bajo mi ventana para reivindicar un listado mínimo. En este hay una mezcla entre términos técnicos, marcas y «palabros de uso común»; vaya por delante que no está completa, pues sería tarea ardua y quizás mejor que consultéis la ISO 1689:

  • NBR. Nitrilo butadieno, BR, buna-N, Perbunan®, goma-lona (combinación NBR con textil)…
  • EP. Etileno propileno con variantes como EPDM, EP962…
  • FKM. Fluoroelastómeros, FPM, Vitón®…
  • VQM. Silicona, SI, comenzando con las famosas «goma-lona», hasta llegar al más avanzado compuesto en materia química como son los perfluoroelastómeros, pasando por los nitrilos butadienos (NBR o buna), buna
  • PU. Poliuretanos, PUR, TPU, TPE, AU, EU…
  • FPKM. Perfluoroelastómeros, FFKM, Kalrez®…
  • CR. Chloroprene, Neopreno®…

Qué mejor ilustración para este artículo que la vista esquematizada de un elastómero en reposo (A), y el mismo sometido a tensión (B).

Vaya rollazo os he estado explicando hasta ahora, y aún no hemos empezado con el compression set. Pero no se vayan todavía ¡aun hay más!

La memoria y la estanqueidad

Por si alguien lo dudaba, existe una necesidad básica para conseguir estanqueidad en un sistema, y es la memoria.

Si tienes un poro en un globo que acabas de llenar de agua, instintivamente pones el dedo para que deje de salir, y juegas a mojar a los de al lado. Y así será hasta que olvides porqué tenías el dedo allí, y vuelva a salir agua. Memoria.

Si ponéis un parche en una cámara o neumático se quedará allí hasta que olvide cual era su función y vuelva a perder aire (aunque puedan pasar años). Memoria.

Si ponéis una junta planta en cualquier sitio, y apretáis los tornillos que la aprisionan, estáis dotando al sistema de una carga, que debería permanecer ahí «para siempre» y así tener estanqueidad. Memoria.

Os podría dar cientos de ejemplos más de como el hombre dota a los materiales o a un sistema de memoria para evitar fugas (esta frase con hombre y memoria, es caldo de cultivo para mujeres 🙂 )

¿Y qué pasa si el material o sistema pierde u olvida la memoria? ¡pues averías!

¿Por qué es importante este punto? Aunque breve (con mi mal llevaba brevedad), porque el compressión set, es un proceso por el cual un elastómero pierde la memoria, y deja de realizar su función de estanqueidad, y… ¡avería!

¿Nos vas a explicar de una p*** qué es el compression set? Si. En el próximo artículo

 

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Pues no hay más que ser un pelín perspicaz para darse cuenta que el proceso de fabricación por conformado se compone de dos partes, «termo» y «conformado», que aunque por separado tienen muchas acepciones, algunas más o menos graciosas ahora mismo, juntas son bastante concisas (que es justo lo que no estoy siendo yo ahora), y definen perfectamente el proceso.

El proceso de fabricación por termoconformado suele referirse a la producción de piezas plásticas, aunque existen procesos similares con otros materiales, como pueden ser los metales, que dejaremos para otro día.

Ya llevo dos frases y aún no he explicado nada, voy al grano.

Para citar rápidamente varios ejemplos antes de explicar el proceso en sí, quiero que penséis en los envases, llamados blister, habitualmente transparentes, en los que protegen elementos como bolígrafos, bombillas, pilas, encendedores, utensilios de cocina, y por supuesto mis amigas las pastillas (no penséis mal, las ilegales no se venden en blister, digo yo 😉 ). También es fácil comprar algún pequeño gadget o electrodoméstico que al abrir el envoltorio exterior, tiene una o varias piezas plásticas obtenidas por este proceso protegiendo la compra o robo realizado.

Todos estos elementos han sido obtenidos por el proceso de termoconformado, al igual que se obtienen por termoconformado las bañeras y platos de ducha acrílicos, aunque estos posteriormente son reforzados por la partes trasera mediante aportación de estructuras rígidas (normalmente tablas de madera), y posteriormente recubiertos con resinas mezcladas con trozos de fibra para dar resistencia a las cargas a soportar, que en algunos casos…

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Volviendo, más bien empezando:

– fase «termo». Lo que tenemos es una lámina, de material plástico (habitualmente polietileno PE), que variará su grosor en función de la pieza y del nivel inviolabilidad a obtener del blister, y que por supuesto a veces define la calidad del objeto que protege, y que puede ir desde una décima de milímetro hasta varias de ellas. Tanto si el proceso es manual, como si es automatizado, se calienta esta lámina para que cuando sea calentada y enfriada rápidamente, haya facilitado que el material haya alcanzado su zona de deformación plástica, y pueda adquirir fácilmente la forma del molde, a través del cual se ha hecho vacío para atraer la lámina.

– fase «conformado». Como he avanzado en el punto anterior, al haber calentado la lámina, se usa un molde, que normalmente es el negativo de la forma a obtener (sobre todo en procesos automatizados), aunque puede ser el positivo, y se sujeta perimetralmente la lámina, provocando el vacío entre el molde y la lámina a través de unos orificios habilitados a tal efecto, que generan una succión que produce la deformación plástica de la lámina precalentada sobre la forma a obtener.

En 100 años encontraría un vídeo más molón para mostrar un ejemplo de este proceso:

Si lo que queréis ver es como continua habitualmente el proceso de fabricación que se inicia con el termoconformado, que veréis en los 90 primeros segundos de este video, podéis verlo luego completamente.

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Bueno, es fácil por la gramática averiguar cual es el objetivo de un intercambiador de calor, pero para que pueda hacer al menos un artículo interesante (o incluso dos), hablaremos de cómo hacen ese intercambio de calor, cómo son, y para qué se usan.

Un intercambiador de calor es un equipo que nos permite provocar y controlar un proceso de transferencia de temperatura entre 2 o más cuerpos.

La teoría de estos aparatos nos remite directamente a diferentes principios de la termodinámica, y de manera más práctica a conceptos de transferencia de calor, que juraría que fue la única clase en la que no me dormí en ingeniería térmica, y quizás por eso siempre vacilo con estos conocimientos (que es realidad son los únicos de esta materia que conozco, y aquello de «la energía no se creo ni se destruye, y bla bla bla).

La realidad es que dos cuerpos a diferente temperatura evolucionarán hacia el equilibrio entre estas, siempre de manera que hay una transferencia de energía térmica del cuerpo con mayor temperatura al de menor, y esto se consigue mediante:

– radiación. La que emite un cuerpo por su temperatura en forma de ondas. Por ejemplo una bombilla

– convección. Entre cuerpos separados por un fluido que transporta la energía entre ambos. Por ejemplo las corrientes de aire en la Tierra.

– conducción. Entre dos cuerpos en contacto directo. Por ejemplo una sarten sobre una resistencia eléctrica.

En general en la industria hay muchísimos equipos que actúan bajo estos principios (a veces combinados con otros), y muchas veces sus nombres atienden sólo hacía en qué sentido observamos la transferencia, pues como hemos dicho, el cuerpo caliente siempre cederá energía al frío: radiadores, calderas, condensadoras, intercambiadores, enfriadoras, refrigeradoras, calentadores, aireadores, calefactores, intercooler, etc.

Para acabar decir que tenemos dos intercambiadores de calor en nuestro día a día, que pasan desapercibidos, pero que a raíz de este maravilloso artículo, que cambiará vuestra percepción del entorno, pasarán a formar parte de una nueva dimensión donde explicaréis a vuestras allegados vuestros conocimientos en la materia mientras ellos se adentran en los dominos de Morfeo:

– radiador de vuestro coche o moto. Los que se hayan tenido algún accidente lo saben bien, pero delante del vehículo, tras la parrilla embellecedora de cualquier vehículo, se coloca un radiador por donde se hace circular el líquido refrigerante del motor, donde unos tubos aleateados realizan un intercambio de calor con el aire cuando se está en movimiento, o con el aire producido por el ventilador cuando se está parado.

– nuestra nariz. Para aquellos que aún opinen que estamos mal diseñados, saber que nuestra nariz cumple un objetivo doble. Al inhalar precalentamos el aire que tiene que llegar a nuestros pulmones, y cuando exhalamos lo refrigeramos. Sólo tenéis que colocar vuestra mano delante de la boca y nariz y exhalar aire para comprobar una buena diferencia de temperatura. Después de hacerlo 10 veces, parar, no os vayáis a marear. Y si tenéis alguien al lado mientras leéis esto, por favor tras hacerlo las primeras veces, mirar de reojo por su rostro gira hacía la preocupación o directamente dormita 😉

En mi caso, soy capaz de congelar alimentos con la nariz. Sí, estoy bien dotado. Y al finalizar, os hiero.