Generalistas o especialistas en materiales plásticos, parte 2: la academia y la práctica

Hay un gran abismo en la industria del plástico entre aquellos profesionales que están entrenados clásicamente en un ambiente académico y aquellos que ganan su experiencia en la industria. Ambos ámbitos tienen valor, pero son muy diferentes, y la manera en que la gente aprende en estos dos entornos también difiere. Es raro el individuo que tiene la oportunidad de ganar experiencia significativa en ambos campos

Nadie puede ser un experto en todo. Inclusive en una parte tan relativamente pequeña del mundo como son los polímeros, hay una cantidad enorme de información por aprender. Para complicar el asunto, muchas personas activas en la industria de los plásticos no tenían intención de entrar en los plásticos y, por lo tanto, no tienen entrenamiento ni formación para ello.

Si realizáramos una encuesta entre una porción representativa del sector plástico en una feria o en una conferencia técnica, seguramente encontraríamos a personas con títulos en ingeniería mecánica, ingeniería eléctrica, química (a menudo no química de polímeros), ciencia de los materiales (generalmente sobre metales), informática e inclusive economía, por nombrar sólo algunos. Si alguna de estas personas tiene un grado avanzado, es probable que sea un MBA o un título similar, y muy pocos con un doctorado en el tema.

Si usted pone un grupo de personas con conocimientos variados en el mismo espacio y les facilita un clima corporativo apropiado, usted tiene un equipo excepcional para la resolución de problemas. Desafortunadamente, se necesita talento directivo y enfoque para mantener a ese grupo concentrado y funcionando. En su lugar, las cosas tienden a pasar a los silos que todos decimos que aborrecemos, e individualmente tendemos a seguir por caminos en nuestra carrera que se vuelven cada vez más estrechos y fuera de contacto con colegas que no miran, piensan y actúan como nosotros.

El resultado de todo esto es que a pesar del impresionante equipo, los años de educación formal y los grados avanzados, nos quedamos cortos cuando se trata de empresas de servicios analíticos que a menudo son responsables de identificar las causas de un problema. Por ejemplo, tomé un problema común que causa varias fallas de producto: una disminución excesiva en el peso molecular promedio de un polímero.

El peso molecular es la propiedad fundamental sobre la que se basa el rendimiento del polímero. A menos que las moléculas sean de cierto tamaño mínimo, no es posible lograr el enredo de las cadenas que es la fuente del inusual conjunto de propiedades que ofrecen los polímeros. Una vez que se ha establecido este tamaño molecular mínimo, los incrementos en el peso molecular proporcionan mejoras adicionales en el rendimiento.

En casi todas las familias de polímeros hay productos comerciales que abarcan una gama de pesos moleculares medios. Aunque los pesos moleculares reales no se mencionan a menudo, mediciones tales como el flujo de fundido (melt flow, MFR) y la viscosidad intrínseca proporcionan una evaluación relativa del peso molecular medio.

Los policarbonatos, por ejemplo, pueden tener caudales de fusión tan bajos como 1 g / 10 min (alto peso molecular) hasta un máximo de 80 g / 10 min (bajo peso molecular). Los materiales de alto peso molecular se utilizan para fabricar productos en los que se necesita durabilidad a largo plazo, mientras que los materiales de bajo peso molecular entran en formas complejas con baja demanda mecánica, como medios de almacenamiento ópticos.

Cada grado comercial de material se hace con un determinado peso molecular objetivo. Si asumimos que la persona que seleccionó el material ha hecho una buena elección, una pieza debidamente moldeada a partir de ese material funcionará como se pretende. Sin embargo, un procesamiento inadecuado puede causar reducciones excesivas en el peso molecular promedio del polímero.

Esto puede resultar en una pérdida de ductilidad, así como en reducciones en las características de rendimiento a largo plazo tales como resistencia a la fatiga y resistencia al agrietamiento por estrés ambiental. Por lo tanto, la prueba de peso molecular debe ser parte de cualquier investigación de falla del producto.

Pero este paso es a menudo ignorado en favor de pruebas más complejas que no abordan esta característica particularmente importante. Si se realiza, el siguiente obstáculo es conseguir que alguien interprete los resultados de modo que se pueda decidir si el cambio en el peso molecular es parte del problema.

Una queja común por parte de los clientes que reciben resultados de laboratorio es que hay poca o ninguna explicación sobre la importancia de las mediciones que se toman y se informan. Por ejemplo, el analista puede informar que el flujo de fundido (MFR) de la materia prima es de 15 g / 10 min y el MFR de la parte moldeada es de 30 g / 10 min, sin comentar si éste es un resultado apropiado.

El peso molecular se cubre ampliamente en los libros de texto sobre polímeros. Se discuten los métodos de medición primarios y secundarios y las reacciones químicas mediante las cuales se consiguen pesos moleculares apropiados.

Pero prácticamente no existe una guía sobre lo que se necesita en un nivel práctico para garantizar el buen funcionamiento de un producto. Esa información proviene de una gran cantidad de experiencia práctica obtenida a través de pruebas empíricas, y ese trabajo no ha sido incorporado en los textos formales que se utilizan en el ámbito académico.

Así que un estudiante que persiga un grado avanzado en química de polímeros puede leer millares de palabras sobre el asunto del peso molecular y estudiar todas las ecuaciones apropiadas sin nunca encontrar una discusión sobre la relación cuantitativa entre el peso molecular medio y el funcionamiento del producto.

Cuando me dirigía a un gran grupo de técnicos que trabajan para un importante proveedor de resinas, les hice la pregunta de cuál es la disminución máxima permisible del peso molecular promedio de la materia prima a la parte fabricada. Respondieron inmediatamente y casi unánimemente que la reducción máxima permisible es del 10%.

¿Cómo saben esto con tanta certeza? Porque han hecho el trabajo. Tienen propiedades físicas correlacionadas con el peso molecular promedio y han observado que el rendimiento del producto comienza a disminuir cuando se alcanza este punto.

Y sin embargo, he visto muchos resultados de pruebas que informan reducciones de peso molecular de 20% hasta 50% y no hay una palabra con respecto a la implicación de este hallazgo con respecto al desempeño de la parte. Hay tan poco tratamiento formal de este tema que un colega mío estuvo involucrado en un caso legal hace algunos años donde sus pruebas mostraron una reducción del 50% en el peso molecular del polímero y lo llevó a juicio como evidencia de un problema importante con rendimiento del producto.

Cuando el "experto" para el lado opuesto declaró que este nivel de cambio en el peso molecular no era problemático, una extensa búsqueda bibliográfica no encontró nada en qué basar una refutación de esa afirmación. Como resultado, el caso se extendió durante semanas y le costó a todos los involucrados una gran cantidad de dinero.

No es que el conocimiento no esté ahí afuera relacionando el peso molecular con el rendimiento. Hay cientos, si no miles de profesionales de la industria que pueden conectar los puntos entre una gran reducción en el peso molecular promedio y una falla del producto.

Pero no suelen ser los que hacen las pruebas de laboratorio y la redacción de los informes. Se necesita alguien con una comprensión académica y la experiencia práctica, o un equipo que contenga tanto el químico analítico altamente capacitado como la persona de campo con conocimientos prácticos, para manejar de forma adecuada el problema.

El próximo mes veremos algunos otros ejemplos de oportunidades perdidas, provocadas por un enfoque excesivamente estrecho.

Lea a continuación: Parte 3: oportunidades perdidas por la especialización.