Un grupo de la FCEIA lleva adelante una investigación en aceros más livianos y resistentes para implementar en la fabricación de transporte pesado y maquinaria agrícola.
“Estudio de uniones soldadas en aceros microaleados de alta resistencia para uso en transporte pesado y maquinarias agrícolas” es el nombre del proyecto radicado en la FCEIA que dirige la Doctora en Física María Cecilia Marinelli, docente de la Facultad e investigadora del CONICET y desarrolla con el equipo integrado por los docentes, Dr. Ing Isidro Esquivel (co-director) y Ing. Pablo Francia. También lo componen los estudiantes Francisco Giampaoli, Alfredo Soto, Manuel Amavet, Marco Caggiano y Diego Mitchell. El proyecto actualmente cuenta con subsidios de UNR mediante proyectos de vinculación inclusiva y de la Agencia Santafesina de Ciencia, Tecnología e Innovación bajo el proyecto plan de excelencia en investigación científica I+D.
El trabajo se realiza mayormente en las instalaciones del Instituto de Física Rosario (IFIR-CONICET) y en co-participación con el IMAE (Instituto de Mecánica Aplicada y Estructuras). Parte de la investigación requirió hacer ensayos de fatiga en la DAT, en la CONEA (Comisión Nacional de Energía Atómica) Bariloche y en el INTEMA (Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales) de Mar del Plata.
“Trabajamos en colaboración con la empresa REMOLQUES OMBU SA y MÁQUINAS AGRÍCOLAS OMBU SA., a partir de proyectos de vinculación tecnológica UNR y de un convenio celebrado entre la UNR, el CONICET y la empresa. El proyecto apunta a una mejora en la industria del transporte, específicamente en lo que respecta a remolques y maquinarias agrícola. Nuestro propósito es obtener estructuras que sean mucho más livianas de los que existen actualmente, sin perder la rigidez estructural, con mayor capacidad de carga y durabilidad” indica Cecilia Marinelli y añade: “Para eso necesitamos usar aceros microaleados de alta resistencia que presentan mejores propiedades mecánicas en comparación con los aceros al carbono convencionales y permiten obtener chapas más finas y resistentes.”
Ahorro energético
La empresa OMBU cuenta con máquinas de grandes estructuras y el propósito del grupo es alivianar el peso de las mismas. “Al tener una estructura más liviana del semirremolque, se logran beneficios tales como una mayor capacidad de carga, se hacen menor cantidad de viajes, lo cual repercute en un ahorro energético porque se disminuye el uso de combustible y en consecuencia bajan las emisiones de dióxido de carbono” explica Marinelli.
Durabilidad en fatiga
El objetivo del grupo es emplear aceros más livianos y resistentes en la fabricación de semirremolques. “Se ha comprobado que se reduce hasta un 30% la tara, sin embargo, es crucial garantizar una mayor durabilidad en fatiga, dado que vehículos, maquinaria agrícola y remolques están constantemente expuestos a vibraciones y cargas. Estas tensiones acumuladas pueden generar fisuras, particularmente en las soldaduras, ya que muchas de las piezas están unidas por este método. Aunque es inevitable recurrir a la soldadura, el ciclo térmico que esta implica puede alterar las propiedades microestructurales de los aceros, debilitando áreas específicas, especialmente cuando se enfrentan a vibraciones o cargas cíclicas, como ocurre en maquinaria agrícola y remolques. Esto suele dar lugar a la formación y propagación de microfisuras que podrían llevar a un colapso de la estructura. Por lo tanto, nuestra investigación se centra en obtener las condiciones óptimas de soldadura para estos aceros microaleados, asegurando así la mejor durabilidad en condiciones de fatiga."
La construcción del semirremolque requiere de varios aceros distintos, por eso es importante saber qué pasa cuando se sueldan este sí materiales diferentes, por eso el grupo de investigación investiga las uniones mixtas de aceros para ver cómo cambia la resistencia a la fatiga, cómo influye el tipo de soldadura. “Estudiamos los parámetros de soldadura y con estos estamos haciendo diferentes ensayos para garantizar cuáles son las mejores condiciones de soldadura y obtener los límites de fatiga para el diseño de las estructuras” señala Cecilia Marinelli.
El grupo de la FCEIA trabaja con aceros microaleados de alta resistencia que se producen y utilizan en el país y el objetivo es mejorar las condiciones de soldadura para poder implementarlos adecuadamente garantizando una mejor durabilidad, lo cual favorece en gran medida a la industria metalmecánica. “Queremos lograr obtener las mejores condiciones de soldadura que garanticen una mejor vida en fatiga. Por lo general las empresas diseñan a tracción, a resistencia mecánica, nosotros no queremos solamente eso, sino que también se incluya lo fundamental, que es la fatiga. La idea es que los datos que vamos obteniendo también se puedan incorporar en modelos de diseño, ahí está el desafío” indica Marinelli.
Últimos ensayos
“Si bien los resultados en tracción, que se incluyen siempre que se realicen estudios mecánicos, pueden dar un resultado óptimo, cuando se estudia a fatiga la vida útil puede cambiar mucho dependiendo de la orientación de la chapa, de los parámetros de soldadura y del tipo de soldadura. Precisamente, en el último ensayo que estamos realizando colocamos sensores cerca del cordón de soldadura y estamos analizando, mientras el material se está ciclando, cómo van variando las tensiones y las deformaciones locales. Estamos haciendo ese estudio en soldaduras de aceros microaleados de alta resistencia y en soldaduras mixtas en donde se sueldan aceros de alta resistencia con aceros convencionales” señala la docente de la FCEIA.
