Archivo: Ingeniería Mecánica
M.A. Oscar Jiménez Estévez / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Instituto Tecnológico de Cuautla
Ing. Ulises Lara Lugo / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Instituto Tecnológico de Cuautla
Esta colaboración está avalada por el M.E. Felipe Pascual Aguirre Rosario, director del Instituto Tecnológico de Cuautla
Actualmente, es un hecho científico que el clima global está siendo alterado significativamente como resultado del aumento de concentraciones de gases invernadero tales como el dióxido de carbono, metano, óxidos nitrosos y clorofluorocarbonos,
Las máximas temperaturas que se han alcanzado en el mundo exactamente fueron de 57.8 ºC, el 13 de Septiembre de 1922, en Azizia, Libia, la mínima llegó a los -89.3 ºC, que se registraron el 21 de Julio de 1983, en Vostok, la Antártida. Los materiales, que están sujetos a estos cambios, son innumerables desde materiales metálicos más simples como una cuchara hasta materiales más complejos como puentes, aviones, barcos, transbordadores (en servicio espacio interestelar -1200C).
En el pasado se han suscitado catástrofes por el efecto de la transición dúctil/frágil como el hundimiento del Titanic en el año 1912, los barcos “Liberty” usados al final de la Segunda Guerra Mundial sufrieron catastróficas fallas durante el invierno de 1942 y un hecho más reciente ocurrido en el año 1986, fue la explosión del trasbordador Challenger.
Estos cambios de temperatura, afectan las propiedades mecánicas y micro estructurales de dichos materiales debido y en gran parte a sus interacciones atómicas, que en estado basal es de aproximadamente 103Vibraciones/seg con una amplitud de pocos miles de nanómetros.
Se analizó y se estudió cómo influye la variación de la temperatura en las propiedades mecánicas y micro estructurales de un material metálico para obtener resultados a la fractura de la superficie del material, y tenacidad, con el objetivo de anticipar el comportamiento a la fractura para observaciones científicas y el aseguramiento de la calidad.
Actualmente no existe un criterio único para determinar cuantitativamente cuándo una fractura es dúctil o frágil, pero el comportamiento dúctil está caracterizado por una absorción de energía mayor que la requerida para que un material fracture frágilmente. Por otra parte, el comportamiento dúctil tiene asociado altos niveles de deformación plástica en los materiales.
Con frecuencia quienes desconocen esta materia dice que el metal falló porque se cristalizó, claro que nosotros sabemos que el material era cristalino desde un principio, y que la apariencia de la superficie se debe a los planos de clivaje.
Dichas macrografías, muestran las etapas del comportamiento a la fractura dúctil - frágil del acero, respecto al cambio de la temperatura.
Se muestra en la figura 2, el examen de la superficie de fractura, en alta magnificación SEM; la parte D revela una combinación de superficies con micro huecos con un patrón Chevrón y River Patter característico de una fractura por clivaje. La figura 2 fue ensayada en un baño isotérmico a -15 0C, la cual se examino en SEM, tipificando así la topografía de la superficie del acero, con las macrografías que se hicieron correspondientes a las letras A,B,C,D, respectivamente.
Dichas gráficas muestran el comportamiento a la fractura dúctil - frágil de un acero, con respecto a la temperatura. Y sus respectivas foto macro grafías (SEM).
Es de suma importancia, tomar conciencia de los efectos climáticos que hoy en día se están viviendo, y de cómo estos cambios pueden afectar a nuestro entorno y a los materiales, esto es para prevenir o evitar catástrofes que pueden ser producidos por la influencia de la temperatura, entre otros, el comportamiento en la transición dúctil - frágil.
El trabajo realizado permitió verificar que al desarrollar pruebas a diversas temperaturas, se obtuvo una zona llamada temperatura de transición (50% fractura dúctil y 50% fractura frágil), que en este caso fue de -15 oC, por debajo de esta temperatura, es donde inicia la disminución de sus propiedades mecánicas, y por consecuencia la falla.
A mayor temperatura es mayor la energía para romper el material y con poca temperatura, el material, se fractura con poca energía absorbida. A temperaturas elevadas el material que analizamos se comportó de manera dúctil con gran deformación y estiramiento antes de romperse. A temperaturas reducidas el material es frágil y se observa poca deformación en el punto de fractura.
La importancia de este estudio es debido a que obtuvimos el rango de temperaturas donde se presenta la zona de transición, siendo esta de gran interés, para propósitos de usos y aplicaciones de materiales a ciertas temperaturas, de tal forma que así se puede evitar la fractura y los riesgos que esto conlleva.
M.A. Oscar Jiménez Estévez es ingeniero mecánico egresado del Instituto Tecnológico de Orizaba (1994) Cuenta con el grado de Maestro en Administración de Pymes de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. Labora actualmente en el Instituto Tecnológico de Cuautla dentro del Departamento de Ciencias Básicas e Ingeniería Mecatrónica desde 2004, trabajando dentro de las áreas de ciencias básicas y mecatrónica. Dirección de proyectos en el área de mecatrónica en dichas áreas. Posee experiencia docente impartiendo asignaturas como instrumentación, algebra lineal, termofluidos y estática entre otras, actualmente es también catedrático en el Centro Universitario Alianza. Es miembro de la Asociación Mexicana de Mecatrónica. Ha dictado conferencias en eventos nacionales e impartido cursos en Sistemas de Gestión de Calidad.
Ing. Ulises Lara Lugo es ingeniero en materiales egresado del Instituto Tecnológico de Querétaro (2004). Ingeniería en Materiales Desarrollo de Proyectos en Materiales. Cuenta con el diplomado y especialidad en procesos de inyección en plásticos y en moldes. Labora actualmente en Samsung Electronics de México, S.A. de C.V. Ha coordinado proyectos en EMPRESA INDUX(Metal- Mecánico), MICROPLANE, S.A. DE C.V., Centro de Ingeniería y Desarrollo Industria acreditado por la EMAl. Publicado sobre análisis de las propiedades alotrópicas de aceros inoxidables 304 y 444 para ahorro de costos en la industria metalmecánica en procesos de embocinado o embutido.