Magnesio para la elaboración de gafas deportivas, sillas de ruedas y aeronáutica

La Universidad Pontificia Bolivariana adelanta tres proyectos relacionados con la fabricación de productos hechos con aleaciones de magnesio; entre los productos se encuentra la elaboración de unas gafas deportivas; una silla de ruedas todoterreno y la aplicación de este material a la aeronáutica, todas estas producciones se están llevando a cabo gracias al trabajo en conjunto con diferentes universidades de la ciudad.

Estos proyectos que fueron aprobados por Colciencias, buscan el desarrollo de nuevos materiales, utilizando el magnesio como fuente primaria, octavo elemento más abundante en la tierra, el cual no ha sido explotado en su totalidad en Colombia, pues se utiliza, en su mayoría, como materia prima para la elaboración de fertilizantes.

Este metal posee una gran fortaleza y es la adecuada relación entre la resistencia y su baja densidad, característica que lo hace propicio para el diseño de dispositivos livianos, además es un material reciclable y es por esto que el Grupo de Investigación de Estudios en Diseño – GED – de la Facultad de Diseño Industrial de la UPB, desde su línea de investigación en Morfología Experimental -Morfolab-, busca potencializar su uso. El magnesio también posee una debilidad y es su baja resistencia al desgaste y a la corrosión, para darle solución a este problema, la UPB trabaja de la mano desde el 2016 con el grupo de investigación CIDEMAT de la Universidad de Antioquia.

La propuesta, que surgió en el primer año de trabajo, fue la implementación de un recubrimiento protector que aumentara la resistencia a la corrosión y al desgaste del magnesio.

 

 

En la investigación se determinó que el procedimiento más adecuado era realizar un recubrimiento que se conoce como deposición electroless, el cual utiliza Níquel y Fósforo (Ni-P), al implementarlo y obtener los resultados esperados, se logró fabricar el primer producto con aleaciones de magnesio; unas gafas deportivas, las cuales fueron entregadas a finales de julio.

Para la elaboración de este accesorio participaron desde el diseño del recubrimiento con Juan Guillermo Castaño, investigador U de A y Diego Carrillo, estudiante de Maestría Universidad de Antioquia.

La UPB aportó desde el diseño del marco y pruebas de los materiales con Mariana Tobón y Alejandro Zapata, estudiantes de pregrado en Diseño Industrial, Andrés Valencia, docente y director de Diseño Industrial y Alejandro Zuleta, docente de Diseño Industrial.

Silla de ruedas en magnesio busca facilitar la movilidad de los usuarios

El segundo proyecto, el cual está en desarrollo y posee el foco de atención en estos momentos, es la elaboración de una silla de ruedas todoterreno con su potencial aplicación en áreas rurales: “El problema que se identificó principalmente es la dificultad en la movilidad de personas en situación de discapacidad en contextos rurales. Las personas normalmente utilizan las sillas convencionales para desplazarse por estos terrenos irregulares, las cuales son manufacturadas en acero y aluminio; estas, por su configuración y su peso, le exigen al usuario aplicar mayor fuerza y energía al desplazarse”, explica Alejandro Zuleta, ingeniero de materiales y docente e investigador del grupo GED.

Esta investigación, que comenzó en 2017 cuenta con el apoyo, no solo de la Universidad de Antioquia, el grupo de investigación MAT&MPAC de la Universidad de Medellín también se vinculó a este proyecto. Cada institución contribuye con especialistas desde diferentes ámbitos, puntualmente, la UPB aporta desde el Diseño Industrial con Gustavo Sevilla; desde la Ingeniería Mecánica, Andrés Valencia; desde la Ingeniería de Materiales con Alejandro Zuleta y desde la Ingeniería de Diseño de Producto, Paula Chacón, investigadores del GED.

Teniendo los profesionales claro el objeto a fabricar, el material y el proceso que se le debe realizar a este para fortalecerlo, se comenzó a pensar en el diseño. Desde el comienzo plantearon un enfoque centrado en el usuario, el cual lo involucra durante todo el proceso, siendo él, pero sustentándose en la revisión de investigaciones previas, quien valida todo lo que se diseña.

En la primera búsqueda de información se determinó que se usaría una silla de ruedas de tres llantas, ya que esta genera mayor estabilidad, lo que no se encontró en la revisión bibliográfica fue qué posición para la rueda caster o rueda libre era la más idónea.

Para determinar lo anterior se construyeron dos prototipos en madera y se realizó una prueba con 10 participantes, tres de estos, usuarios permanentes del objeto y las otros siete “fueron personas sin experiencia, porque la idea es que fuera un mecanismo fácil de utilizar y que la percepción de la rueda de adelante o atrás no dependiera de la experiencia que tenga la persona movilizándose en una silla de ruedas”, explicó Paula Chacón. Después de varios recorridos, pruebas y preguntas se determinó que la posición más adecuada para la rueda libre era la delantera.

Para el diseño de la silla, también se tuvo en cuenta las características antropométricas de los usuarios, y teniendo claras las medidas que propiciaban una buena postura, se determinaron factores en cuanto a la estructura y los materiales más adecuados, para esto se realizó una prueba virtual determinando el nivel de resistencia y de seguridad que brindan los componentes escogidos.

Entre los avances que ha tenido esta investigación fue la elección de los subsistemas y el desarrollo de las superficies que van a sostener el asiento, el espaldar y todos los detalles que van ensamblados a la estructura. Para verlo materializado se realizó un prototipo en tubos de PVC y aunque este no era funcional, permitió validar algunos ajustes, para luego elaborar el prototipo en aluminio. 

Se decidió utilizar aluminio para ultimar los detalles, ya que es un material que abunda en el país; con este se están realizando una serie de pruebas que ajusten el diseño final para construir el prototipo en magnesio y poder saber si en realidad hay una optimización de procesos y una verdadera reducción en el peso; traduciéndose esto en un beneficio para los usuarios.

La silla de ruedas se espera sea entregada para inicios del año 2020. Por otro lado, el tercer proyecto que fue aprobado a finales del 2018, relacionado con la aplicación de aleaciones de magnesio en la aeronáutica, está en etapa inicial.

 

 

Por:Juliana Hernández Escobar. Agencia de Noticias UPB - Medellín.