núm. 14 (2019)

Dentro de las aplicaciones de los materiales compuestos de matriz polimérica, se ha encontrado que estos ofrecen propiedades deseables para la industria estructural, naval, aeronáutica, automovilística y eléctrica. El estudio de estos materiales ha traído consigo, además de un avance progresivo en el área de la caracterización física y mecánica de los compuesto a partir de formulaciones analíticas, una cada vez más necesaria expansión de la aplicación del Método de Elementos Finitos (MEF) con los mismos fines, el cual ha demostrado su utilidad en predecir el comportamiento del material basado en datos obtenidos analítica o experimentalmente con el fin de predecir el comportamiento mecánico del material en casos en los que la complejidad geométrica o del estado de cargas dificulten o hagan la experimentación excesivamente costosa. En el presente estudio se busca establecer una metodología para la generación de modelos MEF con valor predictivo partir de un número reducido de pruebas experimentales y establecer la idoneidad de esta metodología para su uso en la empresa.Con este fin, se parte de la fabricación de una serie de laminados producidos en una empresa local en los cuales se varía la orientación de las fibras de vidrio mediante la técnica hand lay up, siendo estos caracterizados física y mecánicamente a través de ensayos de tracción, ignición y análisis de defectos. Posteriormente se elaboraron modelos MEF en ANSYS ®. En los cuales se llevaron a cabo simulaciones de tracción y se compararon los resultados experimentales con los simulados estableciendo el patrón de comportamiento mecánico de los laminados bajo diferentes configuraciones de tipo y orientación de fibra, así como de número de capas.Los resultados de las pruebas de tracción experimentales y simulados para laminados tipo Mat (fibra con orientación aleatoria) concuerdan con margen de error inferior al 6%, mientras que para las fibras tejidas a 90° el error alcanza el 34,2%, lo que puede deberse a variaciones en el proceso de fabricación.

La utilización del proceso de adsorción ha crecido rápidamente en los últimos años, acompañada por el aumento en los requerimientos ambientales y de calidad en los productos. En forma permanente se sintetizan nuevos materiales adsorbentes con propiedades especiales y aplicaciones específicas mediante modificaciones físicas o químicas, tales como los minerales de origen volcánico, bentonitas y zeolitas. Las activaciones de estos minerales mejoran algunas de sus propiedades para su uso como sorbentes. En la industria, la activación química, térmica y mecánica son las más utilizadas. El objetivo de este trabajo es la activación química de muestras de bentonitas y zeolitas para posible uso como sorbentes. La metodología consistió en una etapa de activación de las muestras en estudio para conseguir un aumento en el área superficial. Esta última fue determinada luego de aplicar los distintos tratamientos. Para el caso de las muestras de bentonitas, la activación se realizó por medio de la reacción de este mineral de arcilla con un ácido mineral en solución tal como el H2SO4. La activación de las zeolitas se llevó a cabo con una solución de NH4Cl. En esta etapa se realizó un intercambio entre el ion de la unidad sodalita y el ion NH4+.Se concluye que las bentonitas y zeolitas activadas en estudio pueden ser empleadas como sorbentes de metales pesados.

El tiempo de fraguado de cementos odontológicos es un parámetro clínico importante debido a que estima el tiempo disponible para llevar a cabo el procedimiento luego de la preparación del cemento, el cual no puede ser extenso o corto. Actualmente, este parámetro puede ser determinado mediante las normas ISO 6876/2001 y ADA 57/2000, estas técnicas solo realizan un análisis superficial para la determinación del tiempo de fraguado, por lo que no es posible indicar si el cemento ha secado completamente. El objetivo de este estudio era determinar el tiempo de fraguado mediante el método de cavidad resonante de cementos base Hidroxiapatita (Hap) y galactomanano (Gal) extraído de semillas de Adenanthera pavonina L. Se prepararon tres compuestos: HAG (75 % de HAp and 25 % Gal en peso como fase sólida y 0,30 mL de agua destilada como fase líquida), HAGJET (75 % de Hap, 2% en peso de Gal en polvo con 0.10 mL de catalizador comercial JET (metacrilato de metilo and dimetil-p-toluidina) y 0.20 ml de agua destilada), HAGLS (60% de HAp + 40% en peso de una solución de Galactomannan (Gal) + 0.10 mL de ácido fosfórico, óxido de zinc, hidróxido de aluminio y agua (catalizador comercial LS). La fase sólida en cada material fue disuelta en el líquido correspondiente para cada compuesto formado. La inserción de los cementos HAG y HAGJET generó una perturbación en el campo eléctrico debido a la presencia de agua libre en la muestra, esta perturbación disminuye a medida que el cemento endurece debido a la evaporación del agua libre. Un proceso contrario ocurrió cuando con la inserción del cemento HAGLS en la cavidad, ya que la presencia de agua en el material es estructural. De acuerdo con los resultados, el cemento HAG tuvo el mayor tiempo de fraguado debido a la falta de un activador químico durante la preparación, mientras los cementos HAGJET y HAGLS que tenían activadores en su procesamiento mostraron tiempos de fraguado inferiores.

The intense research on the parameters involved in the composite materials grows every day due to the use of these materials in areas such as automotive, military and aeronautics. The use of composite materials is due to the possibility of combining desirable properties with the joining of metals, ceramics and/or polymers. The aim of this work was to evaluate the different conditions of improvement of the fabrication and curing process of the carbon fiber composite and epoxy resin, verifying if the differences are significant with the variations of resin volumetric fraction and curing process. For this purpose, the curing occurred due to the action of the vacuum, with the aid of the hydraulic press at a pressure of 1tnf with no pressure, all for 5 hours. For each type of curing process, the volumetric fraction of the resin was varied in 15%, 25%, 35% and 45%. Then, mechanical tensile, flexural and DMA tests were carried out and the results showed that there is an influence of the curing processes on the performance of the composites. The increase of the volumetric fraction of resin with hydraulic press and with no pressure showed a tendency of increase in the properties of tensile and flexural, respectively. In addition, for the vacuum process, it showed a better thermal stability. With this, depending on the application, one can choose the most suitable curing process.

El refinamiento de grano realizado a través de la inoculación de aleaciones de Bronces fosforados “as-cast” ha sido estudiado durante varios años con el propósito de establecer una metodología efectiva que permita obtener aleaciones con estructura de granos refinados y sin la necesidad de aplicar tratamientos térmicos a las aleaciones producidas. En el presente proyecto se estudió el efecto refinador del zirconio en el tamaño de grano y en las propiedades mecánicas (tracción y dureza) delas aleaciones “as-cast” de bronce fosforado (Cu8Sn); para ello se produjeron dos aleaciones Cu8Sn-0%Zr, y Cu8Sn-0,16%Zr. Estas aleaciones se obtuvieron por medio de fundición y vaciado en molde de arena endurecida con resina fenólica. Una vez producidas las piezas de acuerdo a la norma ASTM B208-140[10], estas fueron cortadas y maquinadas para lograr probetas de tracción, con el propósito de realizar ensayos de tracción y dureza y realizar análisis fractográfico. Los resultados mostraron que se obtuvo una reducción del 55,35% en el tamaño medio de grano de la aleación y que la resistencia última a la tensión, el límite de cedencia, el módulo de elasticidad y el esfuerzo de rotura de la aleación Cu8Sn-0,16%Zr (%peso) fueron mayores que las de la aleación Cu8Sn-0%Zr. Los análisis fractográficos permitieron determinar que la fractura a nivel macroscópico de ambas aleaciones fue de copa y cono, a nivel microscópico se determinó que hubo dos modos de ocurrencia de la fractura: fractura por desprendimiento dendrítico y fractura por coalescencia de microcavidades. Ambos modos de fractura son propios de aleaciones dúctiles.

Ante la necesidad de materiales sostenibles la madera se ha encontrado que ofrece un sinnúmero de posibilidades, como material estructural y como material funcional. Esto se ha logrado con tratamientos térmicos, con la fabricación de compuestos, como los madera-polímero y con la aplicación de la nanotecnología. Los resultados han sido materiales con extraordinarias propiedades mecánicas y funcionales, que los hacen aptos para múltiples aplicaciones. El camino de la investigación y aplicación industrial apenas empieza y este artículo pretende hacer un llamado a nuestros ingenieros de materiales para que se ocupen de este amplio campo de posibilidades.

En el presente trabajo se realiza la caracterización petrográfica, física, mecánica y química de los agregados pétreos que se extraen en la cantera Tritupisvar Ltda., Santa Marta (Colombia). Las muestras analizadas se clasifican petrográficamente como anfibolita (SM-1) y pegmatita (SM-2). El peso específico presenta valores entre 2,9 (anfibolita) y 2,6 (pegmatita) g/cm3. El porcentaje de absorción de agua están en el rango 0,64-0,81%, con mayor porcentaje en la pegmatita. Los valores de desgaste por abrasión de 29,78-39,66% para anfibolita y pegmatita, respectivamente, mostraron buena solidez. El contenido de materia orgánica es inocuo. La afectación debida al ataque con Mg2SO4 varía del 0,01 al 0,33%, lo que sugiere una alta resistencia en condiciones altamente corrosivas, aunque es mayor en las mezclas preparadas con anfibolita. La resistencia a la compresión muestra valores en el rango de 16,28-18,63 MPa para el concreto a base de anfibolita (SM-1), 16,34-17,89 MPa para el concreto a base de pegmatita (SM-2), y 15,85-17,70 MPa para el concreto a base de mezcla de SM-1 + SM-2 con relación 50:50, lo cual revela que el comportamiento geomecánico de cilindros de concreto es satisfactorio, aunque este material no puede considerarse como un elemento estructural. Los resultados encontrados permiten afirmar que los agregados evaluados son adecuados para la preparación de concretos bajo diseños de mezcla adecuados.

Las aleaciones oro-platino usadas para fabricar objetos sagrados, encontrados en el área cultural Tumaco-La Tolita y fabricados entre el 300 a.C. y el 500 d.C., han llamado la atención de los profesionales de la arqueología, la metalurgia y la arqueometalurgia. Aunque existe consenso general en cuanto a la existencia de una diversidad de procesos para explicar sus microestructuras, aún existen discrepancias sobre su interpretación e implicaciones. En este trabajo se hace una revisión crítica de la mayoría de los estudios publicados sobre la manufactura por sinterizado -la producción de piezas de aleaciones metálicas calentando, sin llegar a la temperatura de fusión, modeladas por presión - de conglomerados de oro con hojuelas o polvo de platino (entre 2 y 0.044 mm aproximadamente), desde el punto de vista del paradigma de la Ciencia e Ingeniería Metalúrgica(CIM). Se introducen algunos conceptos de esta disciplina que ayudan a entender mejor las estructuras, el procesamiento (los métodos de fabricación), las propiedades y los comportamientos de estas aleaciones y se señalan los aportes que, según los propios autores, ha realizado cada grupo de investigación aquí presentado. Al analizar los diagramas de fases involucrados, los autores de este trabajo aportan una posible explicación respecto a la observación de la dureza y fragilidad de las partículas del platino y de las piezas.