Desarrollo de compuesto de hule para renovado de llantas que ahorran combustible.

Transcripción

1 Desarrollo de compuesto de hule para renovado de llantas que ahorran combustible. Integrantes: Agustín Benítez López Grupo Galgo Institución: Industrias de Hule Galgo, S.A. de C.V. Manuel F. Soto # 6, Parque Industrial Tula Atitalaquia, Hgo. C.P Antecedentes: Para nuestra empresa con presencia en el mercado internacional de productos para el renovado de llantas, es estratégico el atender las necesidades, tendencias y requisitos del mercado. Una de las tendencias que preocupa a las empresas y a los gobiernos, es hacer uso eficiente de la energía. La Agencia de Protección al Ambiente de Estados Unidos (US EPA, siglas en ingles), creo el programa SmartWay para promover acciones que

2 permitan a los vehículos automotores disminuir el consumo de combustible y sus emisiones de contaminantes al medio ambiente. Parte de la acciones de US EPA es la acreditación SmartWay para llantas, que tengan baja resistencia al rodamiento que permite el ahorro de combustible de 3% o mas. La acreditación SmartWay de US EPA también aplica para productos para renovar llantas. Y en algunos estados de Estados Unidos se está legislando al uso obligatorio de productos SmartWay, y para nuestra empresa significa el permanecer en el mercado. Comprometidos con el medio ambiente. Tecnología para el renovado Low Rolling Resistance Descripción: Los vehículos automotores consumen aproximadamente 13% de la energía en la Resistencia al Rodamiento de las llantas. PERDIDAS DE ENERGIA EN VEHICULOS AUTOMOTORES Fuente: Centro Mario Molina para Estudios Estratégicos Sobre Energía y Medio Ambiente. Estudios realizados en Japón determinaron que el piso de la llanta (banda de rodamiento) contribuye con casi el 50% en la Resistencia al rodamiento. La banda de rodamiento (Tread), es el material que tiene contacto con el suelo y es el material que se renueva, una vez desgastado. El proyecto consistió en el desarrollo un compuesto de hule para renovar llantas que ahorra combustible y acredito el programa SmartWay de US EPA. (Ver anexo A).

3 Definición de Resistencia al Rodamiento de llantas La Resistencia al rodamiento de llantas esta definida como la energía disipada por la llanta por unidad de distancia recorrida. Más bajo coeficiente de Resistencia al Rodamiento. Las ruedas de acero en rieles de acero tienen más baja Resistencia al Rodamiento que la llanta de hule en pavimento. Rueda de acero en riel: Llanta de camión en pavimento = a La llanta tiene de 4 a 8 veces más grande que la rueda de acero. Consecuentemente más baja Resistencia al Rodamiento. Causas: La disipación de energía causada por la deformación cíclica es una fuente principal de resistencia al rodamiento. La viscoelasticidad del compuesto de hule causa la disipación de energía Los compuestos de hule utilizados en la llanta son viscoelasticos, lo cual significa que el compuesto de hule disipa energía en forma de calor cuando este es deformado. La deformación induce la disipación de la energía que es la causa de resistencia al rodamiento. El compuesto de hule utilizado en la banda de rodamiento de llanta son elastómeros reforzados vulcanizados. Estos son hechos de polímeros, los cuales son combinados con cargas reforzantes y azufre antes de ser vulcanizados. Polímeros. Son grandes cadenas moleculares. Los polímeros son materiales histereticos, esto significa que ellos disipan energía cuando son deformados. Esta propiedad hace que las llantas tengan agarre en carretera. Cargas reforzantes en un compuesto de hule, estas son adicionadas a los polímeros. También son conocidas como materiales reforzantes. Las cargas reforzantes ayudan a la resistencia a la abrasión y al desgarre. Hacen al material más rígido.

4 Los compuestos de hule de la llanta también contienen azufre. Cuando la llanta es vulcanizada a alta temperatura permite la creación de enlaces de azufre entre las cadena de los polímeros. Estos enlaces de azufre dan al material cohesión y elasticidad. VISCOELASTICIDAD: ES LA PROPIEDAD DE LOS MATERIALES QUE EXHIBEN AMBAS PROPIEDADES VISCOSA Y ELASTICA BAJO UNA DEFORMACION. Modelos de Maxwell y Voigt. Modulo elástico =Modulo de almacenaje E Representa la rigidez del material Modulo viscoso = Modulo de perdida E Representa la cantidad de energía perdida como calor bajo la carga. Tan Delta, Factor de pérdida. Relación entre módulos de pérdida y almacenaje. Un valor de Tan Delta mas bajo, el material es mas elástico Tan delta = E / E Objetivos: Desarrollar compuesto de hule para productos para el renovado de llantas con Baja Resistencia al Rodamiento que permiten que los vehículos automotores tengan un ahorro de combustible de 3% ó más; además de disminuir las emisiones de gases tipo invernadero. Acreditar productos para renovado de llantas en el programa SmartWay de US EPA (US Environmental Protection Agency). Hallazgos: La resistencia al rodamiento de llantas se define como la energía consumida por unidad de distancia de desplazamiento bajo carga. La energía consumida por la llanta se convierte en calor. Esto significa que la resistencia al rodamiento aumenta el torque y por lo tanto reduce la fuerza motriz del vehiculo. La energía consumida se debe a la viscoelasticidad del material, propiedad del hule que exhibe ambas propiedades viscosa y elástica bajo una deformación. Por que las moléculas del elastómero no están solas, están compuestas por otras que lo rodean y retardan la reacción elástica, esto es el componente viscoso del hule y se puede medir el factor de perdida como una indicación de resistencia al rodamiento. Metodología: 1. Monitoreo tecnológico e ingeniería inversa a productos existentes en el mercado. 2. Hacer formulaciones de compuestos de hule prototipo de prueba y conocer características especificas del producto.

5 3. Evaluación de productos, y definir productos para acreditación de SmartWay de EPA. 4. Determinar métodos y criterios de control. 5. Puesta en marcha de proceso productivo y proceso de comercialización. Etapas: 1. Desarrollo de compuesto de hule con baja histéresis. Derivado de la investigación y monitoreo tecnológico, se determino que los compuestos de hule para el renovado de llantas deben tener baja histéresis o bajo consumo de energía al someterse a un esfuerzo mecánico. 2. Desarrollo de prototipos de compuestos para renovar llantas para acreditar SmartWay. 3. Acreditar productos para renovar llantas en el programa SmartWay de US EPA. 4. Escalamiento a procesos de producción y comercialización. Alineación al Plan Estatal de Desarrollo: Con la creación de nuevos productos de valor agregado por la innovación, permite generar riqueza para la economía del estado, se aliena a la Política Transversal de la incorporación de la ciencia, tecnología e innovación que detona en el desarrollo del estado. Con la innovación de los productos y su aprovechamiento industrial permitió la inserción de capital humano y la creación de nuevos empleos. El entorno económico e innovador, permitió retener el talento e incrementar la inversión directa por más de 50 millones de pesos para consolidar la infraestructura para la innovación y desarrollo tecnológico. Impacto: La acreditación SmartWay la US EPA ha determinado que los tractocamiones que renovan sus llantas con esta tecnología tendrán un ahorro de combustible de 3% o mas. Entonces para un tractocamión con llantas renovadas. - Duración promedio de 100,000 millas (160,000 km), - Consumo estándar de combustible de un tractocamión es 5.5 millas/gallon (2.33 km/litro); - Consumo 68,670 litros de combustible, - Ahorro de combustible de 2,060 litros (3%) ó mas litros de combustible ahorrado por kg de hule de renovado de llanta. - 1,130,140 kgs comercializados = 11,301,400 litros ahorrados de combustible. - Se dejo de emitir 31,350 toneladas de CO2. Resultados: El Desarrollo Compuesto de Hule para Reducir la Resistencia al Rodamiento de Llantas Renovadas de Tractocamiones, que cumpliera con la acreditación SmartWay de la US EPA, se logra si este tiene una Tangente Delta menor a 0.10 medido a 60 C. El resultado de este proyecto genero un compuesto de hule con un tangente delta de y Acredito los productos Pre-Q TA, Pre-Q DP y Pre-Q STW, Pre-Q GRL en la modalidad Precure Tread y con este mismo compuesto nuestro cliente AcuTread se acredito en la modalidad Mold Cure Tread (Ver anexo A). Productos Pre-Q Galgo acreditados por SmartWay, modalidad Precure Tread.

6 Pre-Q Galgo TA Pre-Q Galgo DP Pre-Q Galgo GRL Pre-Q Galgo STW Productos acreditados por SmartWay en la modalidad Mold Cure Tread a nuestro cliente AcuTread con el compuesto de hule Galgo. SAT AcuTread STT Acutread FED AcuTread Inversión: Inversión mayor a 50 millones de pesos para el desarrollo del producto, infraestructura tecnológica para la empresa, equipamiento de laboratorios, pruebas comparativas, prototipos de prueba, controles de proceso, desarrollo de materiales y formación de profesionales técnicos en hule. Además de la inversión en mercadotecnia y proceso de comercialización de los productos desarrollados. Atentamente Agustín Benítez López