PARTE SIETE:
PARTE SIETE:
El desarrollo científico de un lubricante para cadenas de Bici consta de dos etapas distintas: formulación y pruebas. Cada una de ellas contiene varios subprocesos detallados. Muc-Off lleva a cabo pruebas científicas en el laboratorio, midiendo la eficacia o durabilidad de un lubricante y analizando los resultados. A continuación, se entrega a varios organismos de pruebas independientes, que realizan sus pruebas y proporcionan una comparación con nuestros hallazgos, antes de que nuestro personal experimentado y atletas patrocinados de nivel profesional lo prueben en la carretera, para obtener el sello de aprobación final.
Las pruebas de laboratorio se realizan con nuestros tribómetros de reciente adquisición y altamente sofisticados y con nuestro dinamómetro de optimización de lubricación de cadenas (CLOD). Ambos nos brindan una clara ventaja en una categoría que carece de literatura de pruebas documentadas, protocolos para pruebas repetibles y reproducibles y estándares de prueba independientes.
En este capítulo, describiremos el valor de cada uno de ellos para los procesos de prueba, medición y análisis, que son distintos pero están estrechamente relacionados. Enmarcaremos nuestra investigación en el contexto del lubricante del Proyecto Landa: nuestra fórmula más rápida hasta la fecha y nuestro primer proyecto importante tras la finalización de nuestro proyecto de investigación conjunto con el Laboratorio de Química del Gobierno (LGC) y el Laboratorio Nacional de Física (NPL).
Los tribómetros son máquinas para medir contactos tribológicos. Ofrecen versatilidad, control y una resolución extremadamente alta. Nuestra decisión de invertir en dos tribómetros es uno de los resultados más importantes del proyecto de investigación conjunto.
Para el Proyecto Landa, los científicos de Muc-Off adaptaron una prueba de bola sobre disco recíproco estándar de la industria como un componente vital del proceso de selección. La prueba tribo, realizada aplicando un aceite candidato entre una bola de metal fija y un disco metálico que se mueve hacia atrás y hacia adelante para generar fricción, aceleró enormemente este proceso largo, pero esencial. El uso de una bola estándar en el proceso de selección permitió probar muchas iteraciones de lubricante y seleccionar la mejor para avanzar a la prueba final desarrollada con NPL.
Cada elemento de la prueba NPL utilizado en las pruebas del tribómetro del Proyecto Landa está controlado. La bola fija se sustituye por una muestra especialmente mecanizada y los discos están hechos de un metal de dureza y acabado superficial conocidos. El contacto entre la bola y el disco se realizó a una presión predeterminada. El movimiento alternativo del disco debajo de la bola (hacia adelante y hacia atrás para replicar el movimiento deslizante entre el pasador del eslabón y el rodillo) se realizó a una velocidad predeterminada. Cada parámetro se definió para replicar la velocidad, la carga, la fuerza y el movimiento que probablemente se produzcan en el área de la cadena que genere la mayor cantidad de pérdidas.
La medición es el preludio del análisis. El tribómetro genera un gráfico en tiempo real (durante la prueba) para mostrar la relación entre la fuerza normal y la fuerza de fricción, y su informe final se crea en una hoja de cálculo. Dividiendo la fuerza de fricción por la carga normal se revela el coeficiente de fricción: una medida vital en cualquier etapa del desarrollo de lubricantes, pero especialmente valiosa durante el proceso de selección. La capacidad del tribómetro para generar una medida definitiva de la fricción a partir de una serie de parámetros, mostrarla en un gráfico y proporcionar los datos subyacentes en una hoja de cálculo, lo convierte en una herramienta esencial para las pruebas comparativas. A modo de ejemplo, en una prueba reciente se compararon cuatro lubricantes en el software Tribolab y se obtuvo un gráfico derivado de más de 28 millones de puntos de datos; esto simplemente no es posible en Microsoft Excel.
Nuestro dinamómetro de optimización de lubricación de cadenas (CLOD) sigue ocupando un lugar central en nuestro desarrollo científico de fórmulas para mejorar el rendimiento o la durabilidad. Se trata de una máquina galardonada y específica para cada aplicación, construida a mano según las más altas especificaciones, que es la manifestación física de nuestro compromiso con las demandas basadas en datos de nuestro socio de equipo profesional más exitoso y duradero, INEOS Grenadiers.
Si bien el CLOD no puede igualarse a nuestros tribómetros en cuanto a versatilidad o resolución, es sumamente preciso (demostrado hasta 0,005 w al realizar una prueba de tensión por los científicos de LGC y NPL) y, mediante el uso de componentes de transmisión reales, replica la aplicación con perfecta fidelidad. Las mediciones que definen el dinamómetro son la velocidad y la carga (esta última definida por la tensión de la cadena). Otros factores que afectan a los resultados de la prueba incluyen la cadena, los piñones y los platos: el estado, la cantidad de eslabones y el revestimiento (cadena) y la cantidad de dientes (platos/piñones).
El CLOD tiene dos configuraciones subyacentes: absorción de potencia y recirculación de potencia. En el modo de tensión, el dinamómetro puede describirse como un dispositivo de "recirculación de potencia", que "bloquea" el par en la cadena. Poner la cadena en tensión garantiza que la presión de contacto capturada coincida con la aplicación. El motor de accionamiento hace girar el plato, mientras que la rueda dentada gira libremente. Por lo tanto, la potencia necesaria para hacer girar el eje en el motor de accionamiento es la misma que la que se disipa de la cadena como fricción. Esto permite una medición precisa de la pérdida de potencia por fricción. Antes de la prueba, el dinamómetro se calibra para establecer la cantidad de voltios equivalente a una cierta cantidad de par. Para ofrecer un ejemplo puramente hipotético, esto podría hacer que 10v sea equivalente a 10 Nm. Estos valores se adquieren junto con las RPM y los datos se recopilan a frecuencias de 10 kHz o 10 000 puntos de datos por segundo, aunque se puede utilizar una frecuencia de adquisición de datos aún mayor para su uso en comparaciones de filmación de alta velocidad donde los datos se "sincronizan" con el vídeo, por ejemplo, cambios de marcha.
Al igual que el tribómetro, el dinamómetro genera datos para su análisis en forma de gráfico y de datos brutos. Si bien genera un gráfico en tiempo real (durante la prueba), se pueden crear otros gráficos a partir de los datos subyacentes contenidos en los datos capturados. Se utiliza un software especializado para conjuntos de datos muy grandes, pero siempre hay dos mediciones críticas: el par motor y las revoluciones por minuto, que luego se utilizan para calcular los vatios y, por tanto, la potencia perdida por fricción.
CLOD es un equipo reconocido en la industria que ha ganado dos premios. Ganó la categoría de Pruebas y Mediciones Físicas y los premios de Aplicación del Año en los Premios de Impacto de Ingeniería del Norte de Europa 2015 de National Instruments (NI), lo que lo convierte en una herramienta valiosa no sólo para Muc-Off, sino para los estándares de la industria en general. Sus lecturas súper precisas brindan a Muc-Off el nivel más alto de datos de prueba disponibles en el campo. CLOD fue desarrollado con National Instruments, una empresa multimillonaria con sede en Austin, Texas. Si bien suelen trabajar con proyectos de alto perfil que se centran en áreas como la física nuclear, la oportunidad de crear una máquina innovadora como CLOD era una oportunidad que no se podía dejar pasar.
En la formulación del lubricante del Proyecto Landa, las pruebas de dinamómetro siguieron al proceso de selección realizado con el tribómetro. Las pruebas de dinamómetro resultaron tan eficaces para identificar los aceites base adecuados que sólo se utilizaron cuatro fórmulas para realizar los ciclos de pruebas de dinamómetro. De estas cuatro, pronto surgió una fórmula capaz de alcanzar nuestro valor objetivo de rendimiento, expresado como coeficiente de fricción.
Muc-Off utiliza un interferómetro de luz blanca Contour para analizar los efectos físicos de las pruebas tribo. Por ejemplo, el proceso de selección de posibles aceites para el lubricante del Proyecto Landa concluyó con el uso del interferómetro para medir las marcas de desgaste causadas tanto en la bola como en el disco. Al medir la interacción de las fuentes de luz e interpretar la medición con un algoritmo, el interferómetro genera una imagen tridimensional de alta resolución que revela la profundidad de la marca: la contraparte física del coeficiente de fricción teórico.
Muc-Off concede la máxima importancia a las pruebas, las mediciones y los análisis. Nuestra junta directiva no aprobará el lanzamiento de un nuevo producto sin evaluar primero los informes detallados generados a partir de pruebas exhaustivas realizadas por nuestro equipo de I+D.
Nuestros protocolos y procedimientos han avanzado drásticamente desde la finalización de nuestro proyecto de investigación conjunto con LGC y NPL. Si bien los principios científicos en los que se basaban nuestras pruebas anteriores siguen siendo los mismos, nuestro personal con doctorado ahora está capacitado para aplicar todo su conocimiento para desarrollar lubricantes cada vez más eficientes y duraderos.
Su objetivo principal es crear pruebas fiables que puedan utilizarse en todo el sector; normas independientes con las que se puedan comparar con precisión los productos de otros fabricantes. Si bien esto último sigue siendo una ambición a largo plazo, el logro de protocolos de pruebas repetibles y reproducibles ya está a nuestro alcance.
Pero, si bien las pruebas de laboratorio internas arrojarán evidencias o datos contundentes, nada se compara con la aplicación en el mundo real. En Muc-Off, hay una amplia gama de ciclistas de diferentes niveles de habilidad para poner a prueba cada nuevo producto.En el desarrollo de nuestro lubricante, si bien gran parte de la investigación inicial se realiza en I+D, es necesario realizar pruebas en Bici para garantizar que funcione en el mundo real. Un miembro de nuestro equipo de I+D es un ex corredor olímpico de BMX; regularmente recorre más de 300 millas probando una variante del lubricante antes de analizar los resultados, logrando potencias de 1500 a 2000 vatios.
La ubicación también es clave. El centro de I+D de Poole (Reino Unido) cuenta con una gran variedad de superficies y elevaciones y el clima puede ser particularmente cambiante. Por ello, nuestros lubricantes de desarrollo se prueban en una amplia variedad de condiciones.
Las pruebas independientes son un aspecto increíblemente importante del proceso, ya que brindan otro nivel de verificación a nuestros resultados. Actualmente, no existe un estándar industrial acordado para las metodologías de prueba, pero hemos descubierto que al combinar métodos de prueba internos sólidos en equipos de última generación con pruebas independientes y reales, podemos desarrollar los mejores lubricantes posibles y confiar en las afirmaciones sobre nuestros productos.
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