Estudio experimental de propiedades térmicas y de flujo de óxido de silicio en aceite de girasol y aceite de coco como fluidos base, para su uso como refrigerante-lubricante en procesos de taladrado

Abstract

Los fluidos de corte son sustancias usadas para mejora de rendimiento y calidad de los procesos de mecanizado. Los convencionales son derivados del petróleo, tóxicos, y generan gran cantidad de residuos. Este proyecto presenta una alternativa, los fluidos de corte vegetales, biodegradables y respetuosos con el medio ambiente. Se estudia la conductividad térmica y la viscosidad en cizalla continua en suspensiones de sílice hidrófila A200: 0,01, 0,02 0,03 y 0,04 v/v en el fluido base formado por la mezcla aceite de coco-aceite de girasol en la proporción 1:1. Se evalúa la influencia de la temperatura y de la concentración de partícula en la conductividad térmica y en la viscosidad y la influencia de la velocidad de deformación por cizalla. También se aplican modelos matemáticos lineales para interpretar mejor los resultados experimentales obtenidos. La conductividad térmica de las suspensiones aumenta con la concentración de partícula y se reduce con la temperatura tras el cambio de fase, entre 25ºC y 90ºC. Entre 5ºC y 20ºC se produce un notable incremento de la conductividad térmica durante el cambio de fase. La viscosidad de las suspensiones sube con la concentración de partícula y baja con la temperatura y la velocidad de deformación en cizalla continua. A velocidades de deformación superiores a 1000 s-1 hay un comportamiento newtoniano en todas las muestras y disminuye de la viscosidad de todas las suspensiones (fluido reofluidizante), lo que facilita la capacidad como lubricante-refrigerante de estas sustancias en su uso como fluidos de corte en procesos de taladrado. Finalmente, se hacen pruebas de taller con el taladro y fotografías termográficas. Parte del calor generado por la acción mecánica del taladro se absorbe por las suspensiones bajando 10ºC y 14ºC respecto al taladro en seco. Se concluye que el mejor refrigerante-lubricante para su uso en los procesos de taladro es el formado por 50% aceite de coco, 50% aceite de girasol y 3% óxido de silicio.