Cali cuenta con uno de los mejores laboratorios de Análisis Térmico de Latinoamérica.

El Grupo de Investigación en Nuevos Sólidos con Aplicación Industrial, Ginsai, ha enfocado sus esfuerzos al análisis térmico de materiales, tema que abarca un grupo de técnicas, en las que se miden algunas de las propiedades físicas de un sistema en función de la temperatura.

Alguna vez se habrá preguntado ¿por qué dejar un alimento a temperatura ambiente puede contribuir a su descomposición?, ¿a qué temperaturas se inicia un incendio forestal espontáneo o producido por el hombre y qué gases  se producen?, ¿qué cambios experimenta cualquier material en un rango de temperaturas controlado?, o ¿cómo se logra la garantía de la calidad de los medicamentos que llegan a nuestro alcance?

Para contribuir a la solución de este tipo de inquietudes, que se relacionan con la estructura y las características de los materiales, se encuentra el laboratorio de Análisis Térmico de la Universidad Autónoma de Occidente a cargo del Grupo de Investigación en Nuevos Sólidos con Aplicación Industrial, Ginsai, de la Facultad de Ciencias Básicas.

La Universidad en su búsqueda de soluciones a problemas del entorno regional, nacional e internacional, tiene en este laboratorio tres equipos de última tecnología utilizados para realizar análisis térmico de materiales, estos son el calorímetro de barrido diferencial DSCQ2000, el analizador termogravimétrico Q500 y el Espectrómetro de Masas Discovery, EM..

Uno de los mejores laboratorios de Latinoamérica

Gladis Miriam Aparicio, coordinadora del grupo de investigación explicó que “aunque las técnicas de análisis térmico que usamos se utilizan desde hace varias décadas en el mundo, nuestra infraestructura es una de las más avanzadas y automatizadas en el estudio de los materiales. Actualmente, somos uno de los pocos laboratorios en Latinoamérica que contamos con los tres equipos para realizar los estudios de calorimetría correspondientes. El ‘MS Discovery’ es el primero que ésta en uso en Colombia, adquirido de TA Instruments, compañía especializada en la fabricación de instrumentación en análisis térmico”.

“La técnica de Análisis Termogravimétrico TGA Q500 nos permite estudiar la estabilidad térmica de un material; el espectrómetro de masas MS Discovery acoplado al TGA nos da información sobre los gases que se desprenden de una muestra al ser sometida a un barrido en temperatura. La calorimetría diferencial de barrido DSC Q2000, se utiliza para medir y cuantificar una amplia variedad de transiciones y eventos que ocurren en un material como función de la temperatura. Una de las pruebas más requeridas a nivel de polímeros es la prueba de OIT, que indica los cambios físicos de un material al ser sometido a la acción de diferentes gases”, explicó la investigadora.

Sector industrial

Las técnicas de calorimetría son de gran importancia en el sector industrial, porque a través de técnicas como la calorimetría diferencial de barrido, se pueden realizar controles de calidad tanto a los insumos como a los productos. El conocimiento de las diferentes fases de los materiales como función de la temperatura, permiten tener el control sobre las propiedades físicas y químicas de un producto, mejorar los procesos de producción y en muchos casos la obtención de materiales con características físicas específicas. Así mismo es posible estimar la vida útil de un material, las temperaturas de almacenamiento y los cambios que pueda tener al someterse a cambios atmosféricos.

 Ingetec, Ingenieros consultores

Firma que cuenta con amplia experiencia en diseño, asesoría y supervisión de proyectos hidroeléctricos y termoeléctricos, líneas de transmisión y subestaciones eléctricas, transporte, disposición de aguas servidas, distritos de riego, carreteras (incluyendo túneles, puentes y viaductos), entre otros servicios.

Esta compañía ha realizado pruebas en el laboratorio de Análisis Térmico, relacionadas con termogravimetría y espectrometría de masas, MS, para muestra de biocombustible B2 (mezcla en 2 por ciento de biodiesel con 98 por ciento de fuel oil No. 2). Biodiesel B2, que se emplea actualmente en Colombia por disposición gubernamental; el objetivo fue poder identificar su estabilidad en el tiempo para almacenamiento.

l ingeniero Arcelio Velasco manifestó que, “por su respuesta rápida, tecnología empleada con equipos de última generación, que proveen datos muy confiables en el análisis de las diferentes variables medidas, además de la excelente disposición y preparación del factor humano empleado en toda su cadena de servicio, hemos utilizado este laboratorio para realizar las pruebas”.  

Centelsa

Esta empresa fabricante de cables para energía y telecomunicaciones y una de las más reconocidas en Latinoamérica, también ha utilizado los servicios del laboratorio.

La prueba realizada fue de OIT,Tiempo de Oxidación Inducida, para polímeros utilizados en aislamientos en polietileno, PE, los cuales son usados en cables para telecomunicaciones y cables multipares. Con este ensayo se puede saber  si el compuesto de aislamiento cumple o no con el requerimiento de tiempo de oxidación inducida para garantizar un envejecimiento adecuado en el cable. Este tipo de pruebas suministra información valiosa para tener en cuenta en los procesos de manufactura al exponer los aislamientos a calentamientos de altas temperaturas. Los resultados permiten interpretar las diferentes transiciones que presentan los polímeros.

Este tipo de pruebas “suministra información valiosa para tener en cuenta en nuestros procesos de manufactura al exponer los aislamientos a calentamientos de altas temperaturas propias del proceso, que se podrían mejorar. Además nos ha permitido ver los resultados e interpretar las diferentes transiciones que presentan los polímeros a través de equipos mucho más modernos para este tipo de pruebas, por ende, es de gran ayuda en la confiabilidad de los materiales que se usan en la fabricación de nuestros cables para telecomunicaciones”, explicó James Guevara, jefe de laboratorio de planta 2 de Centelsa.

La academia

En el sector académico las técnicas de calorimetría son importantes en los procesos de investigación encaminados al control de calidad o al desarrollo de materiales. La caracterización térmica se convierte en el punto de partida para estudiar los cambios físicos de los materiales,como se dijo antes, enfunción de la temperatura. Éstas técnicas son capaces de detectar diferente tipos de fases, que acompañadas de otras técnicas permiten al investigador construir diagramas de fase, explicar mejoras en las propiedades físicas, mecánicas, eléctricas, estructurales, entre otras.

Adicionalmente dan soporte a los procesos de formación para estudiantes de pregrado y de posgrado cuyos trabajos involucranel estudio de materiales como polímeros, cerámicos, sales, sólidos, líquidos y metales.

Docentes, investigadores y directores de grupos de investigación están aunando esfuerzos en la búsqueda de convenios a través de proyectos de investigación y cooperación. Estos esfuerzos se suman a las políticas institucionales de aumentar y mejorar la investigación, vinculando a estudiantes de pregrado y posgrado. En ésta dinámica, universidades como la del Valle, Icesi, San Buenaventura, Distrital de Bogotá han sido partícipes de las actividades del Laboratorio. Los resultados obtenidos están siendo usados en otros países como Brasil y Suecia por estudiantes de doctorado de la Universidad del Valle.