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Diseñan prototipo de bajo costo para probar resistencia de concreto y plástico
Prototipo de la máquina de ensayo y algunos de sus creadores. Foto: Comunicaciones UNAL Sede de La Paz.
En la construcción se usa mucho el concreto, material cuya resistencia es probada en máquinas. Foto: archivo Unimedios.
El PLA y el ABS son polímeros empleados en estructuras robóticas e impresión 3D. Foto: archivo Unimedios.
Aunque en el mercado existen diferentes máquinas de ensayo a comprensión, su precio es elevado. Foto: archivo Unimedios.
El ingeniero en automatización Juan Jairo Vaca González, docente de la UNAL Sede de La Paz, orientó este proyecto. Foto: Comunicaciones UNAL Sede de La Paz.
Erick Bastidas, estudiante de Ingeniería Mecatrónica de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede de La Paz, uno de los tres alumnos que participa en esta iniciativa, señala que “por ejemplo, si voy a hacer lozas de concreto, estas deben superar un peso para que no se fracturen; la máquina permite conocer cuál es ese punto máximo”.
“Además, antes de usar los polímeros también se recomienda analizar los materiales para saber cuál es su punto de ruptura”.
Otro integrante del grupo de creativos es Santiago Márquez, de la misma carrera, quien explica que “se aplica una presión, y dependiendo de esta el material se fractura, por lo que se le puede decir al usuario: este material llega al máximo con tanta presión, y si se sobrecarga se puede romper”.
Aunque estas máquinas ya existen en el mercado, la diferencia con la propuesta de los estudiantes es que tenga un costo asequible. De hecho, el costo de su prototipo ronda los 500.000 pesos, mientras que las comerciales cuestan entre 1 y 5 millones de pesos según las toneladas sobre las que se ejerce la fuerza.
El prototipo se construyó con una estructura metálica y un sistema mecánico con capacidad de compresión de 22,25 kPa (kilopascal). Sus medidas son: 45 cm de alto, 20 cm de profundidad y 40 cm de ancho.
“Los materiales utilizados son fáciles de conseguir en Cesar: acero al carbón, con los que están hechos los tubos y placas; impresora 3D para el brazo; sistema de bombeo en el gato hidráulico; una parte eléctrica que controla el motor, y soldadura en los soportes base”, anotan Jaider Mercado y Raúl Reales.
El aparato diseñado es similar a una prensa con la que se pueden someter materiales a ensayos de tracción y compresión para medir sus propiedades. La presión se logra mediante placas o mandíbulas accionadas por tornillos o un sistema hidráulico. Es ampliamente utilizada en la caracterización de nuevos materiales.
“Son una parte versátil e importante de cualquier proceso de diseño y fabricación de productos porque sirven para confirmar que los materiales que se utilizan y el producto final cumplen con las especificaciones requeridas”, explica el ingeniero en automatización Juan Jairo Vaca González, docente de la UNAL Sede de La Paz, quien guía este proyecto.
Industrialmente sirve para garantizar la coherencia entre los diferentes fabricantes, ya que las especificaciones para probar diferentes materiales y productos a menudo se rigen por organizaciones de normalización nacionales e internacionales como ISO.
“Las máquinas de prueba universales se utilizan en varias etapas del desarrollo del producto: en la fase de investigación y desarrollo se pueden emplear para determinar qué materiales se deben usar. Después de la producción, los laboratorios de control de calidad los utilizan para verificar la calidad de un producto antes de que salga al mercado”, recalca el profesor Vaca.
La construcción de este proyecto nació en la asignatura resistencia de materiales, enfocada en los materiales que se podían aplicar y en cómo hacer una máquina de ensayo. Luego la perfeccionaron en procesos de manufactura centrados en cómo diseñarla y construirla.
