Desarrollo de resinas resistentes al desgaste para la fabricación de cilindros hidráulicos de material compuesto

Abstract

Este trabajo aborda el desarrollo de un material compuesto basado en resina epoxi reforzada con nanopartículas de sílice, orientado a la fabricación de cilindros hidráulicos ultralivianos, en particular para fumigadoras agrícolas. Surge a partir de una propuesta de la empresa Kohlenia SRL que, junto a su socia BK Comp., fabrican sistemas de fumigación de material compuesto. El uso de estos materiales en el sistema hidráulico permitiría reducir el peso total, lo que posibilitaría incrementar el largo de los brazos pulverizadores y, en consecuencia, aumentar la productividad y disminuir el daño del cultivo y el uso del combustible. Por lo tanto, lograr este desarrollo representa un avance tecnológico significativo. El objetivo principal fue, entonces, mejorar la resistencia al desgaste de la matriz polimérica, característica crítica para garantizar el correcto desempeño en las condiciones de operación de los sistemas hidráulicos, sin comprometer su procesabilidad. Para ello, se evaluaron diferentes formulaciones y técnicas de dispersión, tanto a escala laboratorio como de planta piloto, buscando una solución tecnológica escalable para una eventual producción comercial. Se realizaron ensayos de caracterización térmica (DSC, TGA), evaluación de propiedades mecánicas como dureza y resistencia al desgaste (pruebas Taber y simulación tecnológica del movimiento del pistón en condiciones similares a la de la aplicación real), además de estudios de absorción de fluidos y contracción volumétrica. Los resultados mostraron que la incorporación de nanopartículas de sílice mejora significativamente la resistencia al desgaste y la dureza del material. Se logró dispersar homogéneamente la carga en ambas escalas, obteniendo resultados equivalentes en las propiedades con ambas técnicas.