Implementación de un tribómetro automatizado rueda de caucho arena seca / arena húmeda para la evaluación del desgaste abrasivo en materiales

Autores/as

Alfonso Rodríguez-Peña, Universidad del Atlántico; Oscar Fabián Higuera-Cobos, Universidad del Atlántico; Robin Jostin Pico-Montes, Universidad del Atlántico; Omer Yadith Sotelo-Hurtado, Universidad del Atlántico; Carlos Mauricio Moreno-Téllez, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia
DOI: https://doi.org/10.19053/9789586607612

Palabras clave:

Resistencia a la abrasión por vía húmeda, Resistencia a la abrasión por vía seca, Tribología, Norma ASTM G65, Norma ASTM G105, Rediseño

Sinopsis

Este trabajo abarca el rediseño realizado a la máquina para la evaluación de la resistencia a la abrasión por vía seca regida por la norma ASTM G65, perteneciente a la Universidad del Atlántico; esta máquina se modificó para implementar la evaluación de la resistencia a la abrasión por vía húmeda, según los lineamientos establecidos por la norma ASTM G105, asimismo, se convirtió en un equipo automatizado por medio de un PLC. La metodología empleada, consistió, en primera instancia, en la realización de pruebas experimentales al equipo antiguo (Norma ASTM G65), con las cuales se detectaron fallas en su diseño y se identificaron las mejoras necesarias para la implementación de la norma ASTM G105, se determinaron los elementos principales para instalar el control del proceso de forma automatizada. Luego, se realizó un diseño conceptual que permitió seleccionar la mejor opción para la fabricación de la estructura, posteriormente, se realizaron simulaciones en el software SolidWorks, con el fin de verificar los elementos críticos de la máquina, sus cargas permisibles, validar las deformaciones, y conocer el factor de seguridad. Del mismo modo, se hicieron los cálculos para determinar el tamaño y forma adecuada de las tolvas y del contenedor de la prueba para resistencia por abrasión húmeda. De esta manera, se seleccionaron los elementos necesarios para la construcción del equipo, aunque algunos de estos elementos fueron diseñados con una variedad de formas y tamaños, los cuales no se encontraron en el mercado, por ende, fue necesaria su fabricación mediante diferentes procesos de manufactura. Al mismo tiempo, se realizó un estudio para la selección de los elementos de control y su puesta a punto, mediante ensayos basados en las normas ASTM G65 y ASTM G105. La máquina desarrollada permite realizar pruebas automatizadas para la evaluación de la abrasión por vía seca y húmeda.

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Biografía del autor/a

Alfonso Rodríguez-Peña, Universidad del Atlántico

Ingeniero Mecánico de la Universidad Tecnológica de Bolívar, M.Sc. en Ingeniería Mecánica de la Universidad del Norte. Especialista en Gerencia de Producción y Operaciones de Universidad Autónoma del Caribe. Especialista en Gestión Eficiente de Energía de la Universidad del Atlántico. Especialización Técnica en Fabricación de Productos Metalmecánicos con máquinas CNC del SENA. Especialización Técnica en Sistemas Hidráulicos del SENA. Docente Universitario desde 1998 de la Universidad Autónoma del Caribe, Universidad Libre, Politécnico Costa Atlántica. Desde 2015, se desempeña como Docente de Tiempo Completo en la Universidad del Atlántico. Director del Semillero de Diseño y Simulación del Grupo de Investigación CONFORMAT del Programa de Ingeniería Mecánica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad del Atlántico. Es autor de la Patente de Invención Nacional Separador quirúrgico autoestático para cirugía de reemplazo total de cadera. Su área de investigación está relacionada con el diseño, simulación y construcción de productos comerciales, mecánicos y médicos.

Oscar Fabián Higuera-Cobos, Universidad del Atlántico

Ingeniero Metalúrgico y M.Sc. en Ingeniería Metalúrgica de la Universidad Industrial de Santander-UIS. Ph. D. en Ciencia e Ingeniería de los Materiales de la Universidad Politécnica de Cataluña, España. Del 2001 al 2004, trabajó como profesor en la UIS. Fue profesor de planta en la Universidad Tecnológica de Pereira (2005-2015). Actualmente, es Investigador Senior (IS), profesor Titular y director del Grupo de Investigación CONFORMAT adscrito al programa de Ingeniería Mecánica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad del Atlántico. Autor de 5 libros relacionados con las áreas de materiales y tribología, y cuenta con artículos relacionados con la Ingeniería Metalúrgica y la Ciencia de los Materiales. Sus áreas de investigación están relacionadas con la deformación plástica severa, la electroquímica y el medio ambiente, la metalurgia física, los tratamientos térmicos y los materiales avanzados.

Robin Jostin Pico-Montes, Universidad del Atlántico

Nació en Barranquilla, Atlántico, Colombia, en 1989. Egresado de la Universidad del Atlántico, en donde obtuvo el título de Ingeniero Mecánico en el año 2022. Desde el año 2020, se ha desempeñado como coordinador de proyectos en el sector de la industria metalmecánica.

Omer Yadith Sotelo-Hurtado, Universidad del Atlántico

Egresado del SENA con un tecnólogo en diseño de elementos mecánicos con máquinas y herramientas CNC en el año 2019. Egresado de la Universidad del Atlántico, en donde obtuvo el título de Ingeniero Mecánico en el año 2022. Actualmente, trabaja de manera independiente por pedidos de empresas realizando proyectos de diseño, asistido por computadora mediante el software SolidWorks.

Carlos Mauricio Moreno-Téllez, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia

Ingeniero Metalúrgico y M.Sc. en Ingeniería Metalúrgica de la Universidad Industrial de Santander-UIS; Ph. D. en Ingeniería de los Materiales de la Universidad de Navarra - España. Director del Proyecto de Integridad - Ecopetrol llanos Orientales (2008 a 2010). Desde el 2010 hasta la fecha, docente Titular de la Escuela de Ingeniería Metalúrgica de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia - UPTC, sede Tunja. Investigador Principal del Instituto para la Investigación e Innovación en Ciencia y Tecnología de Materiales - INCITEMA e Investigador Asociado del Grupo de Integridad y Evaluación de Materiales – GIEM. Es autor de un libro relacionado con las áreas de materiales y tribología, así como de diferentes artículos relacionados con la Ingeniería Metalúrgica y la Ciencia de los Materiales. Las principales áreas de investigación del Dr. Moreno, están relacionadas con la modificación superficial de materiales, Integridad y corrosión de materiales, metalurgia física, tratamientos térmicos y materiales avanzados.

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