Hoy en día, los nuevos materiales pueden soportar niveles de exigencia muy altos y muchos de ellos cumplen funciones esenciales en la operación diaria de comunidades, industrias y empresas.

La calidad de los materiales ha tenido que mejorar para adaptarse a entornos cada vez más complejos. Uno de los factores más agresivos para los materiales tradicionales es el calor. Actualmente, las piezas mecánicas modernas pueden desempeñarse en aplicaciones exigentes que van desde cohetes espaciales hasta hornos industriales.

A continuación, se presentan algunas aplicaciones en las que las piezas de alto desempeño han sustituido a materiales tradicionales y pueden operar de manera confiable bajo altas temperaturas.

1. Asientos de válvulas de bola resistentes al fuego

Las refinerías y las centrales eléctricas albergan cientos de válvulas que controlan el flujo de petróleo, agua, vapor y otros líquidos. Hay ciertas válvulas críticas en las que se debe poder confiar para que funcionen en caso de un fallo catastrófico, incluido un incendio en el sistema. Los asientos de válvula resistentes a altas temperaturas, fabricados con carbón grafito especializado, pueden operar y mantener su capacidad de sellado durante horas a temperaturas superiores a los 1000 °F. En esas mismas condiciones, el teflón y otros materiales utilizados comúnmente para asientos de válvula podrían fundirse o fallar.

La evaluación continua de los materiales utilizados en industrias que manejan sustancias volátiles, especialmente en entornos de alta temperatura y alta exigencia, es necesaria para reducir fallas catastróficas en materiales y sistemas.

2. Válvulas de purga de aire y cojinetes

Muchos sistemas de las aeronaves funcionan con aire a alta presión extraído de los motores principales. Este aire de purga está muy caliente y, con frecuencia, supera los 900 °F.

El flujo de aire se controla mediante válvulas de alta temperatura que deben utilizar superficies de cojinete de baja fricción y resistentes al agarrotamiento. Esto ayuda a minimizar el torque necesario para abrir y cerrar la válvula.

Además, estas aplicaciones requieren materiales especializados para los cojinetes del vástago y los sellos radiales.

3. Cojinetes para secadores de tableros

Las chapas de madera contrachapada, placas de yeso, paneles de techo, tableros chapados y productos similares deben pasar por un proceso de secado después de su fabricación.

Este proceso se realiza en hornos largos, continuos y de varios niveles, que pueden alcanzar temperaturas de hasta 1100 °F. Los paneles se colocan sobre plataformas con rodillos ubicados aproximadamente cada 12 pulgadas para sostenerlos durante el proceso de secado.

Estos rodillos se apoyan en ambos extremos sobre cojinetes de carbón grafito fabricados a medida, que proporcionan lubricación suficiente y una larga vida útil en entornos de vapor a alta temperatura.

Los cojinetes suelen instalarse en sistemas de cambio rápido, lo que facilita su sustitución durante el mantenimiento rutinario.

4. Junta de escape de combustión para sistemas de propulsión de oxígeno líquido en naves espaciales

Los motores de propulsión de las naves espaciales requieren el movimiento y el sellado de gases a temperaturas extremadamente altas durante el despegue. Los principales materiales de sellado de estos motores funcionan a más de 1 000 °F. Las piezas de carbón grafito personalizadas tienen la capacidad de proporcionar un sellado durante toda la fase de combustión del despegue para llevar a los astronautas de forma segura hasta el final de su misión.

5. Hornos rotativos de panadería

En la industria alimentaria, los materiales deben estar reconocidos por la FDA como GRAS y ser aptos para su uso en hornos de cocción de rotación continua para productos como pan, pizza, papas fritas y otros alimentos.

Estos hornos suelen operar a más de 400 °F y, más importante aún, no pueden permitir que aceite o grasa goteen sobre los alimentos. Por esta razón, los materiales autolubricantes son fundamentales.

Las aleaciones especiales de carbón grafito impregnado pueden soportar altas temperaturas y movimiento continuo durante largos periodos de tiempo, sin necesidad de lubricación convencional.

6. Compuertas de aire caliente para centrales eléctricas

Las compuertas se utilizan para controlar el flujo de aire caliente hacia las calderas de las centrales eléctricas. Este aire puede alcanzar temperaturas de hasta 900 °F.

Estas condiciones pueden provocar que los cojinetes lubricados con aceite o grasa se agarroten, lo que reduce la eficiencia y puede generar paradas no programadas.

 Los rodamientos autolubricantes capaces de operar a altas temperaturas permiten que las compuertas regulen de forma eficiente el flujo de aire caliente hacia las calderas.

La regulación confiable de los equipos en centrales eléctricas y la selección de materiales modernos y seguros son factores clave al elegir componentes para estas aplicaciones.

7. Rodamientos de transportadores de arrastre de cenizas

Los transportadores de arrastre son necesarios en la base de calderas de centrales eléctricas, precipitadores electrostáticos y otros equipos de generación de energía.

Estos transportadores mueven cenizas volantes calientes, polvo de carbón, cenizas de caldera, cal y otros materiales difíciles que caen continuamente desde la parte inferior de los equipos.

La alta temperatura y el entorno contaminado provocarían la falla de cojinetes tradicionales lubricados con grasa. Por ello, se requieren materiales diseñados a medida para los cojinetes de tornillos, cadenas y otras piezas móviles.

Aunque estas piezas mecánicas pueden utilizarse en distintos sectores, muchas de ellas pueden estar compuestas por materiales similares.

El carbón grafito especializado es un material adaptable que puede personalizarse para resistir la oxidación a temperaturas elevadas. Además, es dimensionalmente estable, no se funde como los plásticos y evita muchos de los problemas asociados con componentes convencionales lubricados con aceite o grasa, especialmente en entornos de alta temperatura.

Estas aplicaciones son ejemplos de industrias que se benefician de la innovación en materiales para adaptarse a condiciones operativas exigentes, dando como resultado máquinas más seguras, eficientes y confiables.