Introducción

EcoBlasting, alternativa ecológica para la preparación de superficies 97% menos contaminación que en SandBlasting. Las micro esferas de granate utilizadas en el sistema se mezclan con agua en una suspensión y se proyecta sobre el componente. El agua amortigua y lubrica las partículas en el impacto permitiendo acabados muy finos que se consiguen sin dañar el componente. Desde que en 1950 el Reino Unido adoptará la prohibición del SandBlasting con sílice, se habla del fin de este método para limpiar y preparar superficies. De hecho, en los últimos sesenta años dicha tendencia se ha multiplicado y hoy la gran mayoría de las naciones desarrolladas tienen normas claras en este sentido, entre ellas los Estados Unidos, China, Japón y los países europeos, en los que, tajantemente, está prohibido el arenado abrasivo seco que contengan más del 0,1% de sílice libre.

Marco Teórico

La industria se ha dado cuenta de que la exposición al polvo respirable, durante actividades como la proyección de arena sílica, el cuarzo o similares, puede causar un tipo de cáncer al pulmón muy grave o incluso fatal, por el endurecimiento de los pulmones, llamada silicosis. EcoBlasting, alternativa ecológica para la preparación de superficies En muchos casos no es suficiente la utilización de cascos y capas protectoras, con filtrado para la respiración del operario, ya que las partí- culas de polvo de sílice, no mayores a dos micras (μ), permanecen imperceptibles en el aire después de varias horas de terminar el proceso. Con lo que si, por cualquier razón, el trabajador se quita el casco va a inhalar una dosis extrema de polvo. Sin contar con el riesgo que corren las personas que se encuentren cerca del área de trabajo. A raíz de ello, el desarrollo de las nuevas tecnologías y métodos para la preparación de superficies no se ha hecho esperar.

Actualmente, existen diferentes alternativas al arenado en seco, que no sólo son amigables con el medioambiente y reducen al mínimo los riesgos para los operarios, sino que además ofrecen ventajas significativas para los empresarios, como el ahorro de gastos en consumibles, infraestructura y equipos de seguridad industrial, entre otros beneficios. Uno de estos revolucionarios procesos es el sistema de limpieza de superficies por chorro húmedo, EcoBlasting, un nuevo método ecológico que supera las tasas de remoción del arenado convencional al combinar un chorro de agua con abrasivo, y que reporta un consumo de insumos mucho menor que el SandBlasting, con la capacidad de eliminar hasta el 97% de las partículas suspendidas en el aire. El EcoBlasting favorece la reducción de tiempos y costos, además mejora la productividad de las actividades de preparación de superficie y el posterior pintado de la misma. Al respecto, Guillermo Martínez Luna, Líder de Equipos Especiales, de la compañía Neumática del Caribe y experto en el tema, aseguró que este proceso se puede emplear para preparar, limpiar o acondicionar una gran variedad de sustratos, entre otros los hierros, aceros, metales no ferrosos, las aleaciones, los plásticos, la madera, el concreto y vidrio. También se pueden renovar estructuras envejecidas como monumentos y esculturas de patrimonio cultural.

Sobresalen las aplicaciones industriales, tales como la limpieza de superficies o estructuras, la eliminación de recubrimientos de alto rendimiento, la preparación de sustratos, para aplicar pinturas industriales y también remover el óxido de la corrosión de tuberías, válvulas y maquinaria mecánica. Se usa en la metalmecánica, para el mantenimiento correctivo de los equipos y los componentes, en el sector automotor, las industrias petroleras, gasífera, aeronáutica y astillera (naval), específicamente, para erradicar el moho, los hongos y el crecimiento de bacterias marinas en los cascos de las naves y en la infraestructura de los puertos, puentes y muelles. Así mismo, es una herramienta eficaz para retirar la escoria de las soldaduras expuestas y posteriormente repararlas, revitalizar los “hilos” de pernos, sin dañarlos cómo lo hace el SandBlasting; además de ser ideal para adecuar superficies antes de ser pintadas o selladas con anticorrosivos, pues crea perfil de anclaje en las piezas tratadas, con el fin de mejorar la adherencia de las capas protectoras.

También sirve para eliminar marcas viales, retirar grafitis y manchas en paredes de cemento y mampostería. Cinco ventajas que hacen la diferencia Según Martínez Luna, para poder evaluar las características del EcoBlasting es necesario hablar de las marcadas diferencias que tiene este proceso con los métodos de arenado en seco convencionales. A continuación se enuncian algunas de las más importantes: Además del ahorro en consumibles, la gran ventaja del EcoBlasting es su mínimo impacto medioambiental y para la salud de los operarios. Es una mezcla de agua y abrasivo: vale la pena aclarar que, aunque el término EcoBlasting sugiere el uso de vapor, esta tecnología utiliza una mezcla de agua y abrasivo, la cual es acelerada con aire comprimido para ser expulsada a través de una boquilla calibrada, con el propósito de lograr una limpieza eficaz de las superficie en diferentes sustratos. El agua, en forma de una fina capa de niebla, encapsula, amortigua y lubrica las macropartículas en el impacto, permitiendo acabados óptimos que se consiguen sin dañar los componentes de la máquina y sin contaminación.

Análisis

Este método tiene cierta similitud al chorro abrasivo con agua, también llamado WetBlasting, que también funciona con un chorro húmedo de hecho puede definirse como una variante mejorada de éste, con la novedad que el impulso de la mezcla agua/abrasivo se realiza con una corriente de agua presurizada con una bomba especialmente diseñada para este propósito que convierte el chorro en una niebla que se asemeja al vapor. En suma, este método combina la fuerza y la eficiencia del abrasivo junto con las bondades del agua proyectada a altas velocidades, para la preparación de superficies. Entre otras, el componente líquido amortigua el impacto del abrasivo sobre la superficie a preparar, lo que evita posibles deformaciones, decoloración, picaduras o abolladuras en los sustratos metálicos más blandos, como el aluminio, el cobre, el estaño y el zinc.

Conclusiones

 2. Eliminación de los riesgos y la contaminación: en procesos de SandBlasting la generación de polvo es bastante grande debido a que el impacto de la arena con la superficie hace que esta se pulverice y genere altas y grandes nubes de polvo. Una partícula de cuarzo cristalino (de dos micras) desciende a una velocidad de tan sólo 1 metro por 24 horas, sin viento; en consecuencia, esas partículas invisibles permanecen en el aire durante mucho tiempo, incluso hasta mucho después de terminar proceso. Los riesgos para las personas o los trabajadores que se encuentren en las proximidades del área de trabajo son, si no iguales, más serios, pues el viento dispersa las nubes de polvo y esas personas no disponen de ningún tipo de protección. En procesos de granallado con otro tipo de abrasivos minerales especializados como el Black Beauty, el Garnet o la escoria de cobre (que contienen menos de 0,1% de sílice libre y son admitidos alrededor del mundo) la generación de polvo se disminuye significativamente y la emisión de sílica se reduce a un nivel que deja de ser una amenaza para el ser humano y para el medioambiente, pero aun así es el reto diario con el que los operarios deben trabajar es alto, ya que el ambiente sigue contaminado y no apto para jornadas laborales largas, debido a los elementos de protección personal (PPE) que deben utilizar todo el tiempo.

Mientras tanto, en el proceso con la tecnología EcoBlasting las nubes de polvo se eliminan por completo y dejan definitivamente de ser un problema para los operarios y para el medioambiente. Finalmente, hay que decir que este sistema, a diferencia del arenado seco, puede emplearse en ambientes explosivos determinados, en sectores en los que exista este tipo de riesgo como el de los hidrocarburos y el gas (áreas clasificadas).

3. Sin afectación de los equipos y sus componentes: ya que los métodos en seco utilizan granalla, granate, arena o soda, todas estas altamente abrasivas, sin ningún medio que contenga su fuerza o refrigere su temperatura, con el paso de los días y a medida que se trabaja, dichas partículas terminan por dañar las partes internas de la máquina, así como el interior de las mangueras y la boquilla. De hecho, es frecuente que los talleres, que utilizan equipos de arenado en seco, tengan un contenedor repleto con boquillas inservibles, puesto que el arenado convencional genera elevados niveles de energía térmica por la fricción del abrasivo al ser empujado por el aire a través de la manguera y al chocar contra la punta de la boquilla. Este sistema cumple con la normatividad estándar El EcoBlasting utiliza abrasivos con una densidad mayor a la del agua, para que las partículas no floten y siempre permanezcan rodeadas por el agua, con lo cual la manguera está constantemente lubricada por dentro y no se genere elevación de la temperatura.

En otras palabras, en vez de generar energía térmica este método produce una alta dosis de energía cinética, lo que eleva la fuerza y produce un golpe violento para optimizar el proceso. En este caso, la bomba concentran la fuerza de proyección y el agua amortigua el impacto, captura todo el abrasivo, evita que no se disperse en el aíre y permite que, posteriormente, el abrasivo que cae al piso sea recolectado y reutilizado. 4. Ahorro sustancial en costos de consumibles, mantenimiento e infraestructura: además de ser un proceso amigable con el medioambiente y con la salud de los operarios, es importante destacar el excelente rendimiento y los ahorros que entrega esta tecnología para las finanzas de la empresa a mediano y largo plazo. Si bien es cierto, al comparar su costo con respecto al del arenado en seco, la inversión inicial del EcoBlasting supera en casi diez veces la del método tradicional, el rendimiento de los equipos y el consumo de los insumos es tan eficiente que finalmente el retorno de la inversión garantiza las utilidades de este proceso.

Objectives

This course is aimed towards upper level undergraduates and masters students

·         Apply principles of classical mechanics to the study of human motion

·         Describe motion with precise, well-defined mechanical and anatomical terminology

·         Describe the internal and external forces acting on the body during typical human activities understand how muscle actions control movements - Model muscle activation and movement

Introduction

Biomechanics has been defined as the study of the movement of living things using the science of mechanics (Hatze, 1974). Mechanics is a branch of physics that is concerned with the description of motion and how forces create motion. Forces acting on living things can create motion, be a healthy stimulus for growth and development, or overload tissues, causing injury. Biomechanics provides conceptual and mathematical tools that are necessary for understanding how living things move and how kinesiology professionals might improve movement or make movement safer. Most readers of this book will be majors in departments of Kinesiology, Human Performance, or HPERD (Health, Physical Education, Recreation, and Dance). Kinesiology comes from two Greek verbs that translated literally means “the study of movement.” Most American higher education programs in HPERD now use “kinesiology” in the title of their department because this term has come to be known as the academic area for the study of human movement (Corbin & Eckert, 1990). This change in terminology can be confusing because “kinesiology” is also the title of a foundational course on applied anatomy that was commonly required for a physical education degree in the first half of the twentieth century.

This older meaning of kinesiology persists even today, possibly CHAPTER 1 Introduction to Biomechanics of Human Movement 3 because biomechanics has only recently (since 1970s) become a recognized specialization of scientific study (Atwater, 1980; Wilkerson, 1997). This book will use the term kinesiology in the modern sense of the whole academic area of the study of human movement. Since kinesiology majors are pursuing careers focused on improving human movement, you and almost all kinesiology students are required to take at least one course on the biomechanics of human movement.

It is a good thing that you are studying biomechanics. Once your friends and family know you are a kinesiology major, you will invariably be asked questions like: should I get one of those new rackets, why does my elbow hurt, or how can I stop my drive from slicing? Does it sometimes seem as if your friends and family have regressed to that preschool age when every other word out of their mouth is “why”? What is truly important about this common experience is that it is a metaphor for the life of a human movement professional. Professions require formal study of theoretical and specialized knowledge that allows for the reliable solution to problems. This is the traditional meaning of the word “professional,” and it is different than its common use today. Today people refer to professional athletes or painters because people earn a living with these jobs, but I believe that kinesiology careers should strive to be more like true professions such as medicine or law.

Development

Biomechanics research on sports techniques sometimes tends to lag behind the changes that are naturally occurring in sports. Athletes and coaches experiment with new techniques all the time. Students of biomechanics may be surprised to find that there are often limited biomechanical 6 FUNDAMENTALS OF BIOMECHANICS The two major applications of biomechanics are to improve human movement and the treatment or prevention of injury.

Biomechanics principles must be integrated with other kinesiology sciences to solve human movement problems, like in the qualitative analysis a round off and back handspring. Studies on many techniques in many popular sports. The vast number of techniques, their variations, and their high rates of change and innovation tend to outdistance biomechanics research resources. Sport biomechanics research also lags behind the coaches and athletes because scientific research takes considerable time to conduct and report, and there is a lack of funding for this important research. There is less funding for biomechanical studies aimed at improving performance compared to studies focused on preventing and treating injuries.

Students looking for biomechanical research on improving sports technique often will have fewer sources than students researching the biomechanics of injury. While technique is always relevant in human movement, in some activities the psychological, anatomical, or physiological factors are more strongly related to success. Running is a good example of this kind of movement.

There is a considerable amount of research on the biomechanics of running so coaches can fine tune a runner's technique to match the profile of elite runners (Cavanagh, Andrew, Kram, Rogers, Sanderson, & Hennig, 1985; Buckalew, Barlow, Fischer, & Richards, 1985; Williams, Cavanagh, & Ziff, 1987). While these technique adjustments make small improvements in performance, most of running performance is related to physiological abilities and their training. Studies that provide technique changes in running based on biomechanical measurements have found minimal effects on running economy (Cavanagh, 1990; Lake & Cavanagh, 1996; Messier & Cirillo, 1989). This suggests that track coaches can use biomechanics to refine running technique, but they should only expect small changes in performance from these modifications.

 Human performance can also be enhanced by improvements in the design of equipment. Many of these improvements are related to new materials and engineering designs. When these changes are integrated with information about the human performer, we can say the improvements in equipment were based on biomechanics. Engineers interested in sports equipment often belong to the International Sports Engineering Association (http://www.sportsengineering.org/) and publish research in ISEA proceedings (Subic & Haake, 2000) or the Sports Engineering journal. Research on all kinds of equipment is conducted in biomechanics labs at most major sporting goods manufacturers.

Unfortunately, much of the results of these studies are closely guarded trade secrets, and it is difficult for the layperson to determine if marketing claims for “improvements” in equipment design are real biomechanical innovations or just creative marketing. There are many examples of how applying biomechanics in changing equipment designs has improved sports performance. When improved javelin designs in the early 1980s resulted in longer throws that endangered other athletes and spectators, redesigns in the weight distribution of the “new rules” javelin again shortened throws to safer distances (Hubbard & Alaways, 1987). Biomechanics researchers (Elliott, 1981; Ward & Groppel, 1980) were some of the first to call for smaller tennis rackets that more closely matched the muscular strength of young players (Figure 1.4). Chapter 8 will discuss how changes in sports equipment are used to change fluid forces and improve performance.

INTRODUCCIÓN

Reciben el nombre de materiales compuestos aquellos materiales que se forman por la unión de dos materiales para conseguir la combinación de propiedades que no es posible obtener en los materiales originales. Estos compuestos pueden seleccionarse para lograr combinaciones poco usuales de rigidez, resistencia, peso, rendimiento a alta temperatura, resistencia a la corrosión, dureza o conductividad.

OBJETIVO

Con este proyecto queremos dar a conocer la estructura, características y modo de empleo de los materiales compuestos.

JUSTIFICACIÓN

Hemos escogido los materiales compuestos para nuestro proyecto ya que le hemos encontrados numerosas aplicaciones en la vida cotidiana. Estos materiales nacen de la necesidad de obtener materiales que combinen las propiedades de los cerámicos, los plásticos y los metales. 
A pesar de haberse obtenido materiales con unas propiedades excepcionales, las aplicaciones prácticas se ven reducidas por algunos factores que aumentan mucho su costo, como la dificultad de fabricación o la incompatibilidad entre materiales.

Los materiales compuestos son aquellos elaborados a partir de dos o más materiales con muy diferentes propiedades físicas o químicas, que cuando son combinados, producen un nuevo material con características diferentes a los componentes individuales. Sin embargo, los componentes internos permanecen separados y distintos dentro de la estructura terminada. El nuevo material desarrollado es utilizado de manera preferente por la industria por ser más duro y más ligero.

Los ensayos de materiales compuestos incluyen, polímero reforzado con fibra, sándwiches, materiales básicos, termoestable y termoplástico pre impregnado, películas, adhesivos y resinas.

TEAMS tiene una amplia experiencia en ensayos con materiales compuestos. Debido a su naturaleza particular aniso trópico, sensible a la orientación de las fibras, la atención especial se debe tomar de antiguas operaciones (trazabilidad y mecanizado) a través de realización del ensayo y la evaluación de resultados.

El laboratorio acreditado de TEAMS es capaz de realizar la inspección de entrada y las pruebas de recertificación de pre impregnado, películas adhesivas y resinas. La monitorización rutinaria para el control de la producción es una de nuestras principales actividades y somos conscientes de la importancia del compromiso de la entrega a tiempo. Somos especialistas en este tipo de controles que incluyen tanto los ensayos físicos como los mecánicos.

TEAMS tiene la capacidad de desarrollar métodos de ensayos personalizados y/o diseños de accesorios para satisfacer exactamente lo que necesita su empresa. TEAMS asiste a sus clientes durante todo el proyecto.

Además de nuestra experiencia, se conceden las medidas exactas a través de Programas Pruebas de Competencia (PTP, Proficiency Testing Programs) y un equipamiento de última generación. Los Programas de Pruebas de Competencia son programas estadísticos de garantía de calidad que permiten a los laboratorios para evaluar el desempeño en la realización de los métodos de ensayos cuando sus datos se comparan con los de otros laboratorios que participan en todo el mundo en el mismo programa. La calibración de instrumentos de ensayo es obligatoria según la norma EN 17025, siendo el objetivo de la calibración mantener alineadas las mediciones con las normas internacionales.

Todos nuestros equipos se encuentran bajo control de garantía de calidad, con las principales verificaciones:

·         Fuerza según ASTM E4 / ISO 7500-1

·         Extensómetro y COD según las normas ASTM E83, ISO 9513, ASTM E399

·         Verificación de bastidor de alineación de acuerdo a los requisitos de la norma ASTM E1012 y Nadcap

·         Verificación lineal de desplazamiento

·         Verificación lineal de velocidad

·         Verificación de las cabinas de temperatura

·         Validación de software

·         ENSAYOS ESTÁTICOS

·         ENSAYOS DE FATIGA

ENSAYOS ESTÁTICOS

Los ensayos estáticos son los más utilizados en la caracterización mecánica para determinar las principales figuras del comportamiento del material: resistencia, módulo y deformación de agotamiento.

Los técnicos de TEAMS son expertos en:

·         Ensayos de tensión y compresión convencionales, con piezas lisas o con muescas (se incluyen con agujero abierto y agujero lleno)

·         Compresión de carga combinada (CLC) mediante Hydraulic Composite Compression Fixture (HCCF)

·         Resistencia al corte en plano

·         Resistencia al corte en rail

·         Corte de pequeñas vigas

·         Montajes: comportamiento con apoyo y sin apoyo

·         Ensayo de caída de impacto

·         Resistencia de daños: compresión después de impacto CAI, compresión después de impacto CAIE

·         Daños desarrollados durante la carga de los materiales compuestos y ensayos despliegue (ILTT)

·         Condición de muestras / envejecimiento

·         (...entre otros muchos bajo normas ASTM/ EN ISO / AITM / Boeing/...)

Estas pruebas se pueden realizar a temperatura ambiente (RT, atmósfera controlada estándar), alta temperatura (HT) o baja temperatura (LT) por cámaras de temperatura, junto a las máquinas de ensayos mecánicos. (Cargas de hasta 250kN, rango de temperatura de -100ºC a + 300ºC, sistemas de adquisición dé datos para calibradores de medida de tensión, LVDT para las medidas de desplazamiento extra, otros extras especiales TBC).

ENSAYOS DE FATIGA

Actualmente, tener un conocimiento profundo del comportamiento a fatiga en plásticos reforzados es una de las principales preocupaciones. Aunque los materiales compuestos son conocidos por su buena resistencia a la fatiga en comparación con los materiales metálicos, para mejorar el conocimiento de sus características de fatiga es necesario aprovechar su potencial y aumentar la confianza en su uso generalizado. La progresión del daño, la durabilidad incluyendo el efecto de la humedad, el envejecimiento y la alta temperatura, cómo montar bajo estrés de fatiga y muchos otros aspectos puede ser investigado a través de los ensayos.

Los ensayos de fatiga para compuestos incluyen no sólo la compresión y tracción en llano o con muescas (en laminados y/ o construcciones sándwich), sino también los montajes (con apoyo o sin apoyo), bajo fatiga, tolerancia al daño y el estudio de otros mecanismos que requieren el uso de accesorios espaciales como los ensayos que de despliegue (ILT) y ensayos de flexión.

En las instalaciones de TEAMS, los ensayos se pueden realizar en atmósfera estándar controlada, alta temperatura (HT) o baja temperatura (LT), mediante cámaras de temperatura acopladas a máquinas de ensayos mecánicos (Cargas de hasta 250kN, rango de temperatura de -70 ° C a + 300 ° C, otros TBC).

ensayo de jominy

Qué es?

uSe trata de templar una probeta estandarizada1 del acero estudiado. Primero se calienta a la temperatura de austenización, enfriándola posteriormente mediante un chorro de agua con una velocidad de flujo y a una temperatura especificada, el cual sólo enfría desde su cara inferior.

uDicha cara actúa como superficie templante y enfría la probeta de forma longitudinal hacia su extremo superior sólo por conducción, apareciendo un gradiente de velocidades de enfriamiento desde la máxima velocidad en el extremo templado (inferior), a la mínima en el extremo superior.

uUna vez que la probeta se ha enfriado a temperatura ambiente, se desbasta una tira de 0,4 milímetros de espesor y se determina la dureza a lo largo de los 50 mm primeros de la probeta. En los primeros 12,5 mm las lecturas de dureza se toman a intervalos de 1,6 mm y en los 37,5 mm siguientes cada 3,2 mm. Después se traza una curva de templabilidad representando los valores de dureza en función de la distancia al extremo templado.

Para qué sirve?

uPropiedades de templabilidad del material

uGeneración de tablas y gráficos de tratamientos térmicos

Ensayo de Jominy para probeta de Acero ASTM1045

uFicha tecina del material

uNormalizado temple revenido(agua, aceite, salmuera)

uRecocido

uEnsayo jomimny (ASTM A255)

uDureza rockwell ASTME 18

uBrinell ASTM 10

uTensión ASTM E8

TALLER DE DIFUSIÓN

• Una oblea de silicio de 0.3mm de espesor es tratada de manera que se produzca un gradiente de concentración uniforme de antimonio. Una de las superficies contiene 1 átomo de Sb por cada 10 átomos de Si, el parámetro de red del Si es de 5,4307ª. Calcules el gradiente en:

         A) porcentaje atómico de Sb por centímetro
         B) átomos  de Sb/cm3

• Cuando una aleación de CuZn se edifica, una parte de la estructura contiene 25% atómico de Zinc y otra porción a 0.025mm de distancia contiene 20% de Zinc, el parámetro de la red para la aleación FCC es aproximadamente 3,63X10-8cm. Determine el equivalente de concentración en:

A) porcentaje de Zn por cm
B) porcentaje en peso por Zn por cm
C) átomos de Zn

•     Determine la temperatura máxima permisible que produzca un flujo de menos de 2000 átomos H/cm2 a través de una hoja de hierro BCC, cuando el gradiente de concentración es de -5X1016 átomos/cm2
•     Compare el coeficiente de difusión para el hidrogeno y el nitrógeno en hierro FCC a 1000C y explique la diferencia.
•      Se realiza un proceso de carbonización en un acero con 0,10% C, introduciendo 1,0% en la superficie a 980C, temperatura a la cual el hierro es FCC. Calcule el contenido de carbono a 0,01cm, 0,05cm y 0,10cm por debajo de la superficie después de haber pasado una hora.

Solución del taller