La relación entre sostenibilidad y tribología

El campo de la tribología tiene el potencial de impactar y proporcionar prácticas sostenibles en gran medida. Mediante el uso de la tribología se puede cambiar la forma en la que diseñamos motores y maquinaria industrial, podemos ahorrar mucha energía y, por lo tanto, CO2 que de lo contrario se perdería y contribuiría a aumentar las emisiones de CO2 y otros gases de efecto invernadero. Un estudio financiado por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de EE. UU. – Energía (2016) estimó que los avances en tribología pueden ayudar a ahorrar alrededor 23,3% de la energía primaria total consumida en los sectores combinados de transporte, industria y servicios públicos en Estados Unidos.

Para entender completamente y rediseñar los sistemas mecánicos, es necesario tener una comprensión fundamental de la ingeniería y la ciencia que proporciona la base para su funcionamiento. Este es el conocimiento que se basa en la ciencia de la tribología, que se refiere a la compleja interacción entre superficies en relación al movimiento. El espectro de tecnología que usamos hoy en día se ve afectado por la noción de interacciones tribológicas, haciendo que el potencial beneficios ambientales y económicos del análisis tribológico sea enorme. 

La aplicación de la tribología a los sistemas mecánicos, puede ayudar a reducir las emisiones globales de carbono al disminuir la fricción reduciendo el desgaste y aumentando la longevidad de los recursos. Creando tecnología a través de una lente tribológica, la maquinaria puede funcionar de manera más eficiente al reducir la pérdida de energía y la reducción del desgaste reduce la frecuencia de reemplazo de la máquina, lo que ahorra costos, recursos y tiempo.

En 2015, las Naciones Unidas establecieron 17 objetivos de desarrollo (ODS) y 169 metas para tratar de llevar más atención a los problemas de emisiones y prácticas más sostenibles que se pueden utilizar para combatir estos problemas. Mucho diseño tribológico se ha llevado a cabo con estos objetivos en mente. La organización ASTM International, que emite normas industriales a nivel mundial, tiene un comité conocido como D02. Este comité está enfocado en productos derivados del petróleo y lubricantes y es un organización de normas en los campos de la tribología y la lubricación. D02 ha emitido varios estándares, como D5798 en mezclas de combustible de etanol y D6751 en mezcla de combustible biodiesel stock, que contribuyen al desarrollo del medio ambiente y combustibles amigables. Un subcomité de D02, llamado D02.96, proporciona una gran cantidad de información de referencia para las pruebas y monitoreo de condición de lubricantes, que prueban los efectos de fricción y desgaste. Esto contribuye al crecimiento económico, porque los sistemas duran más y ahorran recursos 

Además, el subcomité D02.12 está dedicado a varios estándares ambientales para lubricantes tales como toxicidad, persistencia ambiental y biodegradación, lo que ayuda a reducir la contaminación de productos químicos nocivos y conduce a la adecuada gestión de lubricantes derramados y fugados.

En los últimos años, gran parte de la investigación y el desarrollo se ha dirigido hacia el desarrollo de biolubricantes que generalmente están hechos de materias primas de aceite vegetal y son casi completamente biodegradables.

Los científicos han investigado cómo se comparan estos biolubricantes en rendimiento con aceites minerales derivados del petróleo. El principal inconveniente de los lubricantes a base de aceite vegetal es que se encontró que tenían menor estabilidad hidrolítica y oxidativa y un rendimiento inferior a baja temperatura en comparación con el mineral aceites debido a sus enlaces insaturados. 

Por lo general, los ésteres saturados dominan el mercado. La buena noticia es que los biolubricantes a base de aceite vegetal tienen numerosas ventajas sobre los aceites minerales, como más biodegradabilidad, baja toxicidad, altos índices de viscosidad y altos puntos de inflamación La investigación ha demostrado una mejora en el rendimiento a baja temperatura y la estabilidad oxidativa al convertir los aceites vegetales insaturados a poliésteres vía epoxidación y transesterificación.