De cerámicos y polvos metálicos, a filtros para carros y prótesis médicas

Polvos cerámicos y metálicos, recubrimientos con plasma y arqueometalurgia son los campos de investigación del Grupo de Materiales y Manufactura CIPP-CIPEM. Sus aplicaciones se dan en áreas como energía, medio ambiente y salud.

La tarea de Jairo Escobar, ingeniero mecánico y doctor en Ciencia e Ingeniería de Materiales, es estudiar las estructuras de los materiales en diversas escalas para entender sus propiedades y, como ingeniero, verter ese conocimiento en la generación de productos que se adapten a las necesidades del país.

Sus investigaciones se concentran en cuatro campos interconectados: materiales cerámicos, polvos metálicos, recubrimientos por plasma y arqueometalurgia. Él y su equipo ya están en condiciones de mostrar cómo sería la línea de producción en algunos de ellos.

Escobar explica que los productos cerámicos, en su gran mayoría, son obtenidos a partir de polvos que al pasar primero por un proceso de conformación (donde se le da la forma básica al componente) y luego por un proceso térmico (que incluye la cocción-quemado y/o sinterizado) se obtienen tanto las propiedades como la geometría final del cerámico. En Colombia existen empresas consolidadas en fabricación de productos cerámicos tradicionales (por ejemplo, ladrillos y baldosas) pero aún no en cerámicos de ingeniería, ante lo cual el Grupo de Materiales y Manufactura CIPP-CIPEM se ha concentrado en generar conocimiento y desarrollo tanto en los procesos de conformación (compactación e inyección, entre otros) como en los térmicos (fenomenología de la sinterización) en cerámicos de ingeniería (alúmina Al2O3, circonia ZrO2 y vitrocerámicos). Los estudios de estos cerámicos se han dirigido a productos con aplicaciones en energía (por ejemplo, piezas para quemadores porosos o electrodos para celdas de combustible), medio ambiente (filtros catalíticos para vehículos a diesel) y salud (geometrías complejas como brackets).

Su segundo objeto de interés es desarrollar procesos que involucran la fabricación a partir de Polvos Metálicos, cuyas bases conceptuales son las mismas del procesamiento de cerámicos, pero con las particularidades de los materiales metálicos. El proceso donde el grupo se ha concentrado ha sido el Moldeo por Inyección de Polvos (MIP), debido a que los productos obtenibles por este método cubren una amplia gama de sectores, desde componentes en motores, pasando por implantes dentales hasta aplicaciones militares. En la gran mayoría de estos casos, son productos o piezas que no son fabricados en el país y por tanto se trata de un mercado de amplio potencial y con altos desafíos ingenieriles y científicos. Sus trabajos con cerámicos y polvos metálicos lo condujeron a una tercera línea de investigación: los recubrimientos (generar o depositar materiales en la superficie de otro material). La búsqueda de mejores opciones para realizar la sinterización (la unión de los polvos cerámicos o metálicos para obtener las propiedades adecuadas) lo llevó al uso de plasma. En este camino, el grupo diseñó, construyó y puso en marcha dos reactores de plasma en la Universidad, donde al generarse y utilizarse apropiadamente la energía de iones y electrones del plasma se lograron resultados innovadores en el proceso de la sinterización. Durante estos experimentos y estudios, se formaron y generaron recubrimientos de Cromo (Cr), Molibdeno (Mo), Hierro (Fe), Níquel (Ni) y Diamante (C). De esta manera el grupo incursionó en esta temática, desarrollando procesos y nuevos materiales y utilizando otros métodos como el CVD (Chemical Vapor Deposition).

Estas investigaciones en recubrimientos condujeron al grupo, a su vez, a un cuarto campo de estudio: la arqueometalurgia. Colombia es un campo potencial muy interesante para estudiar esta temática ya que en época prehispánica se desarrolló en su territorio una de las tecnologías metalúrgicas más notables de América y del mundo. Estas incluyen diversos procesos de manufactura y de acabado de objetos fabricados para diferentes funciones y durante varios periodos. La presencia de aparentemente distintas técnicas de recubrimiento de piezas de metal (por ejemplo, enchapado, dorado, plateado), es uno de los desarrollos tecnológicos más notables dentro de la orfebrería prehispánica colombiana. Una colección muy representativa y única en su género en el mundo, es albergada por el Museo del Oro del Banco de la República. Está compuesta por aproximadamente 38.000 objetos, de los cuales han sido estudiados con técnicas científicas no más de 3.000. Estas investigaciones han construido un marco de referencia que puede ser complementado, mejorado, revisado y actualizado bajo la perspectiva del estudio de las tecnologías antiguas y de la ciencia e ingeniería de los materiales, en la que se considere la tecnología como una expresión material, social y cultural. La novedad de este paso es que ha sido gestado desde la academia, particularmente por las facultades de Ciencias Sociales y de Ingeniería (Uniandes) con el apoyo del Museo del Oro y del Instituto Colombiano de Antropología e Historia (ICANH), de manera que uno de los objetivos primordiales es la generación de escuela a nivel formativo e investigativo.


EL GRUPO: Materiales y Manufactura CIPP-CIPEM.

CONTACTO: Jairo Escobar, ingeniero mecánico, profesor asociado del Departamento de Ingeniería Mecánica. Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.

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Última actualización el Miércoles, 31 Julio 2013 14:43