Aprovechamiento de resideuos de aserrín de la industria aderera peruana para la fabricación de carburo de silicio biomórfico con geometrías complejas y alta precisión dimensional.

Actualmente la industria maderera en el Perú genera grandes cantidades residuos considerados material de desecho como son viruta, aserrín y retazos de madera. La mayor parte de los trabajos de investigación en carburos se vienen centrando en la fabricación y caracterización mecánica y funcional de SiC y SiC/Si biomórficos obtenidos de precursores celulósicos. El carburo de silicio fabricado a partir de precursores maderables, tiene como principales ventajas su bajo coste de producción y la diversidad de microestructuras de las maderas industrializadas en el Perú. El SiC biomorfico es un material de contrastada potencialidad en aplicaciones a grandes temperaturas, tales como filtros, porta-catalizadores, resistencias eléctricas, reforzantes estructurales. Las cerámicas de carburo de silicio (SiC) se consideran uno de los candidatos más prometedores en una variedad de aplicaciones industriales debido a su combinación de propiedades deseables y su bajo costo.El carburo de silicio (SiC) es uno de los materiales cerámicos de ingeniería que exhibe una excelente resistencia a baja densidad y destaca por sus propiedades físico-mecánicas, entre ellas tenemos: alta dureza (cercana a la del diamante), excelente estabilidad dimensional y química en ambientes corrosivos y elevada resistencia a la fluencia a altas temperaturas. Sin embargo, el método de fabricación convencional del carburo de silicio presenta una grave problemática ambiental, ya que (i) demanda de gran cantidad de energía para llegar a la temperatura de procesamiento (generalmente 2500 ºC), y (ii) la reacción química que da lugar a la formación del SiC tiene como subproductos al CO y CO2. Además, cabe mencionar dos problemáticas implicadas: (i) la alta refractariedad de las partículas de SiC que presenta una dificultad para la obtención de piezas con geometrías complejas y alta precisión dimensional, a través del método cerámico convencional de sinterización (ii) la complejidad del mecanizado de piezas Bulk de SiC por métodos tradicionales de corte, pulido, fresado, etc., para obtener geometrías de alta complejidad. Por otro lado, la manufactura aditiva se viene considerando como una tecnología revolucionaria para la obtención de componentes y piezas mecánicas con geometrías complejas y alto nivel de precisión dimensional. La impresión 3D se origina de la necesidad de contar con una herramienta versátil y económica de apoyo al modelamiento y prototipado en ingeniería. En un principio, la impresión 3D estuvo enfocada en los materiales de origen polimérico, sin embargo, a medida que se verificó el gran potencial de esta tecnología, muchas investigaciones se vienen encaminando en la ampliación del alcance de la impresión 3D, construyendo y validando prototipos de impresoras que utilizan diferentes tipos de materiales (cerámicos, metálicos y compuestos), gracias a ello el uso de la impresión 3D se viene utilizando cada vez más en la síntesis de nuevos materiales de ingeniería. Por lo tanto, en el presente proyecto se busca el aprovechamiento de residuos de aserrín de la industria maderera peruana iniciando con la etapa de pirolización del aserrín para obtener polvo de carbón, seguidamente el polvo de carbón obtenido será molido y tamizado para el diseño y fabricación de piezas mecánicas a base de carbón con aglomerante de resina fenólica a través del uso de la impresión 3D. El aglomerante será eliminado mediante un tratamiento térmico a temperaturas mayores a 600 °C. La obtención del SiC parte de las piezas de carbón, las cuales se someterán a infiltración reactiva con silicio a temperaturas por encima de 1400 °C en una atmosfera de vacío. Las muestras de SiC serán estudiadas mediante pruebas de caracterización física, mecánica, termo-mecánica, estructural y microestructural. La aplicación deseada es la fabricación de cuñas permeables para su uso en un nuevo sistema de drenaje eficiente de veredas en épocas de lluvia en la ciudad de Arequipa.

BENAVIDES SALINAS ,MIRANDA LUCIA