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Innovador proyecto enfocado en la mejora del proceso de monitoreo del desgaste de neumáticos gigantes utilizados en la minería será desarrollado por equipo de la UTFSM.

Con el objetivo de monitorear a distancia los factores de fatiga de material que resultan de la tensión ejercida en los neumáticos de camiones de carga, se realizará innovador proyecto liderado por Investigador del Centro Científico Tecnológico de Valparaíso (CCTVal), con el fin de prevenir accidentes en las faenas mineras.

Con el objetivo de monitorear a distancia los factores de fatiga de material que resultan de la tensión ejercida en los neumáticos de camiones de carga, se realizará innovador proyecto liderado por Investigador del Centro Científico Tecnológico de Valparaíso (CCTVal), con el fin de prevenir accidentes en las faenas mineras.

Un equipo de Física Experimental encabezado por el Investigador Asociado CCTVal y Doctor en Física Carlos García, trabajará en colaboración con Bailac, una empresa nacional proveedora de servicios a la minería como mantención y control integral de neumáticos, catalogada dentro de los cinco mejores organismos proveedores de minería en 2016, en un proyecto que pretende crear el primer sistema remoto de medición de tensión producida en las ruedas de los camiones de carga.

El proyecto denominado "Fabricación y caracterización de metamateriales magnéticos para detección remota de tensión de material en neumáticos utilizados en la minería" fue uno de los ganadores del Fondo de Fomento al Desarrollo Científico Tecnológico (FONDEF), enfocada en la Ciencia Aplicada (Etapa 1), que busca apoyar financieramente la ejecución de iniciativas de investigación científica y tecnológica, con potencial impacto económico y/o social.

La iniciativa se enfocará en la medición remota de la tensión ejercida producto del roce, la presión y el sometimiento de los neumáticos a altas temperaturas y caminos rocosos que se encuentran presentes en las excavaciones mineras por medio de un “metamaterial” con propiedades electromagnéticas.

Para esto, se usará un micro-hilo fabricado mediante enfriamiento ultrarrápido usando una técnica desarrollada en Rusia en los años 60, que consiste a grandes rasgos, según el experto, "En enfriar un material con rapidez para que sea amorfo. Los elementos empleados suelen ser una composición de hierro, boro, cobalto y silicio. Hay que probar distintos materiales y composiciones, ya que es un proceso bastante complejo".

NEUMATICOS 1El hilo de aproximadamente 20 micras de espesor (más delgadas que una hebra de cabello), deberá estar situado en una capa extra delgada que se adicionará a las láminas de material que componen los neumáticos OTR. Como señala el Doctor García: "Lo que queremos hacer, es una capa de un metamaterial (polímero+microhilo) que iría en el interior del neumático. Con menos de un 2% de micro-hilo ya seríamos capaces de detectar tensiones antes de que se produzca una ruptura".

Actualmente la presión y la temperatura de este tipo de neumáticos, que pueden llegar a medir más de 4 metros de diámetro y  soportar más de 100 mil kilos cada uno, se monitorean entre faenas, donde los vehículos deben detenerse en intervalos para llevar a cabo las mediciones. Lo que presenta grandes dificultades y sólo cuando el daño es suficientemente notorio se realiza el cambio de la pieza.

Este método presenta un alto factor de riego asociado, ya que los componentes de la rueda se desgastan aceleradamente y la tensión acumulada puede ocasionar su estallido, lo que puede desencadenar consecuencias fatales para quienes estén cerca al momento de la explosión.

Se trata así, de un proyecto pionero que permitirá desarrollar tecnología de medición remota de tensiones internas, que evitará la necesidad de cableado externo, proceso que no es factible ni eficiente, por lo que el trabajo que se llevará a cabo, será un adelanto significativo en los procesos mineros. El científico explica que la tensión de las ruedas "se monitorearía con un sistema de antenas de forma que no haga falta conectarlas. Sería un sistema 100 % remoto".

La iniciativa colaborará con el Instituto de Magnetismo Aplicado de Madrid y con la Universidad del País Vasco, que han comprometido estadías para los miembros del proyecto, con el fin de facilitar el intercambio entre las instituciones para la fabricación de antenas, necesarias para establecer la conexión remota con el dispositivo en la rueda. Para lo cual, se contempla la adquisición de un sistema generador de ondas de alta frecuencia VNA (Vector Network Analyzer), que permitirá medir los datos detectados.

Cabe destacar que el grupo de trabajo, también compuesto por los académicos Dr. Christopher Cooper, Dr. Cristian Acevedo y Dr. Felipe Chacana, se hará cargo de desarrollar todo el sistema necesario para la medición, incluyendo el procedimiento de monitoreo y empezará su desarrollo el año 2017. Asimismo, los dispositivos adquiridos para ejecutar el proyecto, podrán ser aprovechados para aplicaciones posteriores.

(Imagen: Equipo de trabajo y Académico Carlos García)

Escrito por Victoria Lobos 20 · Feb · 2017

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