{"id":36319,"date":"2022-05-16T08:16:24","date_gmt":"2022-05-16T12:16:24","guid":{"rendered":"https:\/\/www.upr.edu\/?p=36319"},"modified":"2022-06-08T10:02:40","modified_gmt":"2022-06-08T14:02:40","slug":"profesor-de-la-upr-mayaguez-mejora-la-produccion-de-aleaciones-y-reduce-la-perdida-de-materia-prima","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.upr.edu\/ac\/profesor-de-la-upr-mayaguez-mejora-la-produccion-de-aleaciones-y-reduce-la-perdida-de-materia-prima\/","title":{"rendered":"Profesor de la UPR Mayag\u00fcez mejora la producci\u00f3n de aleaciones y reduce la p\u00e9rdida de materia prima"},"content":{"rendered":"

[vc_row][vc_column][vc_column_text]La combinaci\u00f3n de aluminio y cerio demostr\u00f3 ser estable y tener mayor dureza y resistencia que la que se produce con m\u00e9todos tradicionales<\/em><\/span><\/span><\/p>\n

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16 de mayo de 2022<\/p>\n

El doctor Oscar Marcelo Su\u00e1rez, profesor y coordinador del Programa de Ciencias e Ingenier\u00eda de Materiales del Colegio de Ingenier\u00eda de la Universidad de Puerto Rico (UPR) Recinto de Mayag\u00fcez, investiga el m\u00e9todo powder-in-tube<\/em> para producir materiales a menores costos y con mejores propiedades f\u00edsicas, empleando metales como el cerio. Una microestructura basada en la combinaci\u00f3n de aluminio y cerio demostr\u00f3 ser estable, exhibi\u00f3 una menor porosidad y, por consiguiente, una mayor densidad. El material present\u00f3 mayor dureza que el que es preparado tradicionalmente.<\/p>\n

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Dr. Oscar Marcelo Su\u00e1rez<\/p><\/div>\n

De esta forma, la innovadora investigaci\u00f3n demuestra que el m\u00e9todo conocido como powder-in-tube<\/em> (utilizado para fabricar cables de superconducci\u00f3n el\u00e9ctrica), se puede emplear para la creaci\u00f3n de nuevas composiciones mediante aleaciones (producci\u00f3n de un material cuyo componente principal es un metal) y reduce la p\u00e9rdida de materia prima.<\/p>\n

\u201cEn las minas donde se extraen minerales que contienen metales conocidos como tierras raras, para microelectr\u00f3nica, tambi\u00e9n se generan residuos que contienen un metal llamado cerio. El cerio es un subproducto con pocas aplicaciones. En ocasiones, se utiliza en aleaciones de aluminio-silicio para modificar el tama\u00f1o de las part\u00edculas de silicio, pero no es en cantidades masivas\u201d, expone Su\u00e1rez.<\/p>\n

El m\u00e9todo consiste en sellar una mezcla de materiales en estado s\u00f3lido en un tubo, para luego ser sometido a altas presiones y temperaturas. En el laboratorio de Su\u00e1rez, este m\u00e9todo emplea un tubo de acero inoxidable como material de revestimiento. Posteriormente, en el tubo se agregan cerio y aluminio, en polvo, como precursores del material deseado.<\/p>\n

\u201cTradicionalmente, las aleaciones de aluminio se producen mediante la fusi\u00f3n de grandes cantidades de este material, por lo que tiende a oxidarse con relativa facilidad. Para evitar la oxidaci\u00f3n, las aleaciones l\u00edquidas se recubren con capas protectoras. Cuando se funde, el aluminio se vuelve m\u00e1s susceptible, a\u00fan, a la corrosi\u00f3n por la alta temperatura, por lo que es necesario protegerlo. As\u00ed que se le agregan un conjunto de sales (compuestos qu\u00edmicos) que, a esa temperatura, cubren el aluminio l\u00edquido y de esa forma evitan la oxidaci\u00f3n del metal. Obviamente eso implica una inversi\u00f3n de dinero, por esta raz\u00f3n probamos la idea de hacerlo por encapsulaci\u00f3n [powder-in-tube<\/em>]. De este modo, se evita el problema de la oxidaci\u00f3n, ya que no hay forma de que el ox\u00edgeno entre por ning\u00fan lado y se protege el material cuando lo est\u00e1s fabricando\u201d, explica Su\u00e1rez.<\/p>\n

En los laboratorios de Oak Ridge se comenz\u00f3 a investigar la posibilidad de consumir el cerio para producir aleaciones a base aluminio. Estas nuevas aleaciones poseen gran resistencia mec\u00e1nica y son usadas en aplicaciones como bloques de motores, pistones y otros componentes. Este uso del cerio disminuye los residuos de la explotaci\u00f3n de tierras raras. Aunque esto es una gran ventaja, las aleaciones aluminio-cerio actualmente se emplean en aplicaciones comerciales de forma limitada, a diferencia de otras aleaciones de aluminio que se usan en estructuras aeroespaciales desde hace mucho tiempo.<\/p>\n

\u201cEn plantas industriales de fundici\u00f3n de hierro de Wisconsin, las aleaciones de tierras raras, o mischmetals<\/em>, que contienen cerio, son utilizadas para fabricar partes de motores de autom\u00f3viles, por ejemplo. All\u00ed el consumo de cerio es importante, siendo de los pocos lugares que trabaja este tipo de aleaciones. A nivel mundial, el consumo de cerio es bastante bajo, esto se debe a que una peque\u00f1a cantidad de este tiene un gran efecto en la aleaci\u00f3n, a diferencia de otras composiciones de metales\u201d, agrega Su\u00e1rez.<\/p>\n

\u201cEn el futuro se espera perfeccionar este m\u00e9todo alterno de fabricaci\u00f3n de materiales colocando un revestimiento interno de grafito u oxido de aluminio [a la vaina de acero inoxidable] de tal manera que haya una capa protectora adicional. Del mismo modo, con base en los hallazgos de esta investigaci\u00f3n, existe la posibilidad de realizar nuevas combinaciones de materiales primarios y producir una variedad de composiciones a trav\u00e9s de este m\u00e9todo\u201d, comenta Su\u00e1rez<\/p>\n

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Mayrim Vazquez<\/p><\/div>\n

El doctor Su\u00e1rez cuenta con varias publicaciones en este tema, una reciente es la publicada en el Journal of Composites Science, llamada <\/em>Effect of Ce Content on Properties of Al-Ce-Based Composites by Powder-in-Tube Method<\/em><\/a>, la cual hizo parte de la tesis de su exalumna Mairym V\u00e1zquez. Esta estudiante se gradu\u00f3 de la maestr\u00eda en Ciencias e Ingenier\u00eda de Materiales (MSE, por su sigla en ingl\u00e9s), programa interdisciplinario \u00fanico en Puerto Rico y uno de los pocos a nivel de Estados Unidos.<\/p>\n

La investigaci\u00f3n, adem\u00e1s, cuenta con colaboradores del Laboratorio Nacional de Oak Ridge, Tennessee (TN), del Departamento de Ciencias e Ingenier\u00eda de Materiales de la Universidad de Tennessee en Knoxville, y de Eck Industries, Wisconsin (WI).<\/p>\n

Este proyecto fue subvencionado por la Transformational Initiative for Graduate Education and Research<\/em> (TIGER) a trav\u00e9s del Departamento de Educaci\u00f3n de los Estados Unidos, el programa Promoting Postbaccalaureate Opportunities for Hispanic Americans<\/em> (PPOHA), y el premio Extramural Research Experience Award<\/em> (EREA). Asimismo, cont\u00f3 con el financiamiento del Critical Materials Institute<\/em> del Departamento de Energ\u00eda (DOE, por su sigla en ingl\u00e9s) de los Estados Unidos, y Eck Industries<\/em>. Adem\u00e1s, para el uso de espacio y equipos de laboratorio, recibi\u00f3 el apoyo del Nanotechnology Center for Biomedical, Environmental and Sustainability Applications \u2013 Phase II<\/em><\/a> \u00a0con fondos de la Fundaci\u00f3n Nacional de la Ciencia (NSF, por sus siglas en ingl\u00e9s).<\/p>\n

\u00a0<\/strong><\/p>\n

Por Ricardo J P\u00e9rez Burgos<\/strong><\/p>\n

Bi\u00f3logo, estudiante del Programa Graduado de Ling\u00fc\u00edstica de la UPR en R\u00edo Piedras e integrante de la iniciativa de Comunicaci\u00f3n Cient\u00edfica de la UPR.[\/vc_column_text][vc_empty_space]

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