Hoy en día las empresas privadas, dentro y fuera del sector aeroespacial, se apresuran a explorar lo desconocido con naves y satélites grandes y pequeños. Al haber más actores, misiones y mayores constelaciones de satélites, la necesidad de lubricantes espaciales innovadores seguirá creciendo.
Los productos FUCHS ahora también están disponibles en el espacio tras la adquisición de Nye Lubricants en 2020. Nye lleva más de 65 años colaborando con las principales organizaciones espaciales para desarrollar fórmulas de vanguardia. Más recientemente, en febrero de 2021, el Mars Perseverance Rover aterrizó en Marte y con él, una película de barrera de Nye Lubricants. Los lubricantes espaciales de Nye tienen un largo recorrido y fueron lanzados al espacio por primera vez en la misión Mercury en 1963. Los productos de Nye han tenido un papel crucial en la protección de componentes de la Estación Espacial Internacional, en los satélites de la serie GOES-R, y en el telescopio James Webb, cuyo lanzamiento se espera el 31 de octubre de 2021.
Los lubricantes de aplicaciones espaciales como estos a menudo se eligen para ampliar la vida de las piezas, proteger las ópticas, controlar el movimiento y evitar la contaminación. Formular un lubricante que pueda lograr estos objetivos se convierte en algo muy difícil cuando además debe hacerlo en el entorno hostil del espacio exterior.
El desarrollo de lubricantes espaciales
Las personas que trabajan en ingeniería tribológica deben tener una comprensión profunda de cómo funcionan las aplicaciones espaciales y qué impacto tiene el duro entorno sobre el rendimiento del lubricante. «El funcionamiento en temperaturas extremas, en condiciones de vacío, una baja liberación de gases, poca generación de partículas y una larga vida útil son propiedades que deben tenerse en cuenta en la formulación de lubricantes espaciales para garantizar que las piezas funcionan de forma fiable durante toda la vida de la aplicación», dice el Dr. Jason Galary, Director de investigación, desarrollo e innovación en Nye. A diferencia de un coche, si una pieza falla en un satélite, no se puede llevar a reparar. En misiones espaciales que cuestan cientos de millones, si no miles de millones de dólares, no hay lugar para el error. Esto quiere decir que cualquier material que se utilice, incluidos los lubricantes, debe de ser evaluado para asegurar que funcionará de forma fiable durante toda la vida de la aplicación.
Ensayos para el espacio exterior
Inaugurado en 2019, el laboratorio de Nye para ensayos aeroespaciales y de semiconductores en vacío (VAST, por sus siglas en inglés), es un entorno extremadamente controlado dedicado a la formulación y evaluación de lubricantes que operan en vacío. «Una ventaja que tiene Nye sobre nuestra competencia es la capacidad de replicar el vacío del espacio exterior en cámaras de ensayo ambientales construidas a medida», destaca el Dr. Galary. En el laboratorio VAST, un sistema de ensayo único diseñado y construido por el cuerpo de ingeniería de Nye expone los lubricantes y las piezas a condiciones extremas que simulan los que pueden encontrarse en un entorno espacial. Algunos bancos de ensayos, como el tribómetro de órbita espiral (SOT, por sus siglas en inglés), pueden incorporar piezas aportadas por clientes para simular cómo rendirá un lubricante en una aplicación específica.
El SOT de Nye se construyó con base en un método de tribometría desarrollado en el Glenn Research Center de la NASA. Utilizando el SOT, el equipo de ingeniería puede predecir la vida útil relativa de un lubricante según el número de órbitas realizadas por debajo de un nivel de fricción. El ensayo es una simulación de un cojinete de empuje y ofrece resultados que indican el consumo de lubricante, su degradación y su vida útil. Puesto que este ensayo se realiza en un vacío ultra alto y los materiales en contacto se pueden adaptar, el SOT puede ofrecer una gran cantidad de datos sobre el rendimiento de lubricantes cruciales para la misión.
Datos para aplicaciones en la Tierra
En la fabricación de semiconductores, de forma similar al vacío del espacio, la liberación de gases y la generación de partículas pueden contaminar los componentes de precisión y tener un impacto negativo en la calidad y el rendimiento del producto. La información recogida sobre las aplicaciones espaciales puede ser utilizada también para el desarrollo de lubricantes para aplicaciones de semiconductores que requieren lubricantes limpios, con baja liberación de gases y que puedan soportar condiciones de vacío.
Lubricantes cruciales para la misión: Mars Rover
Cuando la óptica tiene problemas, se arriesgan la misión y años de duro trabajo. Al diseñar el Mars Curiosity Rover, a la NASA le preocupaba que el lubricante para rodamientos ubicado cerca de la cámara del mástil se desplazara con el tiempo. Este desplazamiento haría que el lubricante se retirase de la superficie del rodamiento, lo cual aceleraría el desgaste y finalmente limitaría el rango de movimiento. Para evitar poner en riesgo la óptica de la misión, la NASA necesitaba encontrar un producto que evitase el desplazamiento del lubricante. Este producto debía rendir de forma fiable a temperaturas extremadamente bajas sin liberar gases. Cuando un producto libera gases, la materia condensada puede empañar la lente de la cámara. «Nuestra película de barrera NyeBar® controló con éxito el arrastre del lubricante y evitó la corrosión en los dos Mars Curiosity Rover. El producto fue tan efectivo que la NASA decidió utilizarlo en su diseño del Mars Perseverance Rover», dice el Dr. Galary.
Conoce a NYE Lubricants
Tal vez Nye Lubricants sea nueva en el Grupo FUCHS, pero no es nueva en la industria de la lubricación; de hecho, esta empresa tiene más de 175 años. En 1840, William Foster Nye, con apenas 16 años, dejó la granja familiar en Massachusetts para hacerse un hueco en el mundo del comercio. Su objetivo era capturar la industria de los aceites lubricantes para maquinaria delicada y otras tecnologías emergentes. No podría haber imaginado que un día su iniciativa empresarial llegaría a ser una compañía de más de 50 millones de dólares y que productos con su nombre irían a Marte. Desde la Revolución Industrial hasta la Era de la Información, Nye ha permitido y mejorado el funcionamiento y la fiabilidad de productos innovadores y tecnologías disruptivas. Actualmente estas incluyen conectores, cojinetes y engranajes en vehículos eléctricos, equipos de fabricación de semiconductores, dispositivos de administración de medicamentos e incluso mecanismos en el espacio exterior. En 2020 Nye se convirtió en miembro del Grupo mundial FUCHS.
¿Por qué se decidió adquirir Nye Lubricants?
Keith Brewer: Nye aporta una experiencia específica en ingeniería y un enfoque de diseño de la relación con la clientela que es único. La adquisición, así como el equipo de Nye, aumentarán significativamente nuestra experiencia en I+D e ingeniería y, como contrapartida, podrá utilizar la cadena de suministro y la presencia en el mercado de FUCHS para satisfacer las nuevas necesidades de los clientes.
¿Cómo complementan los productos de Nye el catálogo de FUCHS?
George Mock: Con Nye, los clientes de FUCHS en todo el mundo ahora tienen acceso a una amplia gama de lubricantes especiales, puesto que las empresas sirven en muchos casos a las mismas industrias, segmentos de mercado y clientes, pero en diferentes áreas de aplicación. En la industria del automóvil, el negocio OEM de FUCHS está principalmente en el primer llenado y en piezas originales (marcas privadas) para productos como aceites de motor, fluidos de transmisión, líquido de amortiguadores y grasas. Nye complementa a FUCHS ofreciendo productos de lubricación de por vida. Estos lubricantes son componentes de diseño crítico que permiten que el producto del cliente funcione sin necesidad de relubricación en toda la vida de dicho producto.
¿Cómo han trabajado juntos Nye y FUCHS durante la pandemia?
George Mock: Aunque la COVID-19 ha evitado que hubiera reuniones personales, los compañeros de Nye y FUCHS han estado colaborando virtualmente para desarrollar las mejores formas de aportar valor a sus clientes.
Keith Brewer: Los equipos de Nye y FUCHS Lubricants Co. se han puesto a disposición entre sí para compartir recursos como investigación y experiencia en desarrollo, capacidades de fabricación y esfuerzos de promoción que nos permitan servir mejor a la clientela.
¿Cuáles son los planes para el futuro? ¿Será posible conseguir productos de Nye a través de FUCHS?
Keith Brewer: Los productos de Nye han empezado a venderse en algunas entidades de FUCHS por el mundo. FUCHS Australasia y FUCHS do Brasil, por ejemplo, son los distribuidores oficiales de los productos de Nye en Australia y Brasil.