APO-GEE lanza la jaula BUTTERFLY que soluciona el problema de la inestabilidad de la jaula (patente pendiente)

La jaula BUTTERFLY desarrollada por APO-GEE, una startup centrada en la propiedad intelectual con sede en Bélgica, es un nuevo concepto que conduce a un comportamiento incondicionalmente estable de la jaula durante toda la vida útil del rodamiento de bolas. No importa las condiciones de trabajo encontradas. En determinadas circunstancias, la jaula de un rodamiento de bolas puede presentar un movimiento errático o una rotación de la jaula. Este es especialmente el caso de rodamientos mal lubricados o sometidos a grandes esfuerzos.

En caso de tal inestabilidad dinámica (o chirrido del rodamiento), los intercambios de energía involucrados pueden provocar fallas en la jaula. Este es un problema común con las ruedas de reacción de las sondas espaciales o satélites, por ejemplo, que puede provocar un cambio no deseado o la finalización de la misión. La inestabilidad de la jaula también puede ocurrir en turbobombas de lanzadores que soportan condiciones de operación muy duras. Aunque este fenómeno se ha estudiado durante más de 50 años, hasta hace poco no se había modelado ni resuelto completamente. Al identificar con precisión la naturaleza profunda de la inestabilidad de la jaula, APO-GEE lo hizo con la jaula BUTTERFLY cuya patente está pendiente (ref. EP22191261). Ahora validado matemática y experimentalmente,

Una comprensión profunda conduce a soluciones innovadoras

Aunque la empresa inició sus actividades a principios de 2022, sus soluciones innovadoras se basan en más de 10 años de investigación en el profundo conocimiento de la cinemática de las bolas. O dicho de otro modo: una intensa investigación sobre cómo ruedan efectivamente las bolas entre los anillos de un rodamiento.

“Comencé mi tesis doctoral con esta pregunta en mente”, afirma Christophe Servais, CTO de APO-GEE. “Rápidamente me di cuenta de que para comprender la física de la jaula de manera integral, primero tenía que entender cómo funciona un rodamiento de bolas sin considerar la jaula. Y por muy loco que parezca, ¡nadie sabía exactamente cómo ruedan las bolas por los aros!”.

Muchas personas preocupadas por el problema de la inestabilidad de las jaulas han logrado avances a lo largo de los años. Pero los diferentes estudios a menudo se centraron en el desarrollo de software específico, descuidando repetidamente los aspectos físicos detrás de la inestabilidad de la jaula.

“El rodamiento de bolas es un componente mecánico muy común. Sin embargo, a pesar de la multitud de artículos técnicos dedicados a los rodamientos, no encontré una respuesta clara a la pregunta de saber con qué precisión ruedan las bolas sobre los anillos. ¿Cómo fue posible? La respuesta es: porque todos usan la misma herramienta para acceder a la cinemática de las bolas, a saber. El formalismo newtoniano. Como resultado, trabajé durante años para establecer un método eficiente y robusto para determinar la cinemática de los rodamientos de bolas, sin importar las condiciones de trabajo que soporta (cargas, desalineación, velocidad,…) antes de lograrlo: descubrí un nuevo criterio variacional basado en el potencia, especialmente dedicada a los rodamientos. Su utilización me llevó a obtener una descripción única de la cinemática y de los contactos entre bolas y pistas del rodamiento”, explica Servais.

Basándose en esta nueva comprensión del comportamiento de los rodamientos de bolas y en el descubrimiento del impacto de las bolas en la dinámica de la jaula, APO-GEE comprende plenamente los mecanismos que gobiernan la inestabilidad de la jaula. Se han desarrollado modelos de jaulas y se ha realizado una campaña de pruebas para correlacionar su modelado con los resultados experimentales. Fue un éxito. Más que una correlación, APO-GEE obtuvo la confirmación de que domina las causas profundas que están en el origen de la inestabilidad de las jaulas y también logró provocar, según demanda, comportamientos estables o inestables. La jaula BUTTERFLY resultante es ahora oficialmente un nuevo concepto concreto que conduce a un comportamiento incondicionalmente estable. Esto definitivamente abre nuevas perspectivas, especialmente para proyectos y programas aeroespaciales y de defensa. APO-GEE también ha comenzado a colaborar con la Agencia Espacial Europea en este tema.

Una startup centrada en la innovación

El problema de la inestabilidad de las jaulas resuelto por la nueva empresa es sólo el comienzo, ya que nos esperan nuevas innovaciones. La nueva empresa también ha desarrollado un rodamiento que mejora drásticamente el funcionamiento de rodamientos con cargas diversas. Estos suelen estar sujetos al fenómeno de variación de la velocidad de la bola (la bola avanza a una velocidad no constante) inducido por una desalineación. Este fenómeno puede provocar fallos en la jaula, ruido, vibraciones y calor excesivo. "Los rodamientos disponibles actualmente sólo ofrecen una respuesta parcial a este problema", afirma Sébastien Assouad, director general de APO-GEE. Los diseñadores de mecanismos tuvieron que aceptar compromisos difíciles durante décadas, pero ahora APOGEE puede ofrecerles una solución que abre nuevas perspectivas: el rodamiento COBWEB. El diseño de este nuevo rodamiento disminuye significativamente el mal efecto de la desalineación."Sí, hemos diseñado el rodamiento que tiene el funcionamiento más preciso del mundo hasta el momento", concluye Assouad.