LOS POLÍMEROS EN LAS PIEZAS DEL MOTOR – RUIDO, VIBRACIÓN, DUREZA Y AMORTIGUAMIENTO INTEGRANTES: SERGIO RODRIGUEZ CONDORI YOSVAL YUCRA PALOMINO
Un polímero es una sustancia compuesta por grandes moléculas, o macromoléculas formadas por la unión mediante enlaces covalentes de una o más unidades simples llamadas monómeros. DEFINICIÓN:
En la industria automotriz, los polímeros se utilizan ampliamente en la fabricación de diversas piezas del motor, tanto internas como externas. Estos materiales ofrecen ventajas como ligereza, resistencia a la corrosión y durabilidad, contribuyendo a la eficiencia y seguridad de los vehículos. Termoplásticos: Se reblandecen con el calor y se pueden moldear repetidamente, como el polietileno y el PVC. 1° Termoestables: Se endurecen permanentemente con el calor y no se pueden moldear de nuevo, como las resinas fenólicas. 2° Elastómeros: Son flexibles y elásticos, como el caucho. 3°
CLASIFICACIÓN: Según su origen: Polímeros semisintéticos : Se obtienen por transformación de polímeros naturales. Por ejemplo, la nitrocelulosa , el caucho vulcanizado, etc. Polímeros sintéticos: Muchos polímeros se obtienen industrialmente a partir de los monómeros. Por ejemplo, el nailon, el poliestireno, el policloruro de vinilo (PVC), el polietileno, etc. Polímeros naturales: Existen en la naturaleza muchos polímeros que forman a los seres vivos. Por ejemplo, las proteínas, los ácidos nucleicos, los polisacáridos el hule o caucho natural, la lignina, etc. Según su mecanismo de polimerización Polímeros de adición: La polimerización no implica la liberación de ningún compuesto sino lo contrario. Esta polimerización se genera cuando un catalizador inicia la reacción. Polímeros de condensación. La reacción de polimerización implica la formación de una molécula de baja masa molecular en cada paso.
Aplicaciones en Componentes del Motor Colectores de admisión y carcasas: Fabricados con poliamidas reforzadas con fibra de vidrio, estos componentes reducen el peso del motor hasta en un 50% y disminuyen las vibraciones transmitidas, gracias a la capacidad del polímero para absorber energía mecánica. Soportes y montajes de motor: Los elastómeros termoplásticos proporcionan amortiguamiento efectivo, aislando vibraciones y reduciendo el ruido transmitido al chasis. Juntas y sellos: Los elastómeros de alta resistencia química y térmica garantizan la estanqueidad y absorben vibraciones, prolongando la vida útil del motor. Cubiertas y protecciones: Polímeros como el poliuretano y poliestireno se utilizan para aislar térmica y acústicamente componentes sensibles.
Ruido, Vibración, Dureza y Amortiguamiento (NVH) en Motores Conceptos Fundamentales de NVH: conjunto de conceptos que se utilizan para describir y analizar las sensaciones auditivas y táctiles que experimenta un usuario al interactuar con un producto Mecanismos de Control de NVH con Polímeros: Amortiguamiento de vibraciones: Se colocan en soportes de motor, bujes de suspensión y juntas para reducir la transmisión de vibraciones a la cabina. Aislamiento Acútico: Polímeros espumados se emplean en paneles internos y techos para atenuar ruidos. Reducción de dureza (Harshness): Se emplean compuestos viscoelásticos que combinan elasticidad con capacidad de disipación de energía para suavizar impactos y ruidos estructurales. Materiales multicapa: Laminados de polímeros con otros materiales (como compuestos bituminosos o fibras) mejoran el rendimiento global en control de ruido y vibración.
Efectos en Componentes Específicos Bloque del Motor: Problema: Actúa como caja de resonancia del ruido interno del motor. Efecto: Amplificación del ruido estructural y propagación de vibraciones. Solución: Refuerzos estructurales y uso de materiales con buen amortiguamiento (como aleaciones con polímeros insertados). Soportes del Motor: Problema: Transmisión directa de vibraciones del motor al chasis. Efecto: Sensación de dureza y ruido en cabina. Solución: Uso de soportes de motor de caucho o poliuretano , incluso con sistemas activos hidráulicos. Sistema de Admisión y Carcasas: Problema: Ruido de succión de aire y resonancia. Efecto: Ruidos molestos perceptibles desde el interior del vehículo. Solución: Cámaras de resonancia, carcasas de polímero con refuerzo acústico.
Propiedades Físicas y Mecánicas de los Polímeros en el Motor Comparación con Materiales Metálicos: Aunque los metales ofrecen mayor resistencia mecánica y térmica, los polímeros destacan por su ligereza, resistencia a la corrosión, capacidad de amortiguamiento y facilidad de fabricación, lo que los hace competitivos para muchas aplicaciones automotrices. Dureza y Flexibilidad: La dureza de los polímeros puede ajustarse para equilibrar resistencia mecánica y capacidad de amortiguamiento. Elastómeros termoplásticos combinan estas propiedades, siendo ideales para juntas y soportes que requieren resistencia y flexibilidad. Resistencia Térmica y Química: Los polímeros de ingeniería, como las poliamidas reforzadas, soportan temperaturas hasta 220°C y resisten agentes químicos agresivos como aceites y combustibles, lo que los hace adecuados para el entorno exigente del motor. Visco elasticidad y Amortiguamiento: La visco elasticidad combina propiedades elásticas y viscosas, permitiendo a los polímeros deformarse y disipar energía. Esto es esencial para amortiguar vibraciones y reducir ruido, mejorando la durabilidad de las piezas y el confort acústico.
Ventajas, Desafíos y Perspectivas Futuras VENTAJAS DESAFIOS PERSPECTIVAS FUTURO Facilidad de fabricación y diseño Reciclabilidad limitada Polímeros avanzados de alto rendimiento Resistencia química y térmica Menor resistencia mecánica en comparación con metales Materiales compuestos y nanocompuestos Capacidad de amortiguamiento Limitaciones térmicas Sostenibilidad Aislamiento eléctrico y térmico Degradación por envejecimiento Integración funcional
CONCLUSIÓN: Los polímeros han transformado el diseño y fabricación de piezas del motor, ofreciendo soluciones efectivas para el control del ruido, vibración, dureza y amortiguamiento. Su combinación de propiedades físicas y mecánicas, junto con ventajas en peso y resistencia química, los posiciona como materiales esenciales en la industria automotriz moderna. A pesar de ciertos desafíos técnicos, la continua innovación y desarrollo de nuevos compuestos aseguran un papel cada vez más relevante de los polímeros en la movilidad sostenible del futuro.