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Desarrollo de Simuladores para Procesos Industriales. Parte III (Colada continua)
Authors: Ramírez A. , Morales R. , Morales A. J. , Ramos A. , Solorio G.
Published: October 2008

Este trabajo muestra el empleo de técnicas de métodos de Monte Carlo y generación de números aleatorios en combinación con datos obtenidos del sistema de simulación (SSCC) para comportamiento térmico previamente descrito para la reproducción computacional del proceso de solidificación del acero y simular la formación de estructuras de colada paso a paso.
Recuperación de oro a partir de disoluciones de amoniaco y tiosulfato utilizando carbón activado
Authors: Vargas C. , Navarro P. , Araya E. , Pavez F. , Alguacil F. J.
Published: October 2008

Se estudió la recuperación de oro de disoluciones de tiosulfato y amoniaco, utilizando carbón activado en gránulos, evaluando las etapas de adsorción y desorción. En la etapa de adsorción se evaluaron la concentración de amoniaco, de tiosulfato y de impurezas como cobre y cinc. En las condiciones experimentales ensayadas se encontró que, en presencia de amoniaco, existe una concentración óptima que maximiza la adsorción de oro, mientras que la presencia de tiosulfato e impurezas, tales como cobre y cinc, es perjudicial para la adsorción de oro. Para la desorción se evaluó la concentración de amoniaco, de tiosulfato, el regulador de pH y la temperatura. El amoniaco favoreció el proceso, en tanto que el tiosulfato presentó un máximo a partir del cual la desorción disminuyó. El efecto del regulador de pH fue muy importante, determinándose que cuando el pH era controlado con hidróxido de amonio, se presentaba un efecto sinérgico que favorecía la desorción. La temperatura favoreció el proceso de desorción, encontrándose una energía de activación de 9,13 kJ/mol.
Procesos metalúrgicos de aceros microaleados de alta resistencia 450 EMZ tipo II en la zona afectada térmicamente debido al efecto multipasada en soldaduras por arco sumergido
Authors: González-Palma R. , Suárez-Bermejo J. C. , Vicario F. J. , Muñoz A.
Published: October 2008

La falta de cumplimiento de las normas BS 5762 y EEMUA, en considerables casos, invalida los ensayos de mecánica de la fractura, al no encontrarse la grieta en la región de grano grueso a 0,5 mm de la línea de fusión, así como en la cantidad expresada en porcentaje de longitud de grieta que atraviesa la región intercrítica, en lugar de hacerlo en la región de grano grueso. Esta circunstancia, conduce a realizar un estudio metalográfico de dicha región intercrítica de la zona afectada térmicamente así como los correspondientes ensayos, con objeto de analizar las causas de su fragilidad. Este estudio se realiza sobre un panel de chapa de acero microaleado de alto límite elástico, calidad EMZ 450 tipo II, de 75 mm de espesor, soldado bajo un proceso por arco sumergido, con energía calorífica aportada y parámetros de soldadura controlados, sin tratamiento térmico post-soldeo.
Precipitación de hierro (III) utilizando óxido de magnesio en lecho fluidizado
Authors: Esteban-Bocardo P. A. , Ferreira-Rocha S. D.
Published: October 2008

En esta investigación se ha desarrollado un proceso para la eliminación de hierro (III), de un efluente inorgánico sintético ácido, utilizándose como álcali alternativo óxido de magnesio para la precipitación en lecho fluidizado. El proceso consiste en alimentar un efluente inorgánico sintético con características ácidas (pH = 1,0) de concentraciones de 100 y 200 mg/l de hierro, a un reactor de material acrílico conteniendo el álcali (MgO), durante 180 min. Las dimensiones del reactor fueron de 30 cm. de longitud y 2 cm. de diámetro. Ha sido utilizada una pulpa de óxido de magnesio (3% v/v) para dar inicio a la precipitación. Los valores de concentración y pH presentaron un comportamiento inversamente proporcional en sus curvas, mientras, el de pH se eleva, el de concentración de metal disminuye, debido a la precipitación de los hidróxidos metálicos. Se han alcanzado elevados porcentajes de eliminación de hierro (superior a 99 %). Se obtuvo un efluente final con concentraciones de hierro menores de 10 mg/l, que es el límite de concentración para el vertido de efluentes acuosos conteniendo hierro soluble, establecido en el Estado de Minas Gerais, Brasil, por la ley DN 10/86 COPAM-Conselho de Política Ambiental do Estado de Minas Gerais.
Revisión sobre la corrosión de tubos sobrecalentadores en plantas de biomasa
Authors: Berlanga-Labari C. , Fernández-Carrasquilla J.
Published: October 2008

En el diseño de plantas de biomasa es muy importante tener en cuenta la temperatura del vapor para no tener problemas de corrosión. Esto, es debido al alto contenido de potasio y cloro que tienen la mayoría de los biocombustibles y, en especial, la paja de cereal. El objetivo de esta revisión es condensar el conocimiento actual sobre la corrosión de los sobrecalentadores a altas temperaturas provocada por compuestos clorados en plantas de biomasa. El cloro puede causar corrosión acelerada debido a la pérdida de metal del sobrecalentador, ataque interno y formación de capas de óxidos no adherentes. Los problemas de corrosión más severos en una caldera de biomasa se producen en los depósitos formados sobre los tubos sobrecalentadores. En la primera parte de esta revisión, se describen los mecanismos de corrosión propuestos en función de las condiciones de trabajo predominantes en la caldera. La segunda parte, se centra en revisar los estudios realizados para comprobar el comportamiento de los materiales mediante ensayos realizados en la caldera y en el laboratorio. En primer lugar, se describen las investigaciones realizadas sobre aleaciones convencionales y después las realizadas sobre las aleaciones desarrolladas en los últimos años y recubrimientos.
Efecto de las variables de molienda en las propiedades de aleaciones Cu-NbC obtenidas por pulvimetalurgia
Authors: López M. , Jiménez J. A. , Ruano O. , Benavente R.
Published: October 2008

En este trabajo se han preparado materiales compuestos base cobre, reforzados con una dispersión homogénea de 0,5 y 1% (vol.) de partículas muy finas de carburo de niobio, mediante el proceso de molienda mecánica durante 8 y 24 h y utilizando velocidades de rotación de 153 y 300 rpm. La consolidación de las partículas reforzadas obtenidas, se realizó mediante compactación uniaxial aplicando una presión de 90 MPa en caliente a 923K durante 2 h, bajo atmósfera protectora de argón. La adecuada combinación de propiedades obtenidas en esta aleación, conductividad eléctrica y propiedades mecánicas, frente a otras aleaciones base cobre similares estudiadas, se debe a la dureza y suficiente estabilidad térmica del carburo de niobio que provoca un mayor refinamiento del tamaño de partícula de cobre con un reforzamiento de la aleación. Se observó una menor fragilización y mayor conductividad eléctrica de esta aleación, como consecuencia de la menor cantidad de impurezas (hierro, cromo, carbono y oxígeno) incorporadas durante la molienda de baja energía. Mediante microscopía electrónica de barrido, de transmisión y difracción de rayos X se demuestra, además, que se produce un reforzamiento microestructural adicional por la precipitación de las impurezas nanométricas.
Estudio estructural de polvos Cu-Cr aleados mecánicamente
Authors: Aguilar C. , Marín J. , Ordóñez S. , Celentano D. , Castro F. , Martínez V.
Published: October 2008

El presente trabajo estudia cambios de tamaño de grano, microdeformación, probabilidad de falla de apilamiento, energía de falla de apilamiento y densidad de dislocaciones en mezclas de polvos de cobre con adición de 1 y 3% peso de cromo, sometidas a molienda mecánica de alta energía. Los perfiles de difracción de rayos X, obtenidos de las muestras, se analizaron con la metodología de Williamson-Hall (W-H). El tamaño de grano disminuyó con el incremento del tiempo de molienda, hasta valores de 106 y 59 nm para 1 y 3% peso Cr, respectivamente. A su vez los valores de microdeformación aumentaron con el tiempo de molienda. La probabilidad de falla de apilamiento, de igual forma, aumentó en función del tiempo de molienda. Se obtuvieron valores entre 1x10–3-8x10–3 para Cu-1% peso Cr y 3x10–3–8x10-3 para Cu–3% peso Cr. La energía de falla de apilamiento disminuyó en función del tiempo de molienda y porcentaje de cromo. Finalmente, los valores de densidad de dislocaciones se encuentran en un rango de 1x1014–1x1015 m/m3
Redes neuronales artificiales para la predicción de la calidad en soldadura por resistencia por puntos
Authors: Martín O. , López M. , Martín F.
Published: October 2008

Se propone una red neuronal artificial como herramienta para predecir, a partir de tres parámetros operativos (tiempo de soldadura, intensidad de corriente y tipo de electrodo), si la calidad de una unión soldada por resistencia por puntos alcanza o no un cierto nivel. El entrenamiento de la red neuronal conlleva que la calidad se determine previamente mediante ensayos de tracción en probetas en cruz. El hecho de alcanzar o no el citado nivel de calidad constituye la respuesta objetivo que acompaña a cada entrada de la red neuronal artificial durante su aprendizaje supervisado. El conjunto de datos disponible está formado por pares entrada/salida objetivo y se divide de forma aleatoria en un subconjunto de entrenamiento (para actualizar los valores de los pesos sinápticos) y en un subconjunto de validación (para combatir el fenómeno de overfitting mediante validación cruzada).
Recuperación de oro desde un medio amoniaco-tiosulfato con resina de intercambio iónico Amberlite IRA-410
Authors: Navarro P. , Vargas C. , Reveco V. , Orellana J.
Published: October 2008

Se estudió, a nivel de laboratorio, la adsorción y desorción de oro utilizando la resina de intercambio iónico Amberlite IRA-410 en medio tiosulfato-amoniaco. Los ensayos se realizaron en un reactor agitado, manteniendo constante la temperatura en 25 ºC y con una razón volumen de disolución/masa de resina de 833,3 ml/g durante 3 h. Las variables evaluadas fueron las siguientes: pH de 9 a 11, concentración de tiosulfato de 0 a 0,5 M, concentración de amoniaco de 0 a 0,5 M y selectividad frente al ión cúprico. De los resultados obtenidos es posible destacar que la adsorción de oro fue rápida, la presencia de tiosulfato desfavoreció fuertemente la adsorción y la presencia de amoniaco, en cambio, no la afectó mayormente. El cobre, que en cierta medida es un competidor del oro, actuó como catalizador de la reacción de oxidación del tiosulfato (S2O3 2–) a tetrationato (S4O62–) y tritionato (S3O62–), los cuales pueden provocar una desorción parcial del oro durante la etapa de carga. Además, se estudió el comportamiento de los eluyentes ClO– 4, SO3 2– y ClO– en la desorción de oro y cobre. Estos ensayos también se realizaron en un reactor agitado, a temperatura constante de 25 ºC, con una razón volumen de disolución/masa de resina de 200 ml/g y en un tiempo de 3 h. Los resultados demuestran que el cobre es eluido más rápidamente que el oro en todos los casos.
Corrosión por nido de hormigas de tubos de cobre utilizados en sistemas de aire acondicionado
Authors: Bastidas D. M. , Cayuela I. , Bastidas J. M.
Published: October 2008

Corrosión por “nido de hormigas” es un tipo específico de fallo prematuro (2-3 meses) que tiene lugar en tubos de cobre utilizados en sistemas de aire acondicionado originando la pérdida de líquido refrigerante y la consecuente contaminación ambiental. Es conocido que este tipo de ataque requiere la presencia simultánea de humedad, oxígeno y un medio agresivo, habitualmente un ácido orgánico, como fórmico, acético  propiónico o butírico u otras sustancias orgánicas volátiles tales como metanol, etanol, formaldehido o acetoaldehido. Aproximadamente el 10% de los fallos prematuros en tubos de cobre utilizados en calefacción, ventilación y en la industria de aire acondicionado son el resultado de corrosión por nido de hormigas. Frecuentemente, este tipo de corrosión tiene lugar en tubos de cobre de pared delgada, especialmente cuando el cobre es del tipo desulfurizado, y se conoce con varios nombres: corrosión por ácido fórmico, corrosión no habitual, picaduras ramificadas, corrosión con forma de alfiler, etc.
Determinaciones termogravimétricas y de calor específico de un concentrado comercial de ulexita, entre temperatura ambiente y 1.000 ºC
Authors: Flores H. R. , Valdez S. K.
Published: October 2008

El elevado contenido de agua de hidratación de la ulexita (NaCaB5O9.8H2O) permite utilizar la calcinación como método de concentración. En este trabajo se analiza la reacción de descomposición térmica de un preconcentrado de ulexita a través de determinaciones de la pérdida de peso ocurrida durante el calentamiento de la muestra hasta 1000 ºC. Por otra parte, se ha determinado el valor del calor sensible a cada temperatura ensayada mediante un calorímetro tipo isoperibol y se ha calculado el calor específico medio de la muestra calcinada, así como su variación con la temperatura. Se obtuvieron pérdidas de peso de 32,5 % y valores del calor específico de 1,13 kJ/kgºC para muestras sólidas y 1,38 kJ/kgºC para las fluidas. Los resultados son de utilidad para el diseño del proceso industrial, para la determinación del requerimiento térmico para el calentamiento de ulexita calcinada y para la obtención de una frita.
Corrosión a elevada temperatura de interconectores metálicos en pilas de combustible de óxido sólido
Authors: Bastidas D. M.
Published: October 2008

El uso de interconectores metálicos en pilas de combustible de óxido sólido (SOFC) en sustitución de materiales cerámicos ha sido posible gracias a la investigación y desarrollo de nuevos materiales metálicos. Inicialmente, el uso de interconectores metálicos fue limitado, debido a la elevada temperatura de trabajo, ocasionando de forma rápida la degradación del material, lo que impedía que fuesen una alternativa. A medida que la temperatura de trabajo de las SOFC descendió, el uso de interconectores metálicos demostró ser una buena alternativa, dado que son más fáciles de fabricar y más baratos que los interconectores cerámicos. Sin embargo, los interconectores metálicos continúan degradándose a pesar de descender la temperatura a la que operan las SOFC y, asimismo, los productos de corrosión favorecen las pérdidas eléctricas de la pila de combustible. Recubrimientos de níquel, cromo, aluminio, zinc, manganeso, itrio y lantano entre el interconector y los electrodos reduce dichas pérdidas eléctricas.
Microestructura y oxidación cíclica en atmósferas con contenidos de oxígeno variables de un recubrimiento NiCrBSiFe proyectado térmicamente por plasma y HVOF
Authors: Higuera-Hidalgo V. , Belzunce-Varela F. J. , Riba-López J.
Published: October 2008

Se ha llevado a cabo un estudio experimental sobre la influencia del proceso de proyección en la microestructura, resistencia a la oxidación y adherencia de los recubrimientos NiCrBSiFe proyectados térmicamente por plasma y llama a alta velocidad (HVOF), para lo que se han realizado ensayos en dos ambientes diferentes: en una atmósfera convencional (21 % de O2), a 800 y 1000 ºC (1.073 y 1.273 K), respectivamente, y en un ambiente simulativo de una turbina de gas y del generador de vapor de una central eléctrica de ciclo combinado (10-11 % de O2), a las mismas temperaturas. Se ha puesto de manifiesto que la microestructura, porosidad, contenido de óxidos y microdureza de estas capas varían significativamente con el sistema de proyección utilizado y que la microdureza de estas capas disminuye apreciablemente tras largos mantenimientos a alta temperatura (1.000 ºC). También, la ganancia de peso por oxidación de los recubrimientos NiCrBSiFe y la adherencia entre la capa y el sustrato dependen de la morfología del recubrimiento aunque, en cualquier caso, la formación de óxidos protectores de silicio y cromo justifican el buen comportamiento observado, incluso a la temperatura más alta (1.000 ºC).
Control de la formación de fases en la soldadura fuerte de Al/Fe mediante haz láser Nd:YAG
Authors: Rodriguez L. , Mathieu A. , Langlade C. , Vannes A.
Published: October 2008

La reducción en el consumo de combustibles fósiles y las emergentes leyes mundiales anti-contaminación, obligan a prever una reducción en el peso de los vehículos de transporte. Esta condición se puede cumplir por ejemplo, introduciendo componentes de Aluminio en el cuerpo de la carrocería principal de acero de los mencionados vehículos. El principal problema que se presenta al realizar este tipo de ensamblaje es la formación de fases íntermetálicas frágiles que pueden comprometer el buen desenvolvimiento de la unión. La soldadura con rayo láser permite un buen control de calor aportado y una formación muy limitada de este tipo de fases. Este trabajo presenta los resultados preliminares de los estudios realizados en uniones soldadas con ZnAl-30 como material de aportación. El estudio muestra que el tipo de configuración utilizada para realizar la soldadura tiene una influencia importante sobre la posibilidad de formación de estas fases ínter-metálicas.
Separación electrodialítica de Cu(II) y As(V) en electrolitos ácidos
Authors: Ibáñez J. P. , Ipinza J. , Cifuentes L.
Published: October 2008

Se investigó el uso de la electrodiálisis para separar cobre y arsénico desde soluciones ácidas a temperatura ambiente. Se estudió el efecto de la densidad de corriente y grado deacidez del electrolito en la separación a través de experimentos en celda batch de 5 compartimientos durante 3 h. Los parámetros cinéticos indican que la velocidad de transporte de Cu(II) fue de 0,75 mol/h/m2 y de As(V) fue de 0,002 mol/h/m2 a una densidad de corriente de 225 A/m2. Se logró obtener una eficiente separación de Cu(II) y As(V), con la generación de una solución concentrada de cobre sin presencia de arsénico, lo cual fue independiente del grado de acidez de la operación y de la densidad de corriente. El efecto de la distribución de las especies iónicas de As(V) con el pH también se discute.
Equilibrios químicos en bioadsorción
Authors: Romera E. , González F. , Ballester A. , Blázquez M. L. , Muñoz J. A.
Published: October 2008

Se ha realizado un estudio experimental de bioadsorción utilizando seis tipos diferentes de algas y cinco metales pesados (cadmio, cobre, níquel, plomo y zinc). El buen ajuste de los datos experimentales al modelo de Langmuir ha permitido poder predecir el comportamiento de la biomasa en unas condiciones determinadas de trabajo. Todo ello, en base a una serie de cálculos matemáticos, utilizando las propias ecuaciones del modelo y bajo distintos supuestos iniciales de cálculo, tanto en sistemas monometálicos como en sistemas bimetálicos y trimetálicos. El supuesto de cálculo más complicado es el que, conociendo la concentración metálica inicial (C0) se deseen calcular las condiciones que se alcanzarían en el equilibrio, es decir, qe y Ce. Este, sería un supuesto de máximo interés de cara a la aplicabilidad real del proceso; no obstante, en este caso, es necesario resolver ecuaciones matemáticas muy complejas, sobre todo, en el caso de sistemas multimetálicos donde se llega a ecuaciones de grado n+1, siendo n el número de iones presentes en disolución. La excelente correlación entre los datos experimentales y los calculados ha puesto de manifiesto que el proceso de bioadsorción se puede modelar.
Ingeniería de superficies y su impacto medioambiental
Authors: Agüero A.
Published: October 2008

La ingeniería de superficies consiste en la modificación de la microestructura y/o la composición superficial de un componente mediante métodos mecánicos, físicos o químicos, que pueden implicar el aporte de otro material para cambiar las propiedades superficiales del mencionado componente. Una de sus consecuencias más importantes es que permite alargar significativamente, la vida útil de todo tipo de componentes empleados en un gran número de aplicaciones industriales. Por otra parte, contribuye al ahorro energético por permitir el aumento de las temperaturas de combustión consiguiendo una mayor eficiencia, por contribuir a la reducción de peso y por colaborar de forma significativa a disminuir la fricción entre componentes. En el presente trabajo se introduce la ingeniería de superficies, sus diferentes modalidades, algunos ejemplos de sus aplicaciones industriales y las interacciones, positivas y negativas, con el medio ambiente.
Comportamiento a fatiga de uniones soldadas GMAW de la aleación de aluminio AA 7020
Authors: Bloem C. A. , Salvador M. D. , Amigó V. , Vicente A.
Published: October 2008

El objetivo de la presente investigación es evaluar la influencia del acabado del sobrecordón en la respuesta a fatiga de las uniones soldadas realizadas sobre una aleación Al-ZnMg AA7020. Se determinó que la eliminación total o parcial del sobrecordón ejerce poca influencia en su comportamiento, obteniéndose en ambos casos una respuesta similar, donde la mejora de uno respecto del otro no es superior al 3%.
Respuesta metalúrgica de fracciones finas de minerales sulfurados de cobre en un proceso combinado de flotación modificada y biolixiviación agitada
Authors: Ibáñez J. P. , Ipinza J. , Collao N. , Ahlborn G.
Published: October 2008

Se estudió la respuesta metalúrgica de la fracción fina, 100 % -100 # ASTM, de un mineral sulfurado de cobre de la Compañía Minera Quebrada Blanca S.A., sometido a una etapa de concentración mediante flotación en medio acuoso modificado (FEMAM®) con metanol y la posterior biolixiviación agitada de este concentrado. Al emplear un 1 % v/v de metanol se logran los mejores resultados: una recuperación metalúrgica de cobre y hierro de 88 y 43 %, respectivamente, y una recuperación en peso del 18 %. Lo cual indica una alta selectividad de este tipo de flotación para especies sulfuradas de cobre. El concentrado FEMAM® fue posteriormente sometido a una etapa de biolixiviación agitada en ausencia y presencia del medio nutriente 9 K, lográndose el 80 % de extracción de cobre a los 17 y 10 días, respectivamente. Esto permite concluir que una ruta de concentración-biolixiviación es una alternativa tecnológica apropiada para procesar la fracción fina de minerales sulfurados de cobre.
Corrosión atmosférica del zinc en ambientes exteriores e interiores
Authors: Castaño J. G. , Botero C. A. , Peñaranda S.
Published: October 2008

El buen comportamiento del zinc frente a la corrosión atmosférica ha conducido a que este material sea utilizado ampliamente, sobre todo, como recubrimiento del acero. Por este motivo, desde hace unos 50 años, se han venido realizando estudios sistemáticos para tratar de comprender los mecanismos de su interacción con la atmósfera y, hoy en día, el tema sigue siendo objeto de intensa investigación. En este artículo se presenta una revisión de los aspectos fundamentales relacionados con el conocimiento acumulado, en este tiempo, sobre el fenómeno de la corrosión atmosférica del zinc, expuesto tanto en ambientes exteriores como en interiores.
Determinación de los indicadores de deformación bajo tensiones multiaxiales de embutición. Aplicación al acero electrocincado DC-05 (UNE en ISO 10130)
Authors: Miguel V. , Calatayud A. , Ferrer C.
Published: October 2008

En este trabajo se establece una metodología para la investigación de la tendencia a la deformación de chapa de acero de alta embutibilidad bajo tensiones multiaxiales de embutición. El método consiste en ensayar chapa en una matriz con forma de cuña produciendo en el material un estado de deformación típico de embutición (pure shear). Se seleccionan tres direcciones de laminación (0º, 45º y 90º) y se establece la deformación en anchura como variable de ensayo. Se ha definido un coeficiente de deformación con el fin de evaluar las variaciones obtenidas en el espesor del material constatándose la no existencia de cambios significativos en éste. También, se obtiene la tensión necesaria para realizar distintas deformaciones estableciendo correlaciones de tipo potencial tensión-deformación. Se contrastan los indicadores obtenidos con el índice de anisotropía y el de endurecimiento del material bajo condiciones normalizadas. La información obtenida permite justificar el comportamiento observado en la embutición de copas de aceros relacionando las diferentes direcciones de laminación con las irregularidades observadas en el borde de las copas embutidas.
Simulación de la solidificación de los semiproductos de acero, fundidos continuamente
Authors: Ardelean E. , Ardelean M. , Socalici A. , Heput T.
Published: October 2008

El enfriamiento primario del cristalizador tiene una gran importancia sobre el espesor de la costra de acero solidificado. Si al salir del cristalizador, esta costra es demasiado sutil, bajo la acción de la presión ferro estática ejercitada por el acero líquido del interior y gracias el peso propio del hilo, ésta, puede perforar resultando su rompimiento. Los parámetros que influenyen sobre la cantidad de calor cedida dependen del agua de enfriamiento del catalizador, de la presión y de la temperatura de agua de enfriamiento, pero también del sobrecalentamiento del acero fundido continuamente. A la salida del semiproducto del cristalizador, tiene lugar el enfriamiento secundario, a lo largo del que la solidificación tiene que realizarse en toda la sección transversal del hilo. Para eso, además de un enfriamiento primario manejado correctamente, tienen que correlacionarse a los factores que influyen en el enfriamiento secundario, también; el flujo del agua en las tres zonas de la instalación, la presión del agua en el circuito secundario, etc. Todo esto tiene que ver con una longitud correspondiente de solidificación; un enfriamiento intenso que puede llevar a la aparición de grietas debidas a las tensiones térmicas y un enfriamiento lento puede llevar a una solidificación parcial del hilo hasta la zona del agregado de flujo. El trabajo representa un modelo de simulación de la solidificación de los semiproductos de acero fundidos continuamente
Influencia de las condiciones de moldeo y las características de los moldes sobre la formación de defectos de contracción en piezas de fundición
Authors: Sertucha J. , Suárez R. , Legazpi J. , Gacetabeitia P.
Published: October 2008

Tradicionalmente, la aparición de rechupes en las piezas fabricadas con fundiciones grafíticas se ha relacionado con los procesos de solidificación del material metálico y la capacidad de alimentación entre las diferentes secciones que conforman las piezas. Los estudios más recientes indican que la formación de estos defectos también depende, en gran medida, de las características de los moldes de arena y especialmente de su comportamiento durante la etapa de solidificación-enfriamiento del metal contenido en su interior. En este trabajo se analiza la influencia que muestran los parámetros vinculados a los procesos de moldeo y las propias características de los moldes sobre los defectos de contracción presentes en piezas diseñadas para tal efecto. Por otra parte, se determinan cuáles son los parámetros más relevantes a la hora de controlar los procesos de fabricación y minimizar la presencia de rechupes en las piezas.
Contribución de la microscopía electrónica al estudio de los procesos de sellado en el aluminio anodizado en ácido oxálico
Authors: Bartolomé Mª J. , López V. , Escudero E. , González J. A.
Published: October 2008

La microscopía electrónica de transmisión (MET) de los recubrimientos anódicos revela una subestructura en la cual se diferencian claramente tres regiones: una banda muy delgada en los límites de las celdas hexagonales; las paredes de las celdas contaminadas con los aniones procedentes del baño de anodización; y la alúmina hidratada que llena los poros con una cierta cantidad de agua retenida. La microscopía electrónica de barrido (MEB) parece ser una herramienta muy adecuada para observar, tanto en la superficie como en los níveles más internos, los cambios estructurales asociados con cada grado de sellado. Ambos tipos de microscopía electrónica permiten la posibilidad de visualizar las diferentes etapas de los muy complejos mecanismos de sellado y envejecimiento indirectamente determinados por técnicas gravimétricas y electroquímicas.
Análisis bioquímico del micelio del hongo Hormoconis resinae en la corrosión de aleaciones aeronáuticas de aluminio
Authors: Araya R. , Bobadilla C. , Vera R. , Rosales B. M.
Published: October 2008

Las diferencias entre el comportamiento corrosivo y no corrosivo de una cepa del hongo Hormoconis resinae sobre aluminio y sus aleaciones aeronáuticas se explicarían a través de análisis bioquímicos del micelio. En trabajos previos, el comportamiento corrosivo se estudió mediante análisis de superficie SEM-EDX, técnicas electroquímicas y ensayos de inmersión. En este trabajo, se llevó a cabo la separación de proteínas del micelio producido por una cepa que perdió su corrosividad y su cultivo a través de tres generaciones. Cultivos en batch, en presencia y ausencia de aluminio y sus aleaciones AA 2024, AA 7005 y AA 7075, a través de tres generaciones del micelio crecido, fueron recuperando sus características, incluida su habitual corrosividad, en la tercera replicación. De las fracciones de biomoléculas separadas y analizadas durante este estudio preliminar, sólo, las fracciones proteicas revelaron cambios de una a otra generación. Cuando esta cepa del hongo se cultivó en presencia de probetas de los metales, las modificaciones en la electroforesis de las respectivas fracciones proteicas fueron correlativas del comportamiento del micelio frente a la corrosión del aluminio y sus aleaciones.
Influencia del material de aporte en la resistencia a corrosión por picadura en uniones soldadas de un acero inoxidable dúplex 2205
Authors: Múnez C. J. , Utrilla M. V. , Ureña A. , Otero E.
Published: October 2008

En este trabajo se ha estudiado la resistencia a la corrosión localizada por picadura, de soldaduras realizadas sobre un acero inoxidable dúplex 2205. Se hicieron uniones mediante el proceso GMAW, utilizando como material de aporte un hilo dúplex ER 2209 y dos austeníticos ER 316LSi y ER 308LSi. Metalúrgicamente, se observa como para el hilo ER 2209 las microestructuras que se obtienen son similares a la del dúplex 2205, mientras que en las uniones con hilo austenítico, pueden verse microestructuras muy diferentes en las que la relación de fases a/g disminuye. Al evaluar la resistencia a la corrosión por picadura, mediante la Temperatura Crítica de Picadura (TCP), se comprobó como el desequilibrio entre las fases, generado por el aporte, provoca la variación en la resistencia a la corrosión localizada por picadura. También, se estudió la variación en las propiedades mecánicas del material mediante ensayos de dureza.
Mecanismos de fractura a alta temperatura en aceros eléctricos no-orientados
Authors: García-Sánchez E. O. , Treviño-Luna E. A. , Salinas-Rodríguez A. , Leduc-Lezama L. A.
Published: October 2008

Se investigó el efecto de la temperatura de deformación sobre la ductilidad de aceros eléctricos de grano no-orientado (0,6 % Si-0,3 % Al) mediante ensayos de tracción uniaxial. Las probetas se obtuvieron de planchones delgados (50 mm de espesor) tipo CSP (Continuous Strip Processing) fabricados a partir de 100 % hierro esponja y una mezcla de 67 % chatarra y 33 % de hierro esponja. El rango de temperatura de estudio fue de 850 a 1.200 °C y los ensayos se llevaron a cabo a una velocidad de deformación constante de 5×10–4 s–1. Los resultados experimentales demostraron que la ductilidad (% RA) disminuye con el aumento en la temperatura hasta un mínimo a ~1.000 °C. A temperaturas mayores, la ductilidad del acero fabricado a partir de 100 % hierro esponja se recupera. Este efecto no fue observado en el acero fabricado a partir de chatarra. La caracterización de las superficies de fractura mediante microscopía electrónica de barrido demostró que la pérdida de ductilidad observada está asociada con un mecanismo de agrietamiento intergranular favorecido por el inicio de la transformación de la austenita y la precipitación de AlN en límites de grano.
Análisis de la influencia del factor de solapamiento en el tratamiento térmico de superficies extensas de aceros por láser
Authors: García-Beltrán A. , Marín L. F. , Ocaña J. L.
Published: October 2008

Sobre la base de modelos numéricos, desarrollados por los autores para el análisis predictivo de procesos de tratamiento térmico superficial de aceros por láser, se analiza, desde un punto de vista computacional, la influencia del factor de solapamiento en el tratamiento de superficies extensas de dichos materiales mediante ciclos parcialmente superpuestos de irradiación láser. En dichos análisis, se tienen en cuenta, explícitamente, las propiedades termofísicas de los materiales considerados así como su dependencia térmica, estableciéndose, finalmente, diversos criterios de optimización de las variables de irradiación (incluyendo posibles variaciones en la distribución espacial de la energía del haz láser) con el objeto de maximizar, de forma combinada, la profundidad de material transformado y el nivel de dureza alcanzado, evitando, al mismo tiempo, el sometimiento del material a ciclos térmicos degradatorios del tratamiento original, en concreto, el revenido superficial.
Caracterización microstructural y proceso de selección mediante análisis atributivo de aleaciones Al-Si eutécticas y cuasi-eutécticas para fundición a presión
Authors: Suárez-Peña B. , Asensio-Lozano J. , Verdeja-González J. I. , Pero-Sanz Elorz J. A.
Published: October 2008

En el presente trabajo se han analizado cinco aleaciones procedentes de diferentes proveedores aptas para la obtención de componentes de la calidad metalúrgica 413.0, con excepción de la aleación 2 de composición levemente hipoeutéctica. El estudio se centra en la caracterización microestructural de los lingotes en estado de recepción, así como de las muestras obtenidas a partir del proceso de fabricación: muestras coladas en molde metálico y muestras fabricadas mediante fundición a presión en cámara fría. Finalmente se propone un proceso de selección de material basado en consideraciones microestructurales que permite determinar la aleación de partida más apta para la producción industrial mediante fundición a presión.
Efecto del tamaño de probeta y orientación en la resistencia a la tracción y a la tenacidad a la fractura
Authors: Terán J. , González J. L. , Hallen J. M. , Martínez M.
Published: October 2008

Este trabajo se dirigió a determinar el efecto de tamaño y orientación en las propiedades de tracción y tenacidad a la fractura mediante las curvas CTOD-R, utilizando probetas estándar y miniatura de una placa de acero estructural. El estudio requirió la estimación de la función flexibilidad de las probetas miniatura a partir de la curva carga versus desplazamiento. Los resultados experimentales y estadísticos muestran que tanto el tamaño como la orientación afectan las propiedades mecánicas y la tenacidad a la fractura. Las probetas miniatura de tracción mostraron valores de resistencia ligeramente mayores que las estándar pero una menor ductilidad. Las curvas CTOD-R de las probetas miniatura mostraron ser sensibles a las variaciones de carga y al método de medición de la abertura y longitud de la grieta. Asimismo, se observó inconsistencia del efecto de tamaño en la tenacidad a la fractura en la orientación longitudinal circunferencial (LC), siendo las orientaciones cortas menos resistentes y tenaces que las otras direcciones.
Comportamiento a desgaste de recubrimientos de material compuesto de matriz de aluminio fabricados por proyección térmica
Authors: Campo M. , Escalera M. D. , Torres B. , Rams J. , Ureña A.
Published: October 2008

En este trabajo se ha evaluado el comportamiento a desgaste de recubrimientos de material compuesto reforzado con un 20 % de partículas de SiC fabricados por proyección térmica con llama oxiacetilénica. Se ha comparado el desgaste de los recubrimientos proyectados con partículas sin recubrir y recubiertas con la sílice sol-gel tratada térmicamente a 500 °C y 725 °C. Los recubrimientos proyectados con partículas recubiertas de sílice son más homogéneos y menos porosos debido fundamentalmente al aumento de su mojabilidad por aluminio fundido. La microestructura de los recubrimientos proyectados, de las superficies desgastadas y del material eliminado en los ensayos pin-on-disc se ha analizado por técnicas de microscopía óptica y electrónica de barrido junto a microanálisis EDX. Los resultados obtenidos muestran una menor tasa de desgaste, menor coeficiente de rozamiento y menor pérdida de masa para los recubrimientos proyectados con las partículas con el recubrimiento de sílice sol-gel que para los de las partículas sin recubrir.
Recubrimientos contra la corrosión a alta temperatura para componentes de turbinas de gas
Authors: Agüero A.
Published: October 2008

Los componentes de las zonas calientes de las turbinas de gas están hechos de superaleaciones desarrolladas para soportar altas temperaturas, en condiciones en que las tensiones mecánicas son relativamente altas y en las que se requiere una alta estabilidad superficial. Sin embargo, durante la década de 1950-60, se hizo evidente que las composiciones que aumentaban la resistencia mecánica de estos materiales y aquellas que ofrecían una óptima protección contra ambientes agresivos no eran compatibles. Esto, condujo a la idea de emplear recubrimientos protectores sobre materiales con alta resistencia mecánica. En la actualidad, tanto las turbinas aeronáuticas como las de generación eléctrica funcionan a temperaturas comprendidas entre 900 y 1.400 °C, gracias al uso de estos recubrimientos, indispensables para su correcto funcionamiento. En este trabajo, se describen los principales mecanismos de degradación en estos ambientes, los distintos tipos de recubrimientos actualmente utilizados por el sector industrial, empezando por los más antiguos aluminuros de níquel o cobalto, siguiendo con las adiciones de otros metales como cromo, platino, etc., a estos últimos, para incrementar su vida útil, continuando con los recubrimientos en capa MCrAlY y terminando por las barreras térmicas. También, se describen las técnicas de deposición empleadas por la industria para depositar estos recubrimientos y se concluye con las últimas líneas de investigación en curso para optimizarlos.
Estudio por emisión acústica del comportamiento a flexión de recubrimientos WC-Co obtenidos por plasma atmosférico
Authors: Segovia F. , Klyatskina E. , Bonache V. , Salvador M. D. , Sanchez E. , Cantavella V. , Bloem C.
Published: October 2008

Los recubrimientos de cermet WC-Co proyectados por plasma se utilizan en un amplio rango de aplicaciones industriales, principalmente por su resistencia al desgaste, incluso en medio corrosivo. El objetivo de este trabajo es analizar la respuesta mecánica de los recubrimientos de metal duro mediante ensayos de flexión a 3 y 4 puntos aplicando el método de emisión acústica para determinar las tensiones críticas de fallo. Se ha observado el efecto del nivel de carga soportado en el dañado estructural mediante microscopia óptica y electrónica de barrido. La emisión acústica ha permitido relacionar el grado de dañado con el nivel de tensiones y, así, entender el mecanismo de fallo de los recubrimientos.
Aplicación de técnicas de nanoindentación y EBSD en aceros con microestructuras complejas
Authors: Altuna M. A. , Gutiérrez I.
Published: October 2008

En el presente trabajo, se ha estudiado el comportamiento mecánico de aceros con microestructuras ferrito-perlíticas y ferrito-martensíticas y la relación de estas con la microestructura. Se han obtenido las diferentes microestructuras mediante tratamientos térmicos. Mediante metalografía cuantitativa se ha determinado la fracción volumétrica de cada fase y el tamaño de grano de la ferrita. Para la caracterización mecánica, se han realizado ensayos de tracción. Con el fin de analizar el comportamiento mecánico de cada fase, se ha utilizado la técnica de nanoindentación. Se ha observado que la ferrita tiene mayor dureza si se encuentra en una microestructura ferrito-martensítica que si está en una ferrito-perlítica. Por ello, se ha estudiado el efecto que tiene la presencia de martensita en las características de la ferrita. En este estudio se han aplicado técnicas de EBSD/OIM, con las que se han analizado las desorientaciones presentes en el interior de los granos de ferrita
Estudio del crecimiento de grano de la fase austenítica en un acero HSLA de bajo contenido en carbono
Authors: Illescas S. , Fernández J. , Guilemany J. M.
Published: October 2008

En el presente estudio se ha analizado el efecto que tienen los elementos microaleantes sobre el crecimiento de la fase austenítica en un acero HSLA de bajo contenido en carbono, mediante un modelo teórico de carburos y nitruros simples. Además, se ha establecido un criterio cuantitativo que permite discernir acerca de cuando se produce el crecimiento anormal y se han hallado las condiciones óptimas de austenización para el acero objeto de estudio, es decir, aquellas condiciones que generan el menor tamaño de grano homogéneo. La optimización de los parámetros (temperatura y tiempo) de austenización para conseguir un tamaño de grano homogéneo mínimo, es importante puesto que el tamaño de grano austenítico al inicio de la transformación γ → α determina tanto el desarrollo de ésta como el tamaño de grano de la microestructura final, originando unas determinadas propiedades de resistencia y tenacidad.
Corrosión atmosférica del acero en interiores. Sus particularidades en el clima tropical de Cuba
Authors: Corvo F. , Torrens A. D. , Martín Y. , González E. , Pérez J. , Valdés C. , Castañeda A. , Portilla C.
Published: October 2008

En general, la corrosión y el deterioro de materiales en atmósferas interiores es notablemente inferior respecto a la intemperie. Sólo, a partir de 1960, debido a los problemas surgidos en los equipos e instrumentos eléctricos y electrónicos, añadidos, también, a la necesidad de conservar objetos con valor patrimonial en museos, se comienza a prestar atención a los problemas de corrosión y deterioro de materiales en atmósferas interiores. Una pequeña corrosión puede provocar un mal funcionamiento de equipos eléctricos y electrónicos por varias causas: variación de la resistencia de los contactos eléctricos, cambios en la conductividad, pérdida de las propiedades magnéticas, etc. En el trabajo, se clasifica la agresividad corrosiva interior en almacenes y armarios metálicos utilizando la nueva propuesta de Norma ISO para estas condiciones, exponiéndose la clasificación de esta agresividad para el acero, la cual se encuentra en los mayores niveles establecidos. Se propone un modelo del desarrollo de la corrosión con el tiempo de exposición, teniendo en consideración algunos contaminantes atmosféricos. El modelo se ajusta, aceptablemente, a los datos experimentales. Se observa que el polvo depositado es un factor importante en el proceso de corrosión del acero en interiores.
Estudio del desgaste de uniones soldadas en tuberías
Authors: Montero J. , García A. , Varela A. , Zaragoza S. , Artiaga R. , Mier J. L.
Published: October 2008

En este trabajo se ha estudiado el desgaste que experimentan las uniones soldadas de tuberías, con el objetivo de minimizar los problemas derivados de las mismas. Se ha efectuado un análisis del comportamiento tribológico de las tres zonas fundamentales de la soldadura: metal base, zona afectada por el calor y cordón , evaluándose la diferencia en las propiedades mecánicas entre ellas. Además, se han propuesto distintas alternativas en el proceso de soldadura con la finalidad de mejorar el comportamiento global de la unión.
Modelado y simulación del proceso de fresado a alta velocidad en MATLAB-SIMULINK
Authors: Del Toro-Matamoros R. M. , Haber R. E. , Pamies J. , Bustillo A.
Published: October 2008

Los procesos de mecanizado constituyen uno de los procedimientos de transformación de los metales. Resulta importante en estos procesos el conocimiento de las fuerzas de corte. Este trabajo presenta la implementación, en MATLAB- SIMULINK, de un modelo mecanístico que relaciona las fuerzas y el par de corte en el fresado a alta velocidad (FAV) con la geometría generalizada de la herramienta y los parámetros de corte. Se muestran las ecuaciones de las fuerzas de corte en las cuales se basa el modelo, introduciéndose la cinemática de los ángulos de inmersión radial de inicio y fin de corte. El modelo se valida con datos experimentales, demostrando su eficacia. Este modelo puede utilizarse en sistemas de supervisión y control de FAV, para estimar las fuerzas y el par de corte y detectar la posible aparición de fallos como desgaste, roturas en la herramienta y la presencia de vibraciones.
Estudio del daño por hidrógeno en uniones soldadas de un acero API 5L X52
Authors: Réquiz R. , Camero S. , Aristizabal V. , Rivas A.
Published: October 2008

En la presente investigación se estudió la susceptibilidad al daño por hidrógeno en un acero API 5L X52 soldado por resistencia eléctrica. Para ello, se emplearon técnicas de permeación y de carga catódica de hidrógeno. El material fue caracterizado mediante microscopía electrónica de barrido y de transmisión. La susceptibilidad al daño por hidrógeno fue similar tanto en el metal base como en el cordón de soldadura. Este comportamiento se vincula a la microestructura homogénea constituida por perlita y ferrita, que presentan ambos, aun cuando existen diferencias en el tamaño de grano. El cordón de soldadura tenía dimensiones muy pequeñas, donde la zona de fusión y la afectada por el calor poseen espesores de 5 mm y 1 mm, respectivamente. El daño inducido por hidrógeno se presentó en forma de ampollas en la superficie del material, asociado, principalmente, a la presencia de inclusiones globulares y semiglobulares ricas en aluminio. Además, se manifestó una disolución parcial de las inclusiones y/o un ataque de la matriz en la zona adyacente a la inclusión.
Aluminio pulvimetalúrgico: desarrollo y mejora de sus aleaciones y materiales compuestos
Authors: Ruiz-Navas E. M. , Delgado M. L. , Torralba J. M.
Published: October 2008

El auge en la demanda de componentes pulvimetalúrgicos destinados principalmente al sector automovilístico y aeroespacial ha permitido un fuerte desarrollo tanto de aleaciones como de MMCs base aluminio (AMCs). El principal problema a la hora de consolidar estos materiales vía pulvimetalúrgica es la capa de óxido que recubre a las partículas de aluminio. En este trabajo se presentan varias alternativas como solución a este problema, aplicadas a la consolidación de aleaciones de aluminio pertenecientes a la serie 2xxx, entre ellas, la adición de trazas de estaño y la adición de una aleación Al-Si. En cuanto a los materiales compuestos de matriz de aluminio, se caracterizan por presentar propiedades únicas como combinación de las propiedades individuales que caracterizan tanto a la matriz como al refuerzo. En la última parte de este trabajo se estudia la consolidación de un material compuesto así como la influencia de las distintas cantidades de refuerzo.
Desarrollo de materiales nanocristalinos de base hierro por aleado mecánico
Authors: Suñol J. J. , González A. , Escoda L. , Mora M. T.
Published: October 2008

Dos aleaciones, Fe80Nb10B10 (A) y Fe70Ni14Zr6B10 (B), han sido producidas por aleado mecánico. Mediante difracción de rayos X se ha detectado la formación de nanocristales (7-8 nm a las 80 h de aleado). Tras molturar 80 h, las curvas calorimétricas muestran procesos exotérmicos asociados a la relajación estructural y al crecimiento cristalino y reordenación de la fase cristalina. Los valores de la energía aparente de activación de las cristalizaciones son 315 ± 40 kJ mol–1 para la aleación A, y 295 ± 20 kJ mol–1 y 320 ± 25 kJ mol–1 para la aleación B. Por otra parte, se ha procedido a la molturación de una cinta de una aleación de base hierro hasta obtener un material en forma de polvo. El incremento de la velocidad de rotación y de la relación en peso bolas polvo reduce el tiempo necesario para obtener este material.