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Sistema óptico mide propagación de grietas

La herramienta funciona en diferentes materiales para estimar qué tan resistentes son a la fatiga, es decir cuánto se desgastan en un tiempo determinado.

Bogotá D. C., 04 de enero de 2018Agencia de Noticias UN-

El objetivo del proyecto es analizar la propagación de la grieta en el acero. Fotos: Nicolás Bojacá / Unimedios.

Se utilizó una cámara microscópica para obtener una mejor resolución.

La cámara es sostenida por un soporte resistente para evitar que se mueva.

Las imágenes son analizadas a través de un software especializado.

El trabajo fue adelantado por estudiantes de Ingeniería Mecánica de la U.N.

Para estudiar la resistencia de un material y estimar qué cantidad de materia debe haber perdido para que se propague una grieta, se llevan a cabo pruebas de fatiga en las que una pieza pequeña del material (probeta) se coloca en una máquina y se somete a esfuerzos de compresión y tensión.

Con el objetivo de medir la propagación de las grietas de forma precisa, estudiantes de Ingeniería Mecánica de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.) desarrollaron un sistema óptico que consta de un soporte y una cámara microscópica que se ubica al frente de la probeta y permite observar durante las pruebas de fatiga cómo se afecta el material, además de medir la velocidad del crecimiento de una grieta.

El sistema consta de una plataforma elevada por un mecanismo tipo tijera que sirve como soporte de la cámara para que no tenga ningún desplazamiento por las vibraciones del soporte.

La cámara tiene una resolución de cinco megapíxeles, alcanza a tomar 45 fotogramas por segundo, y para el procesamiento de las imágenes cuenta con un software de posprocesado de imágenes que permite tomar medidas del tamaño de grieta para diferentes tiempos y recopilar datos para hacer gráficas de desempeño del material.

Según explica el estudiante Víctor Manuel López, de Ingeniería Mecánica de la U.N., es muy importante tener estos datos para estudiar la calidad del material: cuanto más tiempo se demore la propagación de la grieta, mejor es la calidad del material.

Este trabajo forma parte de una tesis de doctorado, apoyada por los estudiantes de pregrado, en la que se busca comprobar qué tan resistente es el acero Dual Phase, un acero especial con una microestructura compuesta principalmente de martensita y bainita cuyo comportamiento aún no está completamente caracterizado, por lo que los ensayos son necesarios para comprobar sus propiedades.

Este prototipo es importante para el Laboratorio de Ensayos Mecánicos de la U.N., ya que hasta ahora no se tenía una herramienta que sirviera para hacer un seguimiento de estas pruebas que arrojara resultados confiables.

“La calidad de las imágenes tomadas sin este sistema era bastante deficiente debido a que no existía un soporte fijo que impidiera el movimiento de la cámara”, comenta el estudiante López.

Además, en vez de tener una cámara microscópica especializada, la que se utilizaba era una digital de aficionado y aunque tenía muy buena resolución, los niveles de aumento para la observación del crecimiento de la grieta no eran suficientes y se pixelaba durante el análisis posterior.

Se espera que este sistema, incluido el software, sirva para medir la propagación de grietas en ensayos de fatiga para diferentes tipos de materiales.

En este trabajo también participaron los estudiantes Johan Sebastián Vera y Luis Eduardo Peláez, quienes proyectan que con la implementación de esta herramienta se obtengan resultados más exactos para que las investigaciones sean de mayor calidad.

(Por: Fin/VC/LOF/LOF
)
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