Ingeniería Mecánica Tecnología y Desarrollo

Correlación Digital de Imágenes y Emisión Acústica para el análisis del efecto Portevin-Le Chatelier en una aleación AA3003

2026-02-08T11:38:36+00:00

Una tendencia reciente en las pruebas mecánicas es equipar a los ensayos con la tecnología necesaria para la caracterización de materiales a diferentes escalas. La sinergia entre diferentes técnicas permite profundizar en el conocimiento sobre los fenómenos relacionados con plasticidad y proporciona información para desarrollar nuevos ensayos a nivel laboratorio y técnicas de monitoreo in situ a nivel industrial, mejorando la fiabilidad y precisión de las mediciones. Este artículo presentará una expansión de la capacidad del ensayo de tracción, que es una prueba convencional, mediante la combinación de las técnicas de Correlación Digital de Imágenes (CDI) y Emisión Acústica (EA). La capacidad de la combinación propuesta se ilustra en la caracterización del efecto Portevin-Le Chatelier (PLC), observado durante la deformación plástica de una aleación de aluminio AA3003. Se describe el conjunto experimental de las técnicas mencionadas y su combinación para describir la naturaleza del efecto PLC.

Análisis Diferencial de Temperatura en la Solidificación de Uniones Soldadas Disímiles con Curvas de Referencias Generadas por Aproximaciones Lineales

2026-03-14T10:33:09+00:00

Este trabajo presenta el análisis de solidificación en una unión soldada disímil (USD), para determinar la temperatura solidus con datos experimentales debido a que el material base y el material de aporte presentan un comportamiento diferente de solidificación en función de la temperatura. Como parte inicial, se realizaron uniones soldadas con el proceso de arco eléctrico con electrodo no consumible de tungsteno y protección gaseosa “GTAW”.

Para registrar las temperaturas de solidificación en la USD se realizó la inserción de un termopar tipo C en el charco de soldadura. El análisis de datos se realizó basándose en la teoría del análisis térmico diferencial (DTA) y cálculo numérico mediante los cuales se desarrolló un algoritmo basado en aproximaciones lineales de las curvas de enfriamiento para generar una curva de referencia sintética.

Esto permite obtener diferenciales de temperatura para cada punto de la curva y en función de su valor, determinar en cuál de ellos ocurrió una reacción termodinámica. Con este análisis de datos es posible establecer cuantitativamente el valor de la temperatura solidus, así como una representación gráfica. La temperatura solidus obtenida concuerda con la calculada mediante la simulación de la ecuación de Scheil-Gulliver realizada en el programa termodinámico Thermo-Calc.

Modelado y Control de un Levitador Magnético en FPGA para Aplicaciones Robóticas de Alta Limpieza

2026-02-08T11:38:36+00:00

Se presenta el modelado y control de un levitador magnético axial como parte de un sistema de rodamientos magnéticos activos (AMB) para robots SCARA en ambientes de cuartos limpios. El diseño utiliza un disco rotor suspendido mediante cuatro electroimanes dispuestos ortogonalmente, eliminando el contacto mecánico y reduciendo la generación de partículas contaminantes. Se desarrolla un modelo matemático no lineal basado en la ley de voltajes de Kirchhoff y la segunda ley de Newton, considerando las fuerzas gravitacional y electromagnética. Se implementa un controlador LQG en una FPGA utilizando VHDL, lo que permite control en tiempo real y alta velocidad de respuesta. Simulaciones en MATLAB/Simulink y ensayos experimentales con un prototipo físico validan el desempeño del sistema. Los resultados demuestran estabilidad y precisión en el control de posición axial, evidenciando su viabilidad para aplicaciones de baja velocidad y altos requerimientos de limpieza. Se identifican oportunidades para mejoras futuras mediante técnicas de control inteligente y optimización electromecánica.

Análisis de la estabilidad de la combustión en un micro-combustor con paredes onduladas y aletas

2026-02-08T11:38:36+00:00

La creciente demanda de energía portable ha impulsado el desarrollo de los sistemas micro-termofotovoltaicos. En ellos, el diseño del combustor es crítico, pues sus dimensiones reducidas provocan pérdidas de calor que dificultan la ignición y sustentación de la flama. El amoníaco, combustible libre de carbono, es una alternativa prometedora, aunque su baja inflamabilidad limita su aplicación. Este trabajo analiza, mediante dinámica de fluidos computacional, la inflamabilidad de mezclas estequiométricas de amoníaco-hidrógeno en tres combustores distintos: plano (S), con paredes onduladas (W), y con paredes onduladas y aletas (WF). Se variaron la velocidad de entrada y el porcentaje de hidrógeno. Se encontró que los combustores W y WF pueden sustentar flamas de amoníaco puro en un amplio rango de velocidades gracias a zonas de bajo número de Péclet en el dominio fluido. No obstante, la combustión se caracterizó por una baja liberación de calor y un incremento mínimo de temperatura respecto al ambiente, lo que podría sugerir que la llama se encuentra en régimen de “llama débil”.

Validación experimental del modelado en CFD de un silenciador para un motor de dos tiempos

2026-02-08T11:38:36+00:00

Actualmente se ha incrementado el uso de motores de dos tiempos en vehículos ligeros y aeronaves no tripuladas, lo que ha generado una preocupación significativa debido a los elevados niveles de ruido y a las emisiones contaminantes. Entre los componentes más críticos de las aeronaves no tripuladas (UAVs) se encuentra el silenciador del sistema de escape, ya que el espacio disponible en el UAV es reducido y se debe optimizar el peso reduciendo el volumen de los dispositivos implementados en el UAV. La limitación principal de su diseño es la falta de espacio disponible para la instalación, por lo que este no debe tener el típico diseño convencional. En esta investigación se presenta una nueva geometría del silenciador para un motor de dos tiempos que tiene por objetivo reducir el peso del UAV. El diseño numérico de la geometría propuesta se validó experimentalmente. La geometría tiene una configuración en espiral para mejorar la circulación de los gases de escape y así reducir las zonas de estancamiento.

La variable de entrada para la validación experimental del modelo numérico fue la presión de entrada del fluido. En las pruebas experimentales esta se midió en cuatro puntos distintos del silenciador. Los resultados obtenidos muestran una adecuada correlación entre el modelo numérico y la experimentación obteniendo un error del ± 5%, Además, se observó una reducción efectiva de la presión interna y una mejora en la distribución del flujo, lo que confirma la viabilidad del diseño en espiral propuesto como solución al ruido generado y a la reducción de peso en el UAV.

Efecto de la estrategia de inyección piloto-principal-posterior sobre los parámetros macroscópicos del chorro usando una mezcla biodiesel derivado de aceite de higuerilla-diésel con contenido ultrabajo de azufre

2026-03-01T12:05:06+00:00

El uso de biocombustibles y estrategias de inyección múltiple son vías para cumplir con regulaciones medioambientales. El objetivo de este estudio es analizar la influencia de la estrategia piloto-principal-posterior en los parámetros macroscópicos del chorro (i.e. penetración, área y ángulo del chorro) usando una mezcla BH10 (10 % de biodiésel de aceite de higuerilla y 90 % de diésel con contenido ultra bajo de azufre), y diésel con contenido ultra bajo de azufre (ULSD) como combustible de referencia. Los parámetros macroscópicos del chorro se determinaron en una cámara de volumen constante bajo condiciones no-evaporativas y no-reactivas usando una presión de inyección de 120 MPa, una contrapresión de 5MPa, y tiempos de energización de 0.4, 0.5 y 0.6 ms para las inyecciones piloto y posterior, y tiempos de energización de 0.7, 0.8, y 0.9 ms para la inyección principal. Entre los principales resultados obtenidos, se puede destacar un incremento en los valores de la penetración del chorro y área del chorro de la mezcla BH10 de 161% y 208%, respectivamente, durante la inyección posterior cuando un tiempo de energización de 0.9 ms se empleó en la inyección principal. Mientras que, los valores de penetración y área de chorro del diésel con contenido ultrabajo de azufre mostraron un aumento del 100 % y del 108 %, respectivamente. Finalmente, los valores del ángulo del chorro de
la mezcla BH10 y ULSD mostraron una disminución del 12% y 21%, respectivamente.