Química

Nieve carbonica como lubricante y refrigerante industrial

(NC&T) El llamado mecanizado con nieve, desarrollado por científicos de la Universidad de California que trabajan en el Laboratorio Nacional de Los Alamos, podría eliminar el uso de fluidos químicos sintéticos o basados en aceite, para el corte de metales y la limpieza de piezas metálicas en la industria.

La tecnología del mecanizado con nieve crea un chorro de alta velocidad de partículas microscópicas de hielo seco a través de un proceso de expansión adiabática del dióxido del carbono líquido mientras pasa por una boquilla de 0,012 pulgadas (0,3 mm) de diámetro. El dióxido del carbono (CO2) actúa como una fuerza mecánica para arrastrar los desechos metálicos, refrescando y lubricando al mismo tiempo la superficie de la pieza mecanizada.

Expertos del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Tecnológica de Michigan estiman que la industria norteamericana usa más de 100 millones de galones de aceite de mecanizado cada año y que la cantidad de fluidos para corte que se usa es varias veces esa cifra.

El uso de "nieve" permitirá que el proceso de mecanizado se realice sin producir prácticamente ningún desperdicio peligroso, ya que el dióxido de carbono no es contaminante. Otra ventaja sobre los fluidos de limpieza y refrigeración tradicionales es que el dióxido de carbono es barato, no inflamable, reciclable y abundante. El proceso de Los Alamos fue desarrollado para mejorar las técnicas de mecanizado "en seco" para los programas de armas nucleares. Aunque el Laboratorio se ha inclinado por el uso de las tecnologías de mecanizado "en seco" en muchas de sus técnicas de fabricación, la tecnología está limitada a profundidades de corte de menos de 1/1.000 pulgadas (25 micrones) y velocidades de 2/10.000 pulgadas (5 micrones) por revolución.

El sistema de mecanizado con nieve ha demostrado ser más barato y tener un mejor rendimiento que el mecanizado en seco tradicional debido a que mejora el acabado de la superficie y aumenta la vida de la herramienta de corte.

Nieve Carbónica lubricante
Jerry Barton trabaja en el chorro de CO2 (Foto: LeRoy N. Sanchez )
La tecnología, resultado de la colaboración entre el Equipo de Fluidos Supercríticos de la División de Química y el grupo de Experimentos de Pequeña Escala de la División de Tecnología de Materiales Nucleares, se ha extendido a las aplicaciones de mecanizado tradicionales gracias al programa de Prevención de Contaminación del Laboratorio, dónde el proceso ayudará a reducir o eliminar la cantidad de desperdicios líquidos radiactivos producidos por el mecanizado y la limpieza del uranio en el Laboratorio.

La invención sigue a un éxito anterior del Laboratorio donde los científicos utilizaron el dióxido de carbono líquido para reemplazar los fluidos de limpieza en la industria de limpieza en seco. El proceso inventado en Los Alamos se usa ahora ampliamente en la industria de limpieza en seco comercial.


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