Juntas sin PFAS, lubricadas con agua
Ya hay planes para crear una empresa derivada que comercialice estos desarrollos
Investigadores del Instituto Fraunhofer han logrado desarrollar nuevas juntas sostenibles sin sustancias nocivas para el medio ambiente, como los PFAS, y aptas para lubricantes a base de agua.
Desde las hélices de los barcos hasta las turbinas y cosechadoras eólicas, las juntas son cruciales para garantizar la funcionalidad en cualquier sistema técnico con piezas móviles. Para aumentar su durabilidad, se han fabricado principalmente con plásticos que contienen PFAS, mantenidos con lubricantes a base de petróleo. Esto es así en todos los lugares donde se utilizan, desde centrales eléctricas hasta vehículos de motor. Por tanto, los defectos y daños no sólo causan perjuicios económicos, sino que también pueden tener importantes repercusiones medioambientales, ya que los lubricantes y las sustancias químicas entran en el medio ambiente.
"Conocidas como "sustancias químicas para siempre", las sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas, o PFAS para abreviar, se acumulan en el medio ambiente, no pueden descomponerse y además plantean riesgos para la salud. La próxima prohibición en la UE pone a la industria en una situación aún más difícil. Además, sólo en Alemania se utilizan cada año cerca de un millón de toneladas métricas de lubricantes que contienen petróleo. Un solo litro puede contaminar hasta un millón de litros de aguas subterráneas. Y eso se traduce en suelos aceitosos, alimentos contaminados y ecosistemas destruidos. Nos propusimos encontrar una solución que abordara todos estos retos juntos", explica Matthias Trenn, jefe del equipo de Estructuración de Superficies del Instituto Fraunhofer de Tecnología Láser ILT.
Juntas con visión de futuro que benefician al medio ambiente
El proyecto fue todo un éxito: Con financiación de la Fraunhofer-Zukunftsstiftung (Fundación Fraunhofer para el Futuro), los investigadores del Instituto Fraunhofer de Tecnología Láser ILT y del Instituto Fraunhofer de Mecánica de Materiales IWM se unieron en el proyecto pureWaterSeal para desarrollar juntas orientadas al futuro que no sólo no contienen PFAS, sino que también son adecuadas para lubricantes a base de agua.
Para lograrlo, los expertos del Fraunhofer IWM, dirigidos por Manuel Mee, jefe del equipo de revestimientos tribológicos, desarrollaron revestimientos de carbono tipo diamante (DLC) diseñados para componentes de plástico sin PFAS. En combinación con la estructuración láser de Fraunhofer ILT, los investigadores reducen deliberadamente la tensión interna y la carga mecánica, no por igual en todas partes, sino localmente en puntos individuales. De este modo se mantiene la integridad estructural del revestimiento al tiempo que se optimizan sus propiedades funcionales, como la resistencia al desgaste y la reducción de la fricción. Como resultado, las juntas tienen una vida útil mucho más larga. La combinación del revestimiento y la microestructuración también permite utilizar lubricantes a base de agua, algo que antes no era factible.
"El desarrollo de las juntas es un paso importante en el avance de los métodos de producción respetuosos con el medio ambiente, ya que los PFAS entran en el medio ambiente principalmente durante la fabricación y no tanto en la aplicación. Protegemos los recursos y los ecosistemas utilizando exclusivamente sustancias no nocivas. Al mismo tiempo, nuestras juntas se adaptan de forma óptima incluso a retos funcionales sofisticados", afirma Christof Koplin, jefe del equipo de Tribología de Polímeros y Materiales Biomédicos del Fraunhofer IWM.
Juntos para una rápida aplicación
Los especialistas de Fraunhofer colaboran estrechamente con empresas asociadas dedicadas a diferentes aplicaciones para garantizar que su solución se introduzca en la práctica industrial con rapidez, éxito y sobre la base más amplia posible. Los primeros prototipos ya se utilizan en bombas de centrales geotérmicas. Ahora el objetivo es transferir el proceso a instalaciones y sistemas más grandes y pasar a la producción en serie. Al mismo tiempo, los investigadores optimizan continuamente sus juntas, centrándose en distintos ámbitos de aplicación y necesidades de los clientes. Ya hay planes para crear una empresa derivada que comercialice estos desarrollos.
Los asistentes al Laser World of Photonics 2025, que se celebra del 24 al 27 de junio, tendrán la oportunidad de conocer la solución ecológica y sus perspectivas de futuro. Los investigadores presentarán los resultados de su proyecto en el stand conjunto de la Fraunhofer-Gesellschaft, stand 431 del pabellón A3.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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