Desarrollo de un material compuesto de base polimérica PET y virutas metálicas como valor agregado

Desarrollar un material compuesto con base polimérica PET y virutas metálicas, evaluando su resistencia mecánica, a fin de proponer futuras aplicaciones de estos materiales de desecho como valor agregado.

El proyecto propuesto tiene como finalidad estudiar el comportamiento del material compuesto a base de polietileno de tereftalato (PET) fundido y virutas metálicas, así como evaluar diferentes procesos de manufactura que puedan emplearse en la fabricación de piezas a base de PET fundido y virutas metálicas. La idea es a su vez proponer futuras aplicaciones de estos materiales de desecho como valor agregado.

A partir de estudios previos realizados en la Universidad Tecnológica de Panamá y de las investigaciones revisadas en la bibliografía científica surge la necesidad de plantear procesos de manufactura alternativos dada la composición del material y sus propiedades. La intención es verificar el efecto de diferentes procesos de manufactura sobre el material obtenido a fin de mejorar la compactación del material, para luego realizar pruebas de resistencia mecánica y resistencia térmica, relacionadas en primera instancia con el ámbito constructivo. Tomando en consideración las formas geométricas que pueden obtenerse a partir del material compuesto que se propone, así como de los procesos de manufactura estudiados, se esperan evaluar otrasáreas de aplicación de las piezas.

En la literatura se han reportado propiedades de alta resistencia, ligereza y baja permeabilidad a los gases, con lo que el PET destaca como material que, en conjunto con algunos otros, se presentan como alternativa económica y sustentable. Sin embargo, cabe destacar que el proceso de reciclado de PET suele ser costoso y complicado, considerando el alto costo de inversión en equipamiento para lograr el reciclaje.

Por otro lado, las virutas metálicas que se generan en Panamá se exportan a otros países en cantidades óptimas, ya que el transporte de pequeñas cantidades para el reciclaje no resulta económico. Las virutas generalmente deben ser almacenadas por separado hasta reunir las cantidades adecuadas. Sin embargo, la mayoría de los talleres locales no almacenan las virutas por separados, ya que la cantidad de desecho metálico es bajo. Algunas empresas extranjeras utilizan sistemas de recuperación de virutas para reciclar residuos metálicos en la propia empresa. Esto resulta útil cuando existe una gran cantidad de material resultante de procesos mecanizado. Esta opción está limitada para empresas que poseen instalaciones de hornos para refundir el material. La alimentación de un horno con pequeñas partículas de virutas puede producir un problema de emisión de partículas a la atmósfera. Para una pequeña empresa no resulta rentable tener este método, por lo que una alternativa es usar una empresa externa que posea este tipo de equipos para el reciclado del metal.

El comportamiento del PET y las diferentes virutas metálicas, se evaluará a partir de la clasificación del material de acuerdo a las proporciones de virutas metálicas con respecto al PET. Así mismo se deben estudiar los procesos de manufactura para los polímeros, ya que permiten determinar el efecto que estas técnicas provocan en el material, desde la recuperación elástica y deformación de las capas del material con respecto a la masa.

Los métodos y técnicas de investigación a emplear han sido definidos para concretar los objetivos específicos de la investigación, considerando desde la recolección, identificación y preparación de los materiales, fabricación de las probetas a partir de la fundición y ensayos de las probetas. En la metodología se tomaron en consideración las temperaturas de fundición, los tiempos de enfriamiento del material y las proporciones de PET y virutas a estudiar.

Entre los resultados se espera generar capacidades entre los integrantes de esta propuesta para el estudio y desarrollo de materiales compuestos, promoviendo la utilización de materiales de desecho. La actualización del estado del arte en lo que se refiere a materiales compuestos con base polimérica constituye en uno de los productos de esta propuesta. La caracterización mecánica, específicamente la resistencia a la compresión, y el coeficiente de conductividad térmica del material compuesto serán de utilidad para la definición de las posibles aplicaciones.

La información que genere la investigación será objeto de presentaciones y publicaciones científicas, a fin de que la información se accesible a nivel científico, técnico y de la comunidad en general, ya que se considera importante que en el ámbito de Panamá y la región se promueva el estudio de la reutilización y/o reciclaje de residuos, para el posterior desarrollo de aplicaciones.