https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/312/20783/Ingenierias_2013_Ano_16_No_60_Julio-Septiembre.pdf 838909f61d84d7fc75c52e02c13128d4 PDF Text Text �Contenido Julio-Septiembre de 2013, Año XVI, No. 60 60 2 Directorio 3 Editorial: Generación de conocimiento frente a propiedad intelectual Antonio García Loera 7 Estudio del uso de bauxita en la fabricación de refractarios AZS para hornos de vidrio Ana María Guzmán Hernández, Claudia Elizabeth Amaro Cortés, Guadalupe Alan Castillo Rodríguez 14 Comportamiento de transformadores eléctricos bajo condiciones de GIC mediante el uso de ATP Daniel Guillén, Gina Idárraga Ospina 20 27 35 Los cohetes EIAO: Las pruebas de balística en la Universidad Edmundo Derbez García Microinterruptor magnético con material híbrido Fralett Suárez Sandoval, Beatriz Cristina López Walle Comportamiento a fractura de carburos cementados WC-Co ultrafinos David Coureaux Mustelier, Alexey Goéz Úsuga, Blanca Reig López, Luis Miguel Llanes Pitarch 41 Recuperación de fibras de carbono de materiales compuestos termofijos con agua y alcohol bencílico en estados subcríticos y supercríticos Rodolfo Morales Ibarra, Mitsuru Sasaki, Motonobu Goto, Armando T. Quitain, Saida Mayela García Montes 53 Eventos y reconocimientos 56 Titulados a nivel Maestría en la FIME-UANL 59 Acuse de recibo 60 Colaboradores 63 Información para colaboradores Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Año XVI, No. 60 1 �Ingenierías, Año XVI, N° 60, julioseptiembre 2013. Es una publicación trimestral, editada por la Universidad Autónoma de Nuevo León, a través de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. Domicilio de la Publicación: Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Pedro de Alba S/N, Edificio 7, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México, C.P. 66450. Telefono: +52 (81) 83294020 Ext. 5854, Fax +52 81 83320904. Editor responsable: Dr. Juan Antonio Aguilar Garib. Reserva de derechos al uso exclusivo No. 04-2011-101411064600-102, ISSN: 1405-0676. Número de certificado de licitud de título y contenido: 15,525, otorgado por la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría de Gobernación. Registro de marca ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial: En trámite. Impresa por: Desarrollo Litográfico, S.A. de C.V., M. M. del Llano 924 Ote., Centro, Monterrey, N.L., México, C.P. 64000. Fecha de terminación de impresión: 15 de julio de 2013. Tiraje: 800 ejemplares. Distribuido por: Universidad Autónoma de Nuevo León, a través de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Pedro de Alba S/N, Edificio 7, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México, C.P. 66450. Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación. Prohibida su reproducción total o parcial de los contenidos e imágenes de la publicación sin previa autorización del Editor. Impreso en México Todos los derechos reservados © Copyright 2013 revistaingenierias@uanl.mx DIRECTORIO UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN Dr. Jesús Ancer Rodríguez Rector M.E.C. Rogelio G. Garza Rivera Secretario General Dr. Juan Manuel Alcocer González Secretario Académico Lic. Rogelio Villarreal Elizondo Secretario de Extensión y Cultura Dr. Celso José Garza Acuña Director de Publicaciones FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA M.C. Esteban Báez Villarreal Director Dr. Juan Antonio Aguilar Garib Editor responsable y director de la revista Ingenierías Lic. Julio César Méndez Cavazos Redacción Gregoria Torres Garay M.C. Jesús G. Puente Córdova Melody Lizeth Cortés Gonzaléz Tipografía y formación Dr. César Guerra Torres Indización M.A. José Luis Martínez Mendoza Diseño M.C. Jesús E. Escamilla Isla Fotografía Ing. Cosme D. Cavazos Martínez Ing. Dagoberto Salas Zendejo Webmaster René de la Fuente Franco Impresor CONSEJO EDITORIAL INTERNACIONAL Dr. Mauricio Cabrera Ríos, Puerto Rico. UPRM / Prof. Ruth Kiminami, Brasil. UFSC, San Pablo / Dr. Juan Jorge Martínez Vega, Francia. Universidad de Toulouse III / Dr. Juan Miguel Sánchez, USA. UT-Austin / Dr. Samir Nagi Yousri Gerges, Brasil. UFSC, Florianopolis / Dr. Zarel Valdez Nava, Francia. UPS-INPT-LAPLACE-CNRS CONSEJO EDITORIAL MÉXICO Dr. Óscar L. Chacón Mondragón, FIME-UANL / M.C. Fernando Javier Elizondo Garza, FIME-UANL / Dr. Jesús González Hernández, CIMAV / Dr. Moisés Hinojosa Rivera, FIME-UANL / Dr. Benjamín Limón Rodríguez, FIC-UANL / Dr. José Rubén Morones Ibarra, FCFM-UANL / Dr. Ubaldo Ortiz Méndez, FIME-UANL / Dr. Miguel Ángel Palomo González, FCQ-UANL / M.I.A. Roberto Rebolloso Gallardo, FFYL-UANL / Dr. Ernesto Vázquez Martínez, FIME-UANL COMITÉ TÉCNICO Dr. Efraín Alcorta García, FIME-UANL / Dr. Rafael Colás Ortiz, FIME-UANL / Dr. Jesús De León Morales, FIME-UANL / Dr. Virgilio A. González González, FIME-UANL / Dr. Carlos Alberto Guerrero Salazar, FIME-UANL / Dra. Oxana Vasilievna Karissova, FCFM-UANL / Dr. Azael Martínez De la Cruz, FIME-UANL / Dr. Enrique López Cuellar, FIMEUANL / Dr. Martín Edgar Reyes Melo, FIME-UANL / Dr. Roger Z. Ríos Mercado, FIME-UANL / Dr. Juan Ángel Rodríguez Liñan, FIME-UANL / Dr. Félix Sánchez De Jesús, ICBI-UAEH 2 Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Año XVI, No. 60 �Editorial: Generación de conocimiento frente a propiedad intelectual Antonio García Loera FIME-UANL drgloera@live.com.mx En la historia reciente se han considerado como elementos fundamentales para el desarrollo de una nación la educación, y la generación y aplicación del conocimiento. Esta afirmación toma mayor énfasis tras la formación de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE), y se puede observar que estos factores se incluyen cada vez con mayor frecuencia en los planes de desarrollo de los países. La generación de conocimiento puede llevarse a cabo mediante acciones individuales de hombres de ciencia, o bien a través de esfuerzos conjuntos de estructuras sociales tales como el clero, el gobierno y, sobre todo, las universidades e incluso de las empresas. A través de la historia, las universidades se han caracterizado por su labor como entes generadores de conocimiento en diversos ámbitos que incluyen las ciencias sociales, ciencias de la salud, física, química e ingeniería. La motivación para llevar a cabo actividades que llevan a la generación de conocimiento puede ser la satisfacción de una necesidad, o bien simplemente por el deseo filosófico de conocer. Independientemente del motivo se requieren recursos para que estas actividades se desarrollen, tanto para la investigación en sí como para el sustento de los investigadores. Las primeras universidades eran por definición una estructura en la que se reunían profesores y académicos cuyas actividades estaban patrocinadas por príncipes o prelados, cuyos proyectos contribuían a la sustentación de su poder en su momento de la historia. Estos proyectos corresponderían en la actualidad a aquellos clasificados arbitrariamente como “aplicados” porque tienen su origen en una demanda específica en contraste con los proyectos “básicos” que se suponen de interés público, sin que el momento en que se produce tenga un cliente o usuario específico. La investigación básica normalmente es financiada por el gobierno y patrocinadores interesados en la formación de recursos humanos, mientras que la investigación aplicada tiene un solicitante que tiene una demanda específica. Sin embargo, la universidad no renuncia a su interés de poner a disposición de la sociedad los conocimientos generados y cada vez se organiza mejor, como se puede constatar con la creación de centros de investigación en los que se llevan a cabo estas actividades que le permiten aprovechar su capacidad para desarrollar investigación tanto básica como aplicada. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Año XVI, No. 60 3 �Generación de conocimiento frente a propiedad intelectual / Antonio García Loera. La intención de satisfacer los requerimientos de un solicitante particular provocó el nacimiento de un nuevo tipo de transacción mercantil: La venta del conocimiento. Ahora el conocimiento era generado para una entidad física y/o moral, no necesariamente en universidades, obteniendo un beneficio material a partir de esta venta. Lo anterior dio pie a una nueva incógnita: ¿Cuánto cuesta generar el conocimiento? Esta pregunta resulta difícil de contextualizar y sólo puede ser contestada bajo condiciones particulares; se puede establecer un valor base si se contabilizan los insumos, los costos de operación, de infraestructura utilizada y el salario de los investigadores según el tiempo dedicado. No obstante, la esencia del conocimiento, la idea medular que impulsó a la solución, siempre resultará complicada de tasar debido a las condiciones fluctuantes de oferta y demanda. Las condiciones bursátiles de los productos generados con el conocimiento hacen que el valor monetario de la transferencia de conocimiento tenga una apreciación variable conforme pasa el tiempo, según el impacto económico que se logre en el futuro. Por ejemplo, resulta complicado imaginar el valor económico de los conocimientos generados por Galileo Galilei considerando la posibilidad de aplicación en su tiempo, y aun hoy, aunque no hay duda de que las contribuciones de Galileo son valiosas, resulta difícil cuantificarlas. Se ha dicho “de Galileo” así que fuera de escenarios hipotéticos, se sugiere que el conocimiento puede tener un dueño, y se podría hablar de propiedad intelectual. Bajo este contexto, el conocimiento dejó de ser del dominio público para establecerse como un derecho patrimonial de uno o varios individuos. El incremento en la demanda de conocimiento para fines de aplicación que se hace a las universidades ha derivado en una evolución en la motivación para la generación de conocimiento, que deja de tener carácter público, dejando que los interesados que la financian lo posean para fines particulares, transformándolo en una propiedad intelectual o industrial. Esta evolución indujo reglamentaciones jurídicas alrededor del mundo para proteger el derecho patrimonial de la propiedad intelectual. El vínculo entre el conocimiento y su autor es un derecho innato que no puede transgredirse; el reconocimiento de autoría está protegido por múltiples leyes internacionales con la finalidad de hacer válido dicho derecho moral. Por otra parte, es posible transferir los derechos de explotación hacia terceros con la finalidad de percibir una retribución económica, y esto finalmente es lo que permite concebir la transacción mercantil del conocimiento. Actualmente las transacciones asociadas a la transferencia de tecnología pueden ser negociadas mediante aportaciones económicas fijas o bien a través de porcentajes de participaciones derivadas de las ventas del producto que fue innovado. Dicho lo anterior, podemos señalar que la concepción del conocimiento a priori no implica cauces jurídicos que justifiquen su pertenencia; no obstante al hablar de propiedad intelectual convertimos al conocimiento en un instrumento mercantil que debe ajustarse a la normativa socioeconómica de un entorno regional, nacional o internacional. En la actualidad, las universidades confrontan la dualidad de la generación del conocimiento y la generación de propiedad intelectual. Por una parte, la naturaleza 4 © Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Año XVI, No. 60 �Generación de conocimiento frente a propiedad intelectual / Antonio García Loera. de desarrollo y difusión libre de los conocimientos, y por otra, la búsqueda de recursos a través de la privatización y venta del conocimiento; ambas posturas son válidas y loables siempre y cuando exista un balance entre ellas. Se pueden destacar tres escenarios posibles para poder esquematizar un balance apropiado de políticas de investigación y desarrollo dentro de las universidades: A) Generación mayoritaria de conocimiento básico. Al tenor de esta primicia la vinculación con industriales resulta poco viable, por lo cual el fondeo de la investigación tendrá que ser acreditado por instancias no lucrativas, las cuales son escasas y por ende los programas de investigación tendrán limitantes inherentes al presupuesto. La generación de conocimiento en este caso es una función del estado a través de mecanismos de apoyo gubernamentales. B) Generación mayoritaria de propiedad intelectual bajo demanda específica. En este esquema los fondos de investigación deben ser cubiertos por el solicitante, que bien podría ser la industria. No obstante la transferencia propia de la propiedad intelectual es generalmente subestimada en el contexto industrial mexicano, ya que existe predisposición por parte de los solicitantes para pensar que el pago de una investigación se resume a los gastos de operación; es común que se suponga que una función de los investigadores en las universidades es realizar esas tareas por lo que no requieren pago. Ni hablar del pago de la innovación que per se es desestimado y si a esto añadimos el recurrente status de urgencia que se da para iniciar el proyecto, la situación resulta poco favorable para realizar una negociación equitativa en términos del costo – beneficio que obtendrían los industriales. Más allá del problema de una venta no equitativa de la propiedad intelectual, existe el riesgo de caer en una laguna de ausencia de creatividad debido a la falta de generación de conocimiento básico que expanda las ideas que en un momento dado puedan aplicarse a un desarrollo tecnológico industrial. C) Generación mayoritaria de propiedad intelectual sin que exista un solicitante. Esta política representa un riesgo de caer en la tentación de desear patentar todo sin considerar que no existe ningún interés comercial detrás que sustente los costos de investigación realizados. Millones de patentes y derechos patrimoniales han sido registrados, pero es importante destacar que el hecho de establecer una propiedad intelectual no necesariamente significa que deba o tenga que ser utilizada. El hecho de no contar con un vínculo industrial inicial para concebir la propiedad intelectual otorga la libertad de negociar la venta de la misma sin la premura de comenzar el proyecto o bien sin los vicios de un financiamiento industrial que subestime al desarrollo. Es diferente negociar con una idea que necesita ser desarrollada a tratar la venta de un producto que ya fue desarrollado y comprobado. En definitiva, este esquema requiere dos componentes importantes: un análisis de pertinencia industrial para lograr hacerla atractiva al mercado comercial, y una estructura administrativa que realice un trabajo de promoción de los desarrollos previamente patentados para obtener un fondeo recurrente para nuevos desarrollos. Estos escenarios difieren fundamentalmente en el origen de los recursos para desarrollar la generación de conocimiento en función de su posible destinatario. Aunque no se hace una alusión directa al costo de esta generación, si se menciona que el apoyo puede ser gubernamental, donde la negociación Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Año XVI, No. 60 5 �Generación de conocimiento frente propiedad intelectual / Antonio García Loera. para la asignación de recursos no es particular, sino que estaría sujeta a un sistema de convocatorias y de demandas, según el análisis que realice el estado a través de diferentes mecanismos, tales como las consultas y las actividades de comisiones específicas. En este caso las universidades pueden llevar a cabo dentro del marco de sus propios reglamentos, la formación de recursos humanos y la generación divulgación del conocimiento libremente. En este modo, el valor de estas actividades está estrechamente relacionado con el costo de operación de los proyectos. El escenario que se da bajo demanda específica es el que requiere mayor atención, pues aquí es donde el valor de los conocimientos integra aspectos de mercado y de potencial de aplicación. Este esquema podría garantizar los recursos económicos y materiales necesarios para la ejecución de un proyecto, e incluso ofrecer una beneficio en términos de rentabilidad para las entidades participantes, pero es el que también requiere mayor atención en cuanto a la negociación de sus condiciones en términos de los compromisos de las universidades y los deseos de los solicitantes. Un escenario en que se genera conocimiento sin que haya ningún solicitante ni una convocatoria gubernamental es más difícil de tratar, porque el éxito de estos proyectos no se puede conocer hasta que se tiene una aplicación que brinde alguna forma de beneficio. Este esquema funcionaría solamente en situaciones en las que haya disposición a invertir capital de riesgo en las condiciones que este tipo de inversionistas establecen. Para lograr equilibrar las políticas de investigación y desarrollo, es necesario fomentar la generación de conocimiento básico para incrementar el acervo de creatividad, y orientar la mayor cantidad posible de estos conocimientos básicos hacia desarrollos tecnológicos de interés industrial para que puedan ser patentados. Establecer vínculos con entidades industriales y desarrollar proyectos de investigación que incluyan la venta de una propiedad intelectual previamente desarrollada permitirá negociar una mayor cantidad de fondos para futuros conocimientos básicos que induzcan un ciclo autosustentable. En resumen, y desde el punto de vista universitario, la relación sana entre una universidad y la industria, o bien entre la generación de conocimiento y la propiedad intelectual, debe contemplar acuerdos o convenios que valoricen la generación de conocimiento como piedra angular de la propiedad intelectual. El éxito en un programa de financiamiento de proyectos de investigación será directamente proporcional a la valorización y plusvalía tecnológica otorgada a nuestro conocimiento generado. Por consecuencia, el enfoque de la propiedad intelectual debe resumirse a la protección del conocimiento. Bajo esta óptica, el conocimiento generado debe imponerse sobre el concepto de la propiedad intelectual, con el fin de lograr acuerdos industriales equilibrados. Nam et ipsa scientia potestas est. Sir Francis Bacon 6 Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Año XVI, No. 60 �Estudio del uso de bauxita en la fabricación de refractarios AZS para hornos de vidrio Ana María Guzmán Hernández, Claudia Elizabeth Amaro Cortés, Guadalupe Alan Castillo Rodríguez Doctorado en FIME-UANL ana.guzmanhr@uanl.edu.mx RESUMEN Los materiales refractarios más utilizados en hornos de fusión de vidrio son los ladrillos de AZS, los cuales son capaces de permanecer en contacto con vidrio fundido a muy altas temperaturas, sin embargo debido al alto costo de la zirconia es necesario evaluar materias primas alternativas. Se evaluaron dos formulaciones de ladrillos refractarios, la primera utilizando alúmina, zirconia y sílice y la segunda utilizando zircón y bauxita, ambas en contacto con vidrio fundido. PALABRAS CLAVE Bauxitas, refractarios, zirconia, vidrio fundido. ABSTRACT The refractory products most used in glass furnaces are AZS bricks which are able to withstand the contact with molten glass at very high temperatures, however, the cost of zirconia is high and alternative products are worth to study for these process. Two compositions of refractory bricks the first one was alumina-zirconia-silica and the second formulation zircon-bauxite as raw materials in contact with molten glass were evaluated. KEYWORDS Bauxite, refractories, zirconia, molten glass. INTRODUCCIÓN Los materiales refractarios son componentes importantes del equipo utilizado en la producción, refinación y manejo de metales y vidrios; en la construcción de hornos para tratamientos térmicos y en otros equipos de procesos a alta temperatura. Los refractarios deben soportar altas temperaturas sin corroerse o debilitarse por el entorno; los efectos de otras condiciones sobre el medio ambiente tienen un papel significativo en el rendimiento en servicio de los refractarios.1-3 Generalmente, estos productos están compuestos por diversas partículas gruesas de óxidos aglutinadas con un material refractario más fino, el cual al hornearse proporciona la unión. Los óxidos más utilizados para hornos refractarios son Al2O3, MgO, SiO2 y ZrO2. En lo que se refiere a los refractarios utilizados en hornos para la industria del vidrio, una buena alternativa son los refractarios AZS, debido a que el ZrO2 tiene un alto punto de fusión y es uno de los óxidos termodinámicamente más Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 7 �Estudio del uso de bauxita en la fabricación de refractarios AZS para hornos de vidrio / Ana María Guzmán Hernández, et al. estables. Cuando se coloca en las paredes de los tanques de fusión de vidrio ayuda a eliminar o reducir el desgaste desigual de la línea de corrosión asociada con el movimiento del líquido y efectos del recorrido por la combinación de vidrio y álcalis libres.5 Con respecto a estos productos se han hecho estudios6-9 que indican tiempos de vida largos bajo las condiciones agresivas de los procesos de fusión de vidrio, sin embargo, su costo es extremadamente alto por lo que se requiere el diseño de productos más económicos para este propósito.10-15 Algunas alternativas en materias primas para la fabricación de refractarios AZS son el uso de zircón1617 y bauxita cuya presencia favorece la formación de fases con propiedades altamente refractarias como la mullita. En base a lo anterior, el presente trabajo se enfoca en el análisis del uso de estas materias primas que pudieran ser más económicas para el desarrollo de productos refractarios AZS. en forma de pastillas por prensado uniaxial entre 10 MPa y 12 MPa y se sinterizaron en un horno marca Linderg/Blue con una rapidez de calentamiento de 10 ºC/min hasta alcanzar una temperatura de 1600 ºC con un tiempo de permanencia de 5 hrs. después del cual, se dejaron enfriar hasta temperatura ambiente dentro del horno. Posteriormente, se realizó la prueba de penetración y ataque con vidrio fundido de acuerdo a la Norma ASTM C 874-77, la cual señala.18 √ Cortar probetas de los refractarios en prueba √ Realizar una perforación cilíndrica √ Rellenar la perforación con vidrio √ Quemar las probetas en un horno a 1450 °C durante 4 horas. Después del quemado, se realizó un corte transversal considerando como cara caliente la región en contacto con el vidrio fundido y como cara fría el otro extremo de la muestra para determinar penetración y ataque por medio del Microscopio Electrónico de Barrido. DESARROLLO EXPERIMENTAL Las materias primas utilizadas fueron alúmina, bauxita, sílice, zircón y zirconia, con las cuales se prepararon dos formulaciones (tabla I) que fueron caracterizadas mediante Difracción de Rayos X (DRX) y Microscopía Electrónica de Barrido (MEB). Tabla II. Composición química del vidrio sódico-cálcico. Tabla I. Formulaciones de las materias primas. Composición 1 2 Alúmina (99% Al2O3) 43 -- Bauxita (75% Al2O3) -- 48 Zirconia (99.9% ZrO2) 20 -- Zircón (66% ZrO2) -- 29.5 Sílice (99% SiO2) 37 22.5 Posteriormente, se realizó una prueba de penetración y ataque con vidrio fundido (ver análisis químico en la tabla II) y el análisis postmortem de estos materiales se realizó mediante MEB. Preparación de formulaciones Se mezclaron las proporciones adecuadas de cada materia prima utilizando acetona para la homogeneización; posteriormente se secaron en un horno a 110 ºC por 24 h. Los polvos se compactaron 8 Compuesto Valor obtenido (% peso) Potasio 0.226 Aluminio 0.92 Calcio 7.14 Magnesio 0.16 Sílice 71.16 Sodio 7.80 RESULTADOS Y DISCUSIÓN Se determinó la densidad para cada una de las composiciones sinterizadas a 1600ºC (tabla III), en donde puede observarse que la mayor densidad se obtiene en composiciones fabricadas con bauxita y zircón, lo cual se ve reflejado en menor porosidad y por tanto, mayor resistencia a la penetración por sustancias fundidas. Esta diferencia en densidades puede deberse a una mayor homogeneización en tamaños de partícula de las materias primas (ver Tabla III. Densidades de las pastillas sinterizadas durante 5 horas. Composición 1 2 Densidad (gr/cm3) 5 Horas 2.453 2.707 4.67x10-6 9.12x10-6 Cambio lineal Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 �Estudio del uso de bauxita en la fabricación de refractarios AZS para hornos de vidrio / Ana María Guzmán Hernández, et al. tabla IV), ya que polvos con tamaños de partícula más fino pueden ser sinterizados (densificados) más rápidamente que polvos gruesos.19 Es importante mencionar que la densificación o sinterización por difusión en estado sólido implica una contracción o encogimiento del producto lo cual puede ser observado en la tabla III, por lo que este fenómeno debe ser considerado al momento de fabricar el producto, así como la coloración amarillenta al quemado debida a la presencia de cierto porcentaje de hierro en la bauxita (1.26%). Tabla IV. Distribución de tamaños de partícula. Materia prima Tamaño de partícula (μm) Alúmina 200-300 Bauxita 10-20 Sílice 75 Zirconia 4-6 Zircón 5-10 Fig. 2. DRX composición 2, B=Badeleyita, C=Corindón, M=Mullita y Z=Zircón. La microscopía de la formulación 1 (figura 3) señala una distribución uniforme de tamaños de partícula, fases AZS ricas en sílice (1) y/o zirconio (2), así como la presencia de pequeñas agujas de mullita (3). Ver espectros 1-3. Mientras que para la formulación 2 (figura 4) se tienen granos de AZS (1) con hierro y titanio embebidos (2). Ver espectro 5. DIFRACCIÓN DE RAYOS X Los resultados del análisis de DRX para las muestras sinterizadas señalan la presencia de badeleyita, corindón, cristobalita, mullita y zircón para la formulación 1 (figura 1) y badeleyita, corindón, mullita y zircón para la formulación 2 (figura 2). Fig. 3. Microfotografía correspondiente a la composición 1 sinterizada por 5 horas. Fig. 1. DRX composición 1, B= badeleyita, C= corindón, Cr= cristobalita, M= Mullita y Z= Zircón. Es importante notar la disminución en la proporción de badeleyita, ya que a alrededor de 1000ºC existe una transformación de monoclínica a tetragonal que implica cambios volumétricos alrededor del 9%,18 lo cual puede producir agrietamientos cuando el material se encuentre en funcionamiento. Por otro lado, se tiene mayor formación de mullita fase también altamente refractaria con excelentes propiedades de resistencia física y química.19 Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 Espectro 1. Análisis químico correspondiente a la fase AZS rica en sílice. 9 �Estudio del uso de bauxita en la fabricación de refractarios AZS para hornos de vidrio / Ana María Guzmán Hernández, et al. Espectro 2. Análisis químico de los granos blancos. Espectro 3. Análisis químico de las agujas. Fig. 4. Microfotografía de la composición 3 sinterizada por 5 horas. Microscopía electrónica de barrido muestras post-mortem En la figura 5a se puede observar la muestra general correspondiente a la formulación 1, en donde se detecta baja porosidad en la cara caliente debido a la penetración del vidrio fundido, lo cual puede afirmarse por el análisis químico obtenido mediante espectroscopía dispersiva de rayos X (EDS) en esta 10 Espectro 4. Análisis químico de los granos blancos. Espectro 5. Análisis químico de la zona gris con pequeños puntos blancos. región detectándose una fase AZS (alúmina-zirconiasílice) con calcio y sodio embebidos (espectro 6); conforme se avanza hacia la cara intermedia (figura 5b) ya no se tienen indicios de álcalis (calcio o sodio) correspondientes a la formulación del vidrio sódicocálcico, y se detecta mayor porosidad a medida que se avanza hacia la cara fría (figura 5c). Por otro lado, en la figura 6a se observa baja porosidad en la interfase con la cara caliente debido a la penetración de vidrio fundido lo cual puede corroborarse en el análisis químico obtenido por EDS (espectro 7); a medida que se avanza a lo largo de la muestra se llega a la cara caliente (figura 6b) en donde la porosidad es mayor y ya no se detecta la presencia de calcio o sodio provenientes de vidrio sólo aparecen fases rutilo (impurezas de la bauxita) y AZS (espectro 8). En lo que se refiere a la cara fría (figura 6c) no se detecta la presencia del vidrio solo continúa la fase AZS. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 �Estudio del uso de bauxita en la fabricación de refractarios AZS para hornos de vidrio / Ana María Guzmán Hernández, et al. Fig. 5. Composición 1, a) cara caliente, b) cara intermedia, c) cara fría. Espectro 6. Análisis químico de la cara caliente. Fig. 6. Composición 2, a) cara caliente, b) cara intermedia, c) cara fría. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 11 �Estudio del uso de bauxita en la fabricación de refractarios AZS para hornos de vidrio / Ana María Guzmán Hernández, et al. CONCLUSIONES En base a los resultados obtenidos se puede concluir lo siguiente: a) En las dos composiciones se observa una microestructura inalterada con buena liga entre partículas a excepción de la cara caliente en donde se detecta formación de productos de bajos puntos de fusión debido a la penetración de vidrio fundido. b) El análisis comparativo de los dos productos sinterizados indica que la composición con bauxita presenta mayor resistencia a la penetración por vidrio fundido debido a que su densidad es mayor y a la formación de una interfase que impide la penetración por vidrio fundido. c) El uso de bauxita representa una buena alternativa como materia prima en la fabricación de productos refractarios base AZS debido a la presencia de fases refractarias como mullita que proporciona mayor resistencia al ataque. Espectro 7. Análisis químico de la cara caliente. Espectro 8. Análisis químico de la cara intermedia. En la tabla V se presenta una comparación de la penetración por vidrio fundido en las dos formulaciones. Dicha comparación se basa en el análisis químico obtenido por EDS para cara caliente; si se consideran los porcentajes de sodio y calcio, se puede decir que hubo menor penetrabilidad en la formulación 2. Tabla V. Comparación de análisis químico obtenido por EDS en cara caliente. No. 1 2 Aluminio 9.48 11.44 Calcio Oxígeno Silicio Valor obtenido (% peso) 4.12 2.49 51.55 50.70 29.28 20.30 Sodio 3.31 1.33 Zirconio 2.28 13.73 12 BIBLIOGRAFÍA 1. F.H. Norton., Refractarios, Ed. Barcelona Blume, 1972. 2. Refractories Manual, American Foundrymens’s Society, Inc. Des Plaines, Illinois, 1994. 3. F.J. Ferrer, El refractario en la fabricación de acero inoxidable”, Bol. Soc. Esp. Ceram. V., 45(5), 363-366 (2006). 4. J.J. Laraudogoitia, A. Ibarrondo, F. González, et. al., Experiencias en el empleo de refractarios en la siderurgia no integral, Bol. Soc. Esp. Ceram. V. 45(5), 358-362 (2006). 5. S.C. Carniglia, G.L. Barna, Handbook of industrial refractories technology. Principles, types, properties and applications, Noyes Publications, p. 240, 1992. 6. E.A. Thomas, D.G. Patel and W.F: Brandt: Bonded AZS Refractories for Glass Processing, Journal of the Canadian Ceramic Society, Vol.53 (1984). 7. G. Duvierre, Y. Boussant-Roux, M. Nelson, Fused Zirconia or Fused AZS: Which Is the Best Choice, Ceram. Eng. Scl. Proc.,20(1), (1999). 8. F. Dávila, Optimización de la formulación AZS 43-20-37, Tesis de Maestría, UANL, (2003). Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 �Estudio del uso de bauxita en la fabricación de refractarios AZS para hornos de vidrio / Ana María Guzmán Hernández, et al. 9. E.D. Sejnke, Refractory-grade bauxite: An overview 1993, UNITECR’93 CONGRESS Sao Paulo-Brazil. 10. A. Caballero, F.J. Valle, S. De Aza, S. Castillo, Constitution of calcined refractory- grade bauxites: An interpretation, Ceramics Internationsl, Vol. 11(2), 45-50, 1985. 11. A. Caballero, J. Requena, S. de Aza, Refractory bauxites. How processing can improve high temperature mechanical properties, Ceramics International, 12, 155-160 (1986). 12.C. Pascoal, V.C. Pandolfelli, Refractory bauxites: chemical composition, phases and properties- Part II, Ceramica, 46(299), 131-138 (2000). Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 13. X. Zhong, Bauxite-based synthetic refractory raw materials, American Ceramic Society Bulletin, 9101-9105, December 2005. 14. Norma ASTM C874-77: Test method for isothermal corrosion resistance of refractories to molten glass. 15. D.W. Richerson, Modern Ceramic Engineering, Ed. Dekker, 2nd ed. 16. S.C. Carniglia, op. cit., p. 166, 1992. 17. Ibid., pp. 138, 150, 227, 1992. 18. Refractories Manual, op. cit., pp. 7-9, 1994. 19. G.I. Vázquez Carbajal, J.L. Rodriguez Galicia, et al., Microstructure and mechanical behavior of alumina-zirconia-mullite refractory materials, Ceramics International, 38 (2012) 1617-1625. 13 �Comportamiento de transformadores eléctricos bajo condiciones de GIC mediante el uso de ATP Daniel Guillén, Gina Idárraga Ospina FIME-UANL gidarraga@gmail.com RESUMEN El presente trabajo muestra el comportamiento eléctrico que presenta un transformador de potencia cuando se expone a condiciones de corrientes geomagnéticas inducidas (GIC), que lo hacen operar en la región de saturación y el flujo de campo magnético cambia de acuerdo al diseño del núcleo del transformador. Estas características se pueden calcular mediante técnicas de simulación de elemento finito, y en este trabajo se pretende mostrar el comportamiento de la corriente de excitación y magnetización de un trasformador de potencia cuando se expone a condiciones de GIC utilizando simulación mediante Electromagnetic Transient Program (ATP). PALABRAS CLAVE Transformador, corrientes geomagnéticas inducidas. ABSTRACT This work presents the electrical behavior that a power transformer exibits when it is exposed to induced geomagnetic currents (GIC), which makes it to operate in the saturation region and the magnetic flux changes accordingly to the design of the nucleus of the transformer. This characterisitc can be calculated by means of finite element simulation techniques, and in the aim of this work is to show the behavior of the excitation and magnetization currents of a power tranformer when exposed to GIC conditions using Electromagnetic Transient Program (ATP) software. KEYWORDS Transformer, gemagnetic induced currents. INTRODUCCIÓN En la actualidad ha surgido un gran interés por conocer los efectos que provocan la corrientes geomagnéticas inducidas (GIC) en los equipos que conforman el sistema eléctrico de potencia (SEP), en particular los transformadores de potencia debido a que las GIC se introducen por el neutro de la conexión estrella (Y) al sistema eléctrico. El estudio de este fenómeno nace a raíz de mitigar el impacto 14 Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 �Comportamiento de transformadores eléctricos bajo condiciones de GIC mediante el uso de ATP / Daniel Guillén, et al. de los disturbios magnéticos solares (normalmente llamados disturbios geomagnéticos) en sistemas eléctricos de potencia, debido a que desde hace varios años se han reportado una serie de tormentas geomagnéticas, mejor conocidas como tormentas solares, las cuales modifican los campos magnéticos de la tierra en amplias zonas geográficas debido a las partículas solares que interactúan con la magnetósfera, induciendo corrientes que fluyen a través de los sistemas aterrizados. Por está razón el interés de estudiar el efecto que provocan las GIC en transformadores de potencia, considerando que en los próximos años se espera un incremento en la actividad solar. Las GIC se caracterizan por ser señales de baja frecuencia cuyo rango reportado se encuentra entre 0.001 y 0.1Hz,1,2 esto permite que la señal de GIC pueda considerarse como una señal de corriente directa. Entonces, durante el periodo que el transformador de potencia se expone a condiciones de GIC, este se encuentra bajo excitación de corriente alterna (CA) y corriente directa (CD). TEORÍA DEL TRANSFORMADOR Un transformador al ser excitado por una fuente de CD no es capaz de magnetizar su núcleo de acuerdo con la ley de inducción de Faraday,3 sin embargo al ser alimentado con una fuente de voltaje de CA el transformador se magnetiza y como resultado se induce un voltaje en el lado secundario del transformador, este voltaje inducido de acuerdo “al modelo mostrado en la figura 1” se puede expresar de la siguiente manera: eind _ ca = vca − R p iexc − L p diexc dt (1) donde: iexc representa la corriente de excitación, la cual es la suma de la corriente de magnetización (corriente que pasa por la inductancia no lineal, Lm) y la corriente que fluye por la resistencia del núcleo (Rm), vca es el voltaje de excitación de CA, Rp y Lp son la resistencia e inductancia del transformador referida al lado primario. Si ahora se considera que el transformador es alimentado por una fuente de CD y una de CA, el transformador se magnetizará y por lo tanto existe voltaje inducido que provoca un flujo de campo magnético a través de su núcleo diferente al producido por la fuente de CA. Esto es muy similar a lo que ocurre con un transformador de potencia bajo condiciones de GIC, entonces (1) se puede reescribir como: eind _ tot = vcd + vca − R p iexc − L p diexc dt (2) De la ecuación (2), se puede ver que el voltaje inducido depende de la respuesta de ambas fuentes CA y CD, por lo tanto el flujo magnético a través del núcleo del transformador será también la suma de ambas respuestas: φ = φcd + φca (3) En el momento que se comienza a incrementar el flujo magnético a través del núcleo del transformador, este tiende a trabajar en la región de saturación, la cual dependerá de las características propias del material ferromagnético. En la ecuación (3), las respuestas de CA y CD se pueden expresar de la siguiente manera: 1 eind _ ca d (t ) N∫ AN mI cd φcd = l φca = (4) donde: A representa el área de la sección del núcleo, N es el número de vueltas del transformador, μ es la permeabilidad del material ferromagnético, l representa la longitud de la sección del núcleo y finalmente Icd es la corriente de DC o GIC que fluye a través del núcleo. Fig. 1. Modelo simplificado del transformador. EFECTOS GENERADOS POR LAS GIC EN TRANSFORMADORES En el momento que se introducen las GIC por el neutro del transformador, este tiende a cambiar su punto de operación de acuerdo con Masoum Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 15 �Comportamiento de transformadores eléctricos bajo condiciones de GIC mediante el uso de ATP / Daniel Guillén, et al. y Albertson 4,5 el nuevo punto de operación del transformador tiende a estar en la región de saturación, lo cual genera una serie de inconvenientes no deseados para el equipo. Donde: k es factor que depende del diseño del núcleo del transformador, GIC es la corriente que fluye por el neutro del transformador y Q0 es la potencia reactiva en condiciones normales. A. Saturación El flujo de GIC por el núcleo del transformador provoca un flujo magnético mayor que en condiciones normales de operación; si el flujo magnético incrementa a razón de GIC, el núcleo del transformador tiende a saturarse debido a que su nuevo punto de operación estará en la región de saturación, esto provoca que la señal de la corriente de excitación se encuentre saturada cada medio ciclo. En el momento que el transformador alcanza el nuevo punto de operación se dice que está en equilibrio de saturación.6 COMPORTAMIENTO DEL TRANSFORMADOR EN CONDICIONES DE GIC Con el objetivo de ejemplificar el comportamiento de la corriente de excitación en un transformador de potencia bajo condiciones de GIC, se utilizó “el esquema mostrado en la figura 2”, donde el circuito representa el modelo simplificado de un transformador cuyos datos son: 240 MVA, 230/500 kV con una reactancia de dispersión del 8 %. B. Distorsión Armónica En el instante que el núcleo del transformador se satura debido al flujo GIC, la corriente de excitación se distorsiona notablemente provocando un aumento en las magnitudes de las componentes armónicas, las cuales se incrementan a razón del valor de GIC. Entre mayor es el valor de GIC, mayor será la distorsión armónica total (THD) de la corriente de excitación del transformador. Utilizando la ecuación (5), se puede determinar el TDH de la señales de corriente o voltaje según sea el caso. THD = 1 I1 ∞ ∑I n=2 2 n Fig. 2. Transformador bajo excitación de CA y CD. De acuerdo con “el modelo presentado en la figura 1”, el comportamiento eléctrico del transformador de potencia en condiciones normales de operación y sin carga “es el que se presenta en la figura 3”, donde la señal de color verde corresponde a la corriente de excitación y la de color rojo a la corriente de magnetización. (5) donde: I1 es la magnitud de la componente fundamental e In representa la magnitud del enésimo armónico. C. Pérdidas de Potencia Reactiva Otro efecto que provocan las GIC en transformadores de potencia es el incremento en el consumo de potencia reactiva,7 el cual incrementa de forma lineal con el flujo de GIC por el núcleo el transformador, el consumo de potencia reactiva a su vez dependerá del diseño del núcleo del transformador 8 y se puede calcular usando la siguiente expresión: Q( MVar ) = k * GIC + Q0 (6) 16 Fig. 3. Señales de corriente en condiciones normales y sin GIC. En el instante que aparece un flujo de GIC por el neutro del transformador, el punto de operación se mueve a la región de saturación, entonces el nuevo punto de operación se alcanza en el instante que el transformador llega al equilibro de saturación.9 Esto se puede ver en la figura 4, observe que la señal Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 �Comportamiento de transformadores eléctricos bajo condiciones de GIC mediante el uso de ATP / Daniel Guillén, et al. correspondiente a la corriente de magnetización (color rojo) se incrementa hasta alcanzar un nuevo punto de equilibrio, el cual se lográ en aproximadamente 8s, en este instante el valor promedio de la señal es diferente de cero y se mantiene constante después de los 8s. De forma similar la corriente de excitación (color verde) se incrementa pero en menor cantidad en comparación con la corriente de magnetización. Fig. 4. Señales de corriente para condiciones de GIC. Al momento que la corriente de magnetización alcanza el equilibrio de saturación, ésta provoca un efecto secundario (distorsión de la señal) en la corriente de excitación del transformador. En la figura 5, se puede observar que la corriente de magnetización (color rojo), cada medio ciclo provoca una ligera distorsión en la señal de la corriente de excitación (color verde), debido a que la corriente de magnetización se encuentra saturada cada medio ciclo. Entonces el valor de la distorsión de las señales eléctricas dependerá de forma directa del valor de GIC inducido al transformador por su neutro de la conexión en estrella. CASO DE ESTUDIO El sistema eléctrico utilizado para estudiar el comportamiento eléctrico de transformadores de potencia “se muestra en la figura 6”, en donde la rama de magnetización del transformador de potencia se representa con tres reactancias no lineales conectadas en estrella.10 La conexión del transformador es ∆Y, y alimenta una carga de 120MVA con factor de potencia de 0.8 en atraso. La carga es alimentada a través de una línea de transmisión de 500kV con una longitud de 50 km. Fig. 6. Sistema eléctrico para análisis de transformadores bajo condiciones de GIC. De acuerdo con “el circuito de la figura 6”, el interruptor “S” permanece cerrado durante el primer segundo y enseguida se conecta la fuente de CD, que simula el flujo de GIC a través de la rama de magnetización del transformador de potencia. En el instante que el transformador tiende a alcanzar el nuevo punto de operación, las corrientes por fase de la rama de magnetización se incrementan hasta llegar a la saturación de medio ciclo, como “se observa en la figura 7”. Fig. 7. Corrientes de magnetización bajo condiciones de GIC. Fig. 5. Corriente de excitación y magnetización en condiciones de GIC. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 Un transformador al estar operando en la región de saturación provoca una distorsión en las corrientes de línea tanto del lado primario como del 17 �Comportamiento de transformadores eléctricos bajo condiciones de GIC mediante el uso de ATP / Daniel Guillén, et al. lado secundario del transformador, esta distorsión se puede ver en la figura 8. La señal de corriente correspondiente al lado primario es la línea roja, mientras que la línea verde representa la corriente secundaria del transformador. ANÁLISIS DE RESULTADOS En la tabla I, se pueden observar los resultados de la corriente de magnetización para diferentes valores de GIC, así como la distorsión armónica total de la señal. Se puede ver claramente que la distorsión de la señal está directamente ligada con el flujo de GIC a través de la rama de magnetización del transformador, entre mayor es el flujo de GIC mayor será la THD de la corriente. Tabla I. Corriente de magnetización para diferentes valores de GIC. I_ mag GIC 0 2 4 6 8 10 1 0.6795 1.0463 2.3535 4.1677 5.4678 6.7832 2 0.0167 0.3512 1.5168 3.2145 4.4913 5.7757 3 0.0160 0.3015 1.2627 2.7940 4.0374 5.2776 Fig. 8. Corrientes de línea para el lado primario y secundario del transformador bajo condiciones de GIC. 4 0.0151 0.2413 0.9723 2.3184 3.5247 4.7168 5 0.0140 0.1780 0.6902 1.8639 3.0370 4.1873 Al igual que las señales de corriente, también se ven afectadas las señales de voltaje. En la figura 9, se muestran los voltajes por fase, la señal de voltaje del lado primario (línea verde) se observa menos distorsionada debido al flujo de GIC por el transformador, mientras que el voltaje secundario resulta ser el más distorsionado (señal roja), esto se debe al tipo de conexión del transformador. De manera similar ocurre con las corriente por fase, sin embargo cabe recalcar que en la figura 8 se mostraron las corrientes de línea en donde la corriente del lado primario parece ser la más afectada, esto se debe al desbalance que ocasionan las corrientes de magnetización mostradas en la figura 7. 6 0.0128 0.1184 0.4510 1.4855 2.6342 3.7557 7 0.0114 0.0679 0.2722 1.2067 2.3389 3.4433 8 0.0100 0.0300 01563 9 0.0086 0.0053 0.0904 0.9272 0.0460 3.1381 Fig. 9. Voltajes de fase, primario y secundario del transformador bajo condiciones de GIC. 18 1.0302 2.1561 3.2552 10 0.0071 0.0073 0.0575 0.8726 1.9834 3.0656 11 0.0057 0.0106 0.0403 0.8408 1.9396 3.0049 12 0.0043 0.0080 0.0273 0.8179 1.9001 2.9416 13 0.0031 0.0030 0.0139 0.7995 1.8611 2.8729 14 0.0020 0.0018 0.0019 0.7865 1.8237 2.8002 15 0.0010 0.0049 0.0093 0.7808 1.7899 2.7264 THD 5.80% 54.40% 100.86% 160.03% 210.98% 238.92% CORRIENTE DE MAGNETIZACIÓN PARA DIFERENTES VALORES DE GIC Los resultado mostrados en la tabla I, se obtuvieron por medio del programa de simulación ATP, donde la primera columna corresponde a la magnitud de la componente fundamental (1) y las componentes armónicas (2 en adelante), siendo 2 la primera componente armónica de la corriente de magnetización. Se puede observar que para valor de GIC nulo existe una ligera distorsión en la señal debida al pequeño desbalance que presentan las corrientes de magnetización por fase. A medida que se incremente el flujo de GIC por la rama de magnetización la distorsión de las señales eléctricas será mayor, sin embargo la distorsión no es el único efecto que provocan las GIC en transformadores. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 �Comportamiento de transformadores eléctricos bajo condiciones de GIC mediante el uso de ATP / Daniel Guillén, et al. Otra razón para estudiar el transformador bajo condiciones de GIC, es el aumento en el consumo de potencia reactiva, así como el incremento de la temperatura del tanque del transformador debido al reordenamiento de los flujos de campo magnético a través de su núcleo ferromagnético, esto último se puede ver usando técnicas de elemento finito.11 CONCLUSIONES El equipo más afectado de un sistema eléctrico bajo condiciones GIC es el transformador de potencia, por lo que sigue existiendo un gran interés por determinar los efectos que ocasionan las GIC en los transformadores, con el objetivo de garantizar el funcionamiento adecuado del equipo bajo estas condiciones. Por está razón, el presente trabajo mostró el efecto secundario que ocasionan las GIC en los transformadores de potencia, siendo la rama de magnetización la parte más afectada. Sin embargo, no solo pueden presentarse problemas de distorsión de las variables eléctricas, sino también, incremento en el consumo de potencia reactiva, problemas en los sistemas de protección y aumento en la temperatura del transformador. REFERENCIAS 1. C. M. Liu, L. G. Liu and R. Pirjola, Geomagnetically Induced Currents in the High-Voltage Power Grid in China, IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 24, no. 4, pp. 2368-2374, October 2009. 2. H. C. Tay and G. W. Swift, A Novel Method of Detecting Asymetrical Transformer Core Saturation due to GIC, IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, vol. PAS-103, no. 1, pp. 183-189, January 1984. 3. S. J. Chapman, Electric Machinery Fundamentals, 4th ed.: McGraw-Hill, 2004. 4. M. A. S. Masoum and P. S. Moses, Influence of Geomagnetically Induced Currents on ThreePhase Power Transformers, in Australasian Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 Universities Power Engineering Conference (AUPEC), 2008. 5. V. D. Albertson, J. G. Kappenman, N. Mohan and G. A. Skarbakka, Load-Flow Studies in the Presence of Geomagnetically Induced Currents, IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, vol. PAS-10, no. 2, pp. 594-607, February 1981. 6. M. Heindl, M. Beltle, M. Reuter, D. Schneider, S. Tenbohlen, D.T. Oyedokun and C.T. Gaunt, Investigation of GIC Related Effects on Power Transformers Using Modern Diagnostic Methods, in XVII International Symposium on High Voltage Engineering, Hannover, Germany, 2011. 7. B. Zhang, Y. Liu, L. Liu, M. McVey, R. M. Gardner and X. Xiao, Effect of Load Current on Leakage Flux of Transformer with Geomagnetically Induced Current, EUROPEAN Transactions on Electrical Power, vol. 21, pp. 65–173, 2011. 8. X. Dong, Y. Liu and J. G. Kappenman, Comparative Analysis of Exciting Current Harmonics and Reactive Power Consumption from GIC Saturated Transformers, in Power Engineering Society Winter Meeting, 2001, pp. 318-322. 9. R.A. Walling and A.H. Khan, Characteristics of Transformers Exciting-Current During Geomagnetic Disturbances, IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 6, no. 4, pp. 1707-1714, October 1991. 10. N. Mohan, J. G. Kappeximan and V. D. Albertson, Harmonics and Switching Transients in the Presence of Geomagnetically Induced Currents, IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, vol. PAS-100, no. 2, pp. 585-593, February 1981. 11. B. Bai, B. Xu and J. Lu, An Analysis to Force Received in Transformer Core under DC Bias Conditions, in International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS), Shenyang, China, August, 2011. 19 �Los cohetes EIAO: Las pruebas de balística en la Universidad Edmundo Derbez García UANL edmundo.derbezg@uanl.mx RESUMEN Se presenta una reseña de los experimentos para lanzar cohetes en trayectoria balística que llevaron a cabo en 1961 maestros y alumnos de la Escuela Industrial Álvaro Obregón (EIAO) y de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León. Estas actividades estuvieron inspiradas por el deseo de desarrollar aplicaciones prácticas con los conceptos aprendidos en las aulas en el marco de la influencia de la carrera espacial iniciada con el lanzamiento del Sputnik en 1957, el ambiente de creación de agencias espaciales, y en México la discusión para formar la Comisión Nacional del Espacio Exterior. PALABRAS CLAVE EIAO, cohetes, balística. ABSTRACT An outline of the experiments for launching rockets in balisitc trajectory performed in 1961 by the students and faculty of the Escuela Industrial Álvaro Obregón (EIAO) and the Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica of the Universidad Autónoma de Nuevo León is presented. These activities are inspired on the wishes for developing practical applications of the learned concepts in the classroom in the frame of influence of the space race started with the lauch of the Sputnik in 1957, the interest in creating space agencies, and the discussion in México for creating the Comisón Nacional del Espacio Exterior. KEYWORDS EIAO, rockets, balisitics. El impulso de la carrera de ingeniería aeronáutica en la FIME y la de Técnico en Mantenimiento Aeronáutico que ofrece la EIAO, creadas para atender la necesidad de especialistas de este creciente sector estratégico, tuvo sus antecedentes en 1961 durante la construcción y lanzamiento de cohetes por parte de un grupo de maestros y alumnos entusiasmados por la floreciente carrera espacial. Avivado por la carrera espacial sostenida por las potencias en el apogeo de la Guerra Fría, los rusos mediante sus cohetes Vostok y los norteamericanos con el Atlas, la ingeniería aeroespacial despertó a fines de la década de los cincuenta y principios de los sesenta, un gran interés en las instituciones de educación superior del país. 20 Artículo publicado en el Boletín del Centro de Documentación y Archivo Histórico de la UANL. Año 2, número 18, julio 2011. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 �Los cohetes EIAO: Las pruebas de balística en la Universidad / Edmundo Derbez Imbuidos de este entusiasmo, maestros y alumnos de la Escuela Industrial y Preparatoria Técnica Álvaro Obregón y de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, que estudiaban de manera teórica estos aspectos, emprendieron el diseño, construcción y lanzamiento de una serie de proyectiles impulsados por combustible sólido dando a la entonces Universidad de Nuevo León el privilegio de ser la primera en realizar este tipo de experimentos, además de marcar una nueva era en la investigación científica y tecnológica en México. Esta labor se realizó bajo la dirección de los maestros Miguel Barrera Díaz y Rodolfo Villarreal Garza con el apoyo del director de la Álvaro Obregón, Santiago Tamez Anguiano quien, entusiasmado por el proyecto, consiguió los recursos económicos y materiales. Barrera Díaz recuerda el día en que surgió la idea: “Cuando estaba dando la clase de física en tiro parabólico, puse varios ejemplos de un cohete porque en esa ocasión estaba de moda al lanzar los rusos a Yuri Gagarin al espacio, entonces uno de los muchachos me dice, ¿por qué sólo en teoría, por qué no hacer un cohete? Le dije, me estás provocando, los invito a todos a hacerlo”. De inmediato los profesores Barrera Díaz y Villarreal Garza se documentaron, principalmente en libros de la Universidad de California y del Massachusetts Institute of Technology (MIT), para elaborar los proyectos de los primeros cohetes cuya concepción resultaron muy útiles para las prácticas de materias como térmica, mecánica de fluidos y dinámica de fluidos. En el Taller de Máquinas Herramientas de la EIAO el ingeniero Barrera Díaz diseñó y construyó un gran simulador “analógico y directo”, bien cimentado para efectuar con minicohetes pruebas y verificaciones, por ejemplo, de variables como diámetros y distancias. Aunque invertían mucho tiempo en ellas, los resultados resultaban evidentes. “Esos están locos”, decían algunos al saber de los planes. Se probaron dos pequeños proyectiles: el EIAO-1 de un kilo 750 gramos que alcanzó mil 500 metros de altura y el EIAO-2 de 40 kilos que, disparado desde el patio de la escuela, en abril de 1961, subió dos mil 100 metros. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 Estos disparos, mantenidos en reserva, probaron la factibilidad de efectuar un lanzamiento en campo abierto de un cohete de dos metros y medio de altura, cuatro pulgadas de diámetro y 35 kilos de peso terminado en 10 días de trabajo. La estructura cilíndrica fue construida con tres ángulos de acero reforzadas exteriormente con anillos por excelentes torneros y fresistas de ambas escuelas, entre ellos destacó especialmente el joven José Guadalupe Muraira González, apodado el “Mecánico”, generación 1961-1965 de Ingeniero Mecánico Electricista quien, no obstante la antigüedad de los equipos, realizó un perfecto maquinado de las toberas. Dispuestas en un extremo de la carcaza, resultaba uno de los componentes que requerían mayor precisión en su construcción dado que eran responsables de aprovechar la presión de los gases para lograr la mayor velocidad de salida del cohete. Industrias como Pigmentos y Óxidos y Zinc Nacional cooperaron con su esfuerzo, esta última les proporcionó el zinc para el combustible, mientras otro de los componentes, el azufre, lo adquirieron por kilos en la Farmacia Benavides. Ambos productos se mezclaban en una relación de 75 y 25 por ciento en peso, para luego introducirlo a presión, con sumo cuidado, en la cámara de combustión. El resultado de los trabajos fue el cohete llamado EIAO-3 que, aunque seguía siendo pequeño, poseía todos los principios de los modernos cohetes de su época. Maestros y alumnos preparados para la prueba del cohete EAIO-3. 21 �Los cohetes EIAO: Las pruebas de balística en la Universidad / Edmundo Derbez Gracias a las gestiones del maestro de la escuela, ingeniero Raúl Chapa Zárate ante la Secretaría de Comunicaciones y Transportes, donde era además funcionario, les fue concedido un predio como zona de lanzamiento ubicado en una apartada región del desértico y agreste interior del municipio de Mina, conocido como El Macho y llamado en forma graciosa por la gente como “Cabo Mina”. La camioneta Chevrolet de Rodolfo Villarreal, donde se instaló la torre de lanzamiento, llegó al lugar, a kilómetro y medio de la cabecera municipal, escoltada por una patrulla la mañana del viernes 26 de mayo de 1961. Una vez preparada la instalación en aquella superficie que semejaba una amplia plataforma, el cohete fue colocado en posición ligeramente inclinada. Después, alumnos y maestros, conteniendo la emoción, se ubicaron en la llamada “zona de retiro de seguridad”, establecido a un kilómetro de distancia, ante la eventualidad de un estallido durante el arranque. Para el encendido de los motores, el sistema diseñado por Villarreal Garza, aunque simple, permitió arrancarlos de forma segura y controlada desde la distancia en que se encontraba. Se trataba de un sistema de encendido por tiempo para el que utilizó, ante la carencia de recursos económicos, Los ingenieros Rodolfo Villarreal Garza y Guillermo Montoya ajustan la cápsula del EIAO-3. Ingenieros Miguel Barrera Díaz (izq.) y Rodolfo Villarreal Garza mostrando la cápsula del cohete antes de su montaje. 22 un reloj despertador antiguo que al sonar su alarma activaba una de las perillas donde colocó un platino y cerraba el circuito. Tras el despegue, lograron observar la secuencia de vuelo de siete segundos con la aceleración y apogeo pero no la caída a tierra. Como recuerda Barrera Díaz. “Veíamos que salía el cohete, se acababa la estela y ya no veíamos nada, ¿Para dónde se iba?, quien sabe”. Se hicieron esfuerzos por localizar el punto de caída, no obstante que unos afirmaban haberlo visto caer en una parte y otros señalaban una distinta, ubicaron el sitio exacto para conducir los restos de regreso a la escuela. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 �Los cohetes EIAO: Las pruebas de balística en la Universidad / Edmundo Derbez Lanzamiento del cohete EIAO-3. Durante el vuelo, los maestros tomaron el tiempo de ascenso y regreso a fin de estimar de manera aceptable la altura alcanzada por el cohete, considerando variables como su masa y diámetro. Si bien estaba diseñado para alcanzar un techo de 5 mil metros, la cifra estimada fue una altitud de tres mil 500 metros debido a que el paracaídas se abrió antes de lo previsto. La velocidad alcanzada fue de dos mil 100 kilómetros por hora, es decir, 600 metros por segundo, una verdadera hazaña considerando la estrechez de recursos de que dispusieron. La Secretaría de Comunicaciones y Transportes había lanzado dos de ellos, el primero alcanzó cuatro mil metros de altura y el segundo 25 mil con un alto costo debido al empleo de combustible líquido con base en alcohol y oxígeno. Por esa razón existía un marcado interés de la dependencia federal en los ensayos de la Álvaro Obregón al reducir ostensiblemente el uso del combustible sólido el costo de las pruebas. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 Su titular, ingeniero Walter C. Buchanan, pionero de la investigación espacial en México, informado ampliamente del experimento envió al director de la escuela una carta de felicitación y estímulo para los muchachos. La noticia del exitoso disparo fue recibida con entusiasmo por las autoridades de la Universidad, el rector Joaquín A. Mora ofreció a través de un mensaje la ayuda para seguir con las pruebas de balística. “Esto demuestra que el interés por el estudio y por todo aquello que signifique adelanto, puede traducirse en realizaciones prácticas aún dentro de la pobreza de elementos materiales. Las experiencias obtenidas permitirán mayores conocimientos prácticos en muchos campos de la ciencia y de la técnica y por lo tanto, el aprendizaje y preparación de maestros y alumnos será cada día mejor”, escribió. En las instalaciones de la escuela los participantes de la prueba, incluyendo jóvenes de entre 16 y 20 años de edad, recibieron felicitaciones de sus compañeros y de personas ajenas a la institución emocionadas por su logro. Enterado de la prueba el director del plantel Santiago Tamez Anguiano regresó de la Ciudad de México y Chapa Zárate desde la ciudad de Los Angeles, California. Las sociedades de alumnos de las distintas facultades, encabezadas por la de Derecho, presidida por César Lucio Coronado, pensaban convocar a una serie de homenajes dedicados a los alumnos de la Álvaro Obregón. El Ing. Santiago Tamez Anguiano (der) inspecciona los restos recuperados del cohete. Junto a él, hacia la izquierda, están los ingenieros Rodolfo Villarreal Garza y Miguel Barrera Díaz. 23 �Los cohetes EIAO: Las pruebas de balística en la Universidad / Edmundo Derbez Plana del periódico “El Norte” publicada al día siguiente del lanzamiento. 24 En medio del regocijo no faltaron los comentarios jocosos producto del ingenio popular. La gente afirmó que sólo los regiomontanos podían haber hecho y lanzado un cohete con 600 pesos, que los alumnos parecían técnicos soviéticos al informar del mismo sólo hasta que tuvieron éxito y que en la próxima misión el primer ser vivo lanzado al espacio sería un cabrito: el “cabritonauta”. De hecho se estaba alistando el cuarto cohete compuesto de tres etapas, a semejanza de un Saturno, con sus toberas bien diseñadas para que diera el máximo empuje con mínima cantidad de combustible, a tal grado que al profesor Barrera Díaz le daba temor probarlo. “El alcance iba a ser demasiado grande, presuntamente 18 kilómetros, pero como no teníamos giroscopio para dirigirlo, el miedo era que fuera a caer encima de alguien”. Para evitar la pérdida del cohete de 120 kilos de peso y cuatro metros de altura, el doble del EIAO3, se había ideado colocarle señalizaciones de luz fosforescente a fin de delinear con exactitud su trayectoria durante la noche del lanzamiento al que estaba invitado el ingeniero Chapa Zarate. Incluso tenían el ofrecimiento de un ex alumno, el piloto aviador Manuel J. Leal, de contar con un paracaídas importado de Estados Unidos para el sistema de recuperación. Sin embargo, el “programa espacial” llegó a su fin cuando el Ejército, que observó el lanzamiento de Mina, prohibió la continuación de las pruebas. Villarreal Garza recuerda la impresión de los militares ante lo espectacular de la ignición y despegue. “El combustible necesita una temperatura muy alta de arranque, entonces le poníamos unas lámparas de flash preparadas para el arranque, ellos vieron un relámpago abajo y la nube que se forma, pasaron ese informe a México y dijeron que ya no”. Una forma de justificar la medida fueron los costos que, sin contar la mano de obra, ascendían a 10 mil pesos. Otro aspecto era que al avanzar rápidamente este desarrollo tecnológico, por un lado implicaba involucrar más equipos de investigación y mejores aparatos de seguridad, y por otro, sin advertirlo, los jóvenes maestros y alumnos estaban alterando con sus verdaderos misiles balísticos Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 �Los cohetes EIAO: Las pruebas de balística en la Universidad / Edmundo Derbez el orden político mundial. Al menos advirtieron este trasfondo como freno a su entusiasmo por la cohetería experimental. La prohibición por parte del Ejército, los temores de probar un cohete más potente y finalmente un desenlace trágico durante la creación de un proyectil nuevo que costó la vida a un estudiante fueron los factores que influyeron en la cancelación definitiva de estas pruebas. El accidente sucedió el 27 de junio de 1961, horas antes de efectuar su lanzamiento en un terreno de la colonia San Jorge, cuando el joven del cuarto año, Bernardino García Cárdenas, elaboraba en el Taller de Modelado y Carpintería la base de madera para el despegue. Por una causa desconocida tenía consigo la cápsula que contenía mil 350 gramos de combustible sólido que, al estar cerca del esmeril, hizo explosión. No obstante, las prácticas continuaron en el simulador. Para ello empleaban un tanque donado por Petróleos Mexicanos, las probetas eran colocadas en un diafragma para que su fuerza fuera transmitida a un manómetro donde se tomaba la presión con el área y obtener así la magnitud del empuje producido por el motor. De esta forma se obtuvieron mediciones muy importantes de prototipos minimizados a nivel laboratorio, aunque todo se veía reducido de nuevo a lo teórico. De recibir el apoyo del gobierno los alcances de este proyecto hubieran sido amplios. “Hubiéramos llegado hasta mero arriba”, dice Barrera. “Nosotros lo hicimos –agrega Villareal Garza– para que los alumnos fueran agarrándole más cariño y respeto a la escuela y a su profesión” A continuación se transcribe la nota con referencia al lanzamiento publicada por Carlos Landeros en El Porvenir el 27 de mayo de 1961. EIAO-III Modesta pero magnífica hazaña Los regiomontanos no podían quedarse atrás y fue desde los polvorientos montes de Mina, a menos de 50 kilómetros de Monterrey, desde donde se alzó el primer cohete que se lanza en el norte de México, Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 de 35 kilos de peso, dos y medio metros de altura y fruto de un año de esfuerzos y de… ¡600 pesos! Su nombre es simbólico: el EIAO-III, en honor de la Escuela Industrial Álvaro Obregón, el viejo plantel universitario en el que trabajan los maestros y estudiantes que participaron en la modesta pero magnífica prueba. Por la frialdad de las cifras –600 pesos de costo efectivo– la prueba bien podía compararse con cualquiera otra de las realizadas en el planeta. No había allí millones de presupuesto ni maravillosos sistemas técnicos que apoyaran el experimento. Pero había un grupo de jóvenes maestros y estudiantes que por su actitud ante el futuro y por su entusiasmo, hacen abrigar esperanzas mayores en el ya común pero complicado campo de los vuelos espaciales. Estaba al frente un joven profesional, el ingeniero Miguel Barrera Díaz de 26 años de edad y egresado de la Escuela Industrial Álvaro Obregón y de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad de Nuevo León. Con él, un grupo de maestros y alumnos de la Escuela Àlvaro Obregón. Los siete segundos que abarcó la parte central de la prueba transcurrieron entre la ansiedad de quienes participaron en el lanzamiento. Era ésta la prueba de fuego de los ensayos modestos pero ambiciosos de un grupo de jóvenes que ante las hazañas logradas en países muy superiores en el campo de la técnica, tratan de aplicar los conocimientos adquiridos y de entrar, dentro de los recursos disponibles, en la apasionante etapa de los vuelos espaciales que abre un nuevo capítulo en la historia de la humanidad. Faltan palabras para describir lo que significa un ensayo de esta naturaleza, llevado a cabo por maestros y estudiantes de una escuela técnica de modestos recursos pero que han dado al país técnicos y trabajadores especializados que han honrado en el ejercicio de sus actividades al plantel. Ahora, de los recursos modestos y del tesón y afán de aprender que son signo de esa escuela técnica, ha surgido el primer ensayo público que se realiza en el norte de México en el campo de los cohetes de largo alcance. Como símbolo, el pequeño artefacto fue bautizado con las siglas EIAO-III en honor de la Escuela 25 �Los cohetes EIAO: Las pruebas de balística en la Universidad / Edmundo Derbez Industrial Álvaro Obregón. Antes se habían realizado experimentos preparatorios en secreto ya que no existían las condiciones de éxito que ayer permitieron el final feliz de la prueba. Datos sobre la prueba La prueba de ayer, según lo consideran quienes participaron en ella, fue todo un éxito y se han obtenido datos y experiencias para llevar a cabo nuevo ensayo, ahora con un cohete de tres etapas. Ayer, el lanzamiento estaba previsto para las 07:30 horas. Sobre una pequeña torre –tres metros de altura– descansaba el proyectil de 35 kilos de peso que habría de ser lanzado. La torre fue construida en el taller de soldadura y el cohete de aluminio, portaba una cámara de combustible construido de acero rolado y un detonador eléctrico para el lanzamiento del paracaídas cuando el artefacto llegara a su máxima altura. Se utilizó combustible sólido formado por zinc en 80% y azufre en 20%. La pequeña torre de lanzamiento es ajustable para la colocación de cohetes de diámetros que van de las cuatro a las 24 pulgadas. El cohete lanzado ayer tenía un diámetro de cuatro pulgadas. Cinco, cuatro, tres, dos, uno, cero… A las siete y media de la mañana, hora fijada para el lanzamiento, todo estaba preparado. Sin embargo, la duda acerca de ciertas cuestiones técnicas obligó al ingeniero Miguel Barrera Díaz, director del lanzamiento, a ordenar fuera pospuesto por algunos minutos. Fue hasta las ocho cuando el ingeniero Barrera Díaz inició el clásico conteo: 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0: y el ingeniero Juan Armendáriz conectó el switch que encendió el sistema de combustible y el cohete inició su vuelo tras de varios segundos de silbar y cimbrarse sobre la torre. Una nube plomiza quedó como huella en los primeros metros de la ruta. La altura máxima que alcanzó fue de tres y medio kilómetro, punto en el cual funcionó el sistema para lanzar el paracaídas en el cual debería caer el cono metálico de la nave. 26 Todo era perfecto hasta el momento pero entonces los hilos del paracaídas se rompieron y el descenso no tuvo lugar como se había previsto. El cono cayó a menos de 20 metros del sitio del lanzamiento, de cualquier manera la prueba había sido un éxito. Personal técnico del lanzamiento El escenario era un sitio solitario del municipio de Mina. Basta levantar la vista para observar el perfil de las montañas que rodean a Monterrey. No era Cabo Cañaveral. No era un ignorado campo de pruebas de Siberia. Sin embargo, igual ha de haber sido la reacción del equipo humano que ayudó a Gagarin y a Shepard a conquistar las antes invioladas regiones del cosmos. Hubo gritos de júbilo, abrazos, apretones de mano y todos pensaban ya en la próxima prueba. En medio de aquella explosión de alegría sonó la voz reposada del ingeniero Barrera Díaz: “en julio lanzaremos un cohete de tres etapas y debemos tener el éxito de hoy”. Todos asistieron. Allí estaban los ingenieros Mauro González, Guillermo Montemayor, Juan Armendáriz, Rafael Chávez Lugo, Rodolfo Villarreal y los técnicos mecánicos Heriberto Muraira y Rafael Reyes Bueno, integrantes del equipo humano que llevó a cabo la prueba. Después, el regreso a Monterrey y a pensar en qué dirá la gente de lo que se hizo en Mina. Por lo pronto, el eco por los montes contaba todavía de la modesta pero magnífica hazaña. REFERENCIAS Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. Fortaleza educativa (1947-2007), UANL, Monterrey, 2008, pp. 146-151. El Porvenir, 27 de mayo de 1961, p. 3-A, 28 de mayo de 1961, p. 1 y 9-B, 29 de mayo de 1961, p. 1-B, 28 de junio de 1961, p. 3. El Norte, 17 de mayo de 1961, p. 1, tercera sección, 28 de junio de 1961, p. 1-B y 29 de junio de 1961, p. 1 y 4. Vida Universitaria, No. 532, 4 de junio de 1961, p. 1. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 �Microinterruptor magnético con material híbrido Fralett Suárez Sandoval Ingeniería Electrónica, Instituto Tecnológico de Morelia “José María Morelos y Pavón” Beatriz Cristina López Walle FIME y CIIDIT, UANL fralett_520@hotmail.com , beatriz.lopezwl@uanl.edu.mx RESUMEN En este artículo se reporta el diseño de un microinterruptor fabricado con materiales metálicos y aislantes, convencionales, pero cuyo elemento móvil está hecho de una película de material híbrido compuesta de nanopartículas de óxido de hierro dispersas en una matriz polimérica. La contribución principal de este trabajo es el uso de esta película con la que se construyó un prototipo que trabaja con 24 Vdc de alimentación de la bobina y conduce 0.46 A de corriente máxima a una frecuencia de operación de conmutación de 35 Hz. PALABRAS CLAVE Nanopartículas, microinterruptor, material híbrido. ABSTRACT The design of a microswitch fabricated with conventional metalic and isolant materials, but with a movil element made of a film of hibrid material compounded by iron oxide nanoparticles dispersed in a polymeric matrix is reported in this paper. The main contribution of this work is the application of the film that was used for building a protoype that works with 24 Vdc coil feed and is able to conduct 0.46 A of maximum current at a commutation frequency of 35 Hz. KEYWORDS Nanoparticles, microswitch, hybrid material. OBJETIVO El objetivo de este trabajo consistió en diseñar, fabricar y caracterizar un microinterruptor electromecánico cuyo elemento móvil es un material híbrido compuesto de nanopartículas de óxido de hierro dispersas en una matriz polimérica de carboximetilcelulosa, el cual responde a las variaciones de un campo magnético. INTRODUCCIÓN Los materiales magnéticos nanoestructurados ofrecen propiedades novedosas que están revolucionando la tecnología de las aplicaciones magnéticas. Este tipo de material está constituido por partículas magnéticas de tamaño nanométrico (1 Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 27 �Microinterruptor magnético con material híbrido / Fralett Suárez Sandoval, et al. a 100 nm) embebidas en una matriz de un material no magnético. La motivación fundamental para su síntesis y estudio es el cambio dramático de sus propiedades magnéticas1 derivado de las dimensiones nanométricas de los constituyentes magnéticos y la relación área superficial contra volumen existente.2 Las partículas llegan a ser tan pequeñas que provocan que cada una se comporte como un magneto independiente3 y el material exhiba fenómenos inusuales como es el superparamagnetismo.4 Entre sus aplicaciones más prometedoras se encuentra el grabado magnético,5 el diagnóstico médico,6 la liberación controlada de drogas o medicinas,7 los sensores,8 etc. Los nanocompósitos magnéticos han sido producidos en una amplia variedad de matrices como óxidos de silicio, 9 óxidos de aluminio, 10 o vidrio poroso.11 En algunos de estos casos los procesos de síntesis y/o incorporación tienen alto grado de dificultad, necesitan equipos costosos o requieren materiales poco comunes. Una gran parte de las investigaciones se han enfocado al desarrollo de metodologías y procesos para la incorporación de nanopartículas magnéticas dentro de matrices poliméricas,12 motivados principalmente por sus interesantes propiedades magnéticas y por su excelente manejabilidad. La película magnética usada en este trabajo fue producto de una tesis doctoral de la Universidad Autónoma de Nuevo León, 13 para la cual ya se habían realizado ciertas investigaciones con el fin de comprobar sus facultades como actuador. 14 El microinterruptor diseñado funciona bajo los principios de un relé o relevador, el cual es un dispositivo electromecánico controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes. El relevador fue inventado por Joseph Henry en 1835. En la figura 1 se presenta, de forma esquemática, la disposición de los distintos elementos que forman un relé de un solo contacto. Los contactos de un relé pueden ser normalmente abiertos, NA o NO, (Normally Open por sus siglas en inglés), normalmente cerrados, NC, (Normally Closed), o de conmutación: 28 Fig. 1. Esquema de un relevador. Los contactos normalmente abiertos conectan el circuito cuando el relé es activado; el circuito se desconecta cuando el relé está inactivo. Este tipo de contactos es ideal para aplicaciones en las que se requiere conmutar fuentes de poder de alta intensidad para dispositivos remotos. Los contactos normalmente cerrados desconectan el circuito cuando el relé es activado; el circuito se conecta cuando el relé está inactivo. Estos contactos se utilizan para aplicaciones en las que se requiere que el circuito permanezca cerrado hasta que el relé sea activado. Los contactos de conmutación controlan dos circuitos: un contacto NA y uno NC con una terminal común. La fabricación de los microrelevadores puede realizarse utilizando microtecnologías de fabricación típicamente empleadas en los sistemas microlectromecánicos (MEMS), o mediante el proceso UV-LIGA (Lithographie, Galvanoformung, Abformung), tecnología que combina patrones litográficos de UV de muy alta fotorresistencia y un depósito de materiales estructurales dentro de surcos resistentes para posteriormente realizar electroformado y moldeado. Este proceso presenta ventajas como la fabricación de microestructuras de cualquier altura, incluso varios cientos de micrómetros, en cualquier forma de sección transversal. Los micro-relevadores son ampliamente usados en diversas industrias para distintas aplicaciones, como interrupción segura, alto aislamiento y bajo consumo de potencia. 15 En este trabajo se realizó la sustitución del elemento móvil de un microinterruptor magnético por Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 �Microinterruptor magnético con material híbrido / Fralett Suárez Sandoval, et al. un material novedoso híbrido (orgánico/inorgánico). A continuación se presenta la metodología empleada para realizar el diseño del dispositivo, describiendo posteriormente su funcionalidad. METODOLOGÍA Para el diseño del microinterruptor mencionado se propuso y siguió la metodología descrita a continuación. Selección de la bobina En primer lugar, era necesario seleccionar una bobina, la cual debía mostrar la mayor reacción en la película magnética (figura 2). Fig. 3. Circuito implementado en el laboratorio para elegir una bobina. En las figuras 4 y 5 se puede observar una muestra de la película siendo atraída desde una posición inicial hacia la otra deseada. Se seleccionó a una bobina en específico, siendo ésta la que mostraba una mayor generación de campo magnético para atraer a la película magnética. Fig. 2. Muestra de la película magnética utilizada. De acuerdo a los datos arrojados por un magnetómetro durante un análisis previo, se sabe que la película que se desea mover necesita una intensidad de campo magnético de H=100 Oe. 16 Debido a que el objetivo del trabajo no es diseñar una bobina, se optó por encontrar una ya existente con la inductancia capaz de mover lo suficiente a la película antes mencionada. Para llevar a cabo pruebas con distintas bobinas se implementó el circuito de la figura 3 en el laboratorio. De acuerdo a la capacidad para generar un campo magnético de la bobina en funcionamiento se observó la atracción que presentaba la película magnética hacia el polo de la bobina. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 Fig. 4. Posición inicial de la película magnética. Fig. 5. Posición final de la película magnética. 29 �Microinterruptor magnético con material híbrido / Fralett Suárez Sandoval, et al. Era conveniente conocer el valor de la inductancia de la bobina seleccionada, para después corroborar esa medición con cálculos teóricos, con el fin de mostrar congruencia en ambos datos. El ángulo de retraso del voltaje en la resistencia según lo medido es θ R = −60° (7) La corriente que circula por el circuito se puede calcular en magnitud y fase conociendo (2), (5) y (7) Caracterización de la bobina Para medir la inductancia de la bobina seleccionada se implementó el circuito de la figura 6 en el laboratorio. VR < θ R 1.4V θ R = = 13.7524 mA < −θ R (8) R 101.8Ω Utilizando la ley de ohm se sabe que V1 = I *Z (8) Lo cual sustituyendo (1), (6) y (8), en magnitud representa I= 3.78V = 13.7524 mA* 101.82 + (376.991L ) (9) 2 Despejando el valor de L de (9) se obtiene: 2 Fig. 6. Circuito implementado en laboratorio para medir la inductancia de la bobina. Como puede observarse, es un circuito RL en serie. La selección de la resistencia adecuada fue en pro de una buena distribución de voltajes entre ambos elementos, es decir, la resistencia y la bobina, esto para que fueran apreciables en el osciloscopio ambas magnitudes, ya que se notó que la bobina tenía asociada una resistencia de magnitud considerable. La fuente de voltaje se obtuvo de un generador de funciones marca TEKTRONIX modelo AFG3021. Las formas de onda se midieron con ayuda de un osciloscopio obteniendo las siguientes amplitudes. V1=3.78V (1) (2) VR=1.4V VL=3.5V (3) Con los resultados obtenidos de las magnitudes de voltajes se prosiguió a hacer uso del análisis fasorial del circuito implementado para obtener el valor de la inductancia L. Se sabe que la impedancia total del circuito es: Z = X R2 + X L2 De la figura 6, sabemos que X R = R = 101.8 Ω (4) (5) X L = ωLj = 2πfLj = 2π (60 )Lj = 376.991Lj Ω (6) 30 ⎛ 3.78 ⎞ 2 ⎜ 13.7524 m ⎟ − 101.8 ⎝ ⎠ L= = 677.2392 mH (10) 376.991 Es necesario comprobar la veracidad del resultado obtenido, por lo cual se recurre en primer lugar, a la simulación del circuito y posteriormente al cálculo teórico. La simulación se llevó a cabo en Capture CIS del paquete de simulación (Orcad 10.5). Se tomaron mediciones de voltajes en los elementos y de la corriente en el circuito. Las figuras 7 a 10 muestran los resultados obtenidos. Para corroborar los valores se debe de recordar que la suma de las caídas de tensiones, en este caso con ángulos de defase, debe ser igual al valor de la fuente de alimentación. Tomando en cuenta lo anterior y considerando el circuito de la figura 6 se puede observar que V1 = VL + VR = 3.5112 < 21.8657° + 1.4 < −68.3883° Pasando de coordenadas polares a cartesianas las expresiones para el voltaje en la bobina y la resistencia. VL = rcos (θ L ) + jrsin (θ L ) = 3.5112cos (21.8657° ) + j 3.5112 sin (21.8657° ) = 3.258602 + 1.307684 j VR = rcos (θ R ) + jrsin (θR ) = 1.4 sin (−68.3883° ) + j1.4 sin (−68.3883° ) = .5156 − 1.301581 j Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 �Microinterruptor magnético con material híbrido / Fralett Suárez Sandoval, et al. Con lo que se obtiene: V1 = 3.774202 + 6.103181 x10−3 j Convirtiéndola a coordenadas polares se tiene V1 = 3.7742022 + 6.103181 x10−32 6.103181 x10−3 = 3.78 < .0926° 3.774202 Con lo cual se puede observar que la ley de caída de tensiones se cumple. Aún así se observó que existen diferencias entre los ángulos de desfase medidos y los que arroja la simulación. Esto se debe principalmente a que la bobina real no es puramente inductiva y posee una parte resistiva considerable. Se comprobará la medición de la bobina mediante las leyes del electromagnetismo. El calibre del alambre con el cual se encuentra embobinado el núcleo de M36 Si.Fe laminado en frio17 es de 32AWG,18 lo cual dicta que se tiene un diámetro de D = 0.2019mm Y que le circula una corriente máxima de I = .09 A Conociendo la intensidad de campo magnético necesaria para mover la película H = 100 Oe = 7957.75 A / m Se puede calcular la fuerza magnetomotriz tomando en cuenta que la longitud de núcleo de la bobina es de l=.0113m como Fm = (H )l = < tan −1 Fig. 7. Voltaje de entrada de amplitud 3.78 V y 60 Hz de frecuencia. Fig. 8. Voltaje de la bobina de amplitud 3.5112 V, 60 Hz de frecuencia y ángulo de desfasamiento de 21.87˚. A⎞ ⎛ ⎜ 7957.75 m ⎟ (0.0115 m ) = 89.9225 A − v ⎝ ⎠ Fig. 9. Voltaje en la resistencia de amplitud 1.4 V, 60 Hz de frecuencia y ángulo de desfasamiento de -68.13º. Por lo cual se obtiene que el número de vueltas necesarias es de F 89.9225 A − v N= m = = 999.1397 vueltas I .09 A De acuerdo al material del núcleo que se usó se sabe que la permeabilidad magnética relativa es de μr= 500 19 y posee un diámetro de 0.004 m. Con lo cual se puede calcular la permeabilidad absoluta del núcleo como Wb μ = μ 0 μ r = 4π x10−7 (500 ) = 628.31 × 10−6 A − v.m Y el área de sección transversal del núcleo como 2 A = π r 2 = (π )(0.002 ) = 12.5663 × 10−6 m 2 ( Fig. 10. Corriente del circuito de amplitud 13.738 mA, 60 Hz de frecuencia y ángulo de desfasamiento de 68.13˚. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 ) ( ) 31 �Microinterruptor magnético con material híbrido / Fralett Suárez Sandoval, et al. Finalmente se calcula la inductancia de la bobina: L= a) b) c) N 2μ A = l (999.1397 )2 ⎛⎜ 628.31×10−6 ⎝ ( ) Wb ⎞ 12.5663 ×10−6 m 2 A − v.m ⎟⎠ = 0.0115 m En consecuencia, como se puede observar, es un valor muy parecido al obtenido experimentalmente. Las pequeñas variaciones son debidas a la pureza del material utilizado para construir el núcleo. RESULTADOS Diseño del microinterruptor El microinterruptor tiene como características: funcionalidad de un contacto, expandible a cuatro con independencia de cada uno; 14 pines disponibles para montaje en zócalo de los cuales 2 corresponden para energizar a la bobina, 4 de común, 4 de normalmente cerrado y 4 de normalmente abierto; 24 Vdc de alimentación de la bobina; manejo de 0.46 A de corriente a la salida; frecuencia de entrada de operación de 35 Hz; no encapsulado en fase de pruebas para su manipulación, pero diseñado para ser encapsulado; mica de fibra de vidrio como soporte de la película magnética. En la figura 11 se puede observar el interruptor diseñado, las dimensiones se dan en la figura 12. En 12 a) se presenta la vista superior ya con la película incluida, la cual es capaz de atraerse a sí misma, así como a la mica de fibra de vidrio y al común. Como se había mencionado antes, sólo uno de los contactos fue modificado. Fig. 11. Micro-interruptor diseñado. 32 Fig. 12. Vista superior del interruptor: a) con película magnética, b) con mica soporte, c) esquemático acotado (acotaciones en mm). Las figura 13 a 15 muestran respectivamente la vista lateral, la vista trasera del interruptor diseñado, ya las medidas del zócalo. Fig. 13. Vista lateral del interruptor. Fig. 14. Vista trasera, muestra los pines del interruptor (acotaciones en mm). Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 �Microinterruptor magnético con material híbrido / Fralett Suárez Sandoval, et al. Fig. 17. Circuito real usado para comprobar funcionalidad del microinterruptor (LED encendido). Fig. 15. Vista del zócalo: a) lateral, b) inferior (acotaciones en mm). Como puede observarse en la figura anterior, el abrir y cerrar el contacto del interruptor diseñado se usa para encender y apagar un LED indicador, es decir en el momento en que se cierra el contacto el LED se polariza directamente por medio de un divisor de tensión lo cual ocasiona que se encienda. En la figura 18 se puede observar el proceso inverso, es decir, el contacto se abre y el LED deja de recibir corriente, por lo cual se apaga. Funcionalidad del microinterruptor Se necesitaba comprobar la funcionalidad del microinterruptor diseñado, por lo cual se implementó el circuito de la figura 16 en el laboratorio. Fig. 18. Circuito real usado para comprobar funcionalidad del microinterruptor (LED apagado). Fig. 16. Circuito implementado para comprobar funcionalidad del microinterruptor. El relevador adicional, apreciable en la misma figura, le da el pulso a la bobina del interruptor que se construyó en este trabajo, y que permite remontar el voltaje a 24 V, que es el voltaje de excitación de la misma. El circuito de la figura 16 se muestra en funcionamiento en la figura 17. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 CONCLUSIONES Se construyó un microinterruptor magnético completamente funcional empleando material híbrido (orgánico/inorgánico). Dado que la película magnética es únicamente capaz de conducir corrientes del orden de los microamperes, se hace necesario añadirle elementos conductores. Sin embargo el calibre de los mismos está limitado a la capacidad mecánica de la película, lo cual afecta la capacidad total de corriente de trabajo. AGRADECIMIENTOS Los autores expresan su agradecimiento al MVZ Carlos H. Jiménez González, Coordinador General 33 �Microinterruptor magnético con material híbrido / Fralett Suárez Sandoval, et al. del Programa Delfín, y a la Ing. Obeth Hernández Díaz, Consejera Técnica de dicho programa en el ITM; a la Academia Mexicana de Ciencias, en particular a la Ing. Saraí Malinal Torres Delgado y a la Sra. Ruth Marún; a los doctores Juan Francisco Luna Martínez y Edgar Reyes Melo por facilitar las películas de material híbrido; a la UANL; y a la familia Reynoso Pámanes. REFERENCIAS 1. L. E. Brus R. E. Siegel et al., Cluster and clusterassembled materials, J. Mater. Res., 4, 704 (1989). 2. V. V. Kresin, Photodisintegration sum rule and electron distribution in metal clusters ,Phys. Rep., 220, 1 (1992). 3. C. Kittel, Theoiy of the structureof ferromagnetic domains in films and small particles, Phys. Rep., 70, 965 (1946). 4. C. P. Bean, J. D. Livingson, Superparamagnetism, J. Appl. Phys., 30 120 (1959). 5. R. G. L. Audran, A. P. Huguenard, U. S. Patent 4, 302, 523 (1981). 6. L. Nixon, C. A. Koval, R. D. Noble, G. S. Slaff, Preparation and characterization of novel magnetite coated ion exchange particles, Chem. Mater, 4, 117 (1992). 7. S. P. Bhathnagar, R. E. Rosenwelg, J. Magn. Magn. Mater., Magnetic fluids bibliography, 149, 198 (1995). 8. I. Anton, D. Sabata, L. Yékás, Application oriented researchers on magnetic fluids, J. Magn. Magn. Mater., 85, 219 (1990). 9. L. A. García-Cerda, Sagrario M. Montemayor, Synthesis of CoFe2O4 nanoparticles embedded in a silica matrix by the citrate precursor technique, J. Magn. Magn. Mater. 294, 2, e43-346 (2005). 10. A. Gavrin, C. L. Chien, Fabrication and magnetic properties of granular alloys, J. Appl Phys., 67, 938 (1990). 11. N. F. Breolli, D. L. Morse, J. W. H. Schreurs, 34 J. Appl. Phys., Magnetic properties of iron oxide photolytically produced from Fe(CO)5 impregnated porous glass, 54, 3344 (1983). 12. R. F. Ziolo, E. P. Giannelis, B. A. Weinstein, M. P. O’Horo, B. N. Ganguly, V Mehrotra, M. W. Russell, D.R. Huffman, Matrix-Mediated Synthesis of Nanocrystalline ggr-Fe 2O 3: A New Optically Transparent Magnetic Material. Science, 257, 219 (1992). 13. J. F. Luna Martínez. Síntesis y caracterización de materiales nanoestructurados a base de una matriz polimérica de carboximetilcelulosa. Tesis doctoral. Universidad Autónoma de Nuevo León (2011). 14. B . C . L o p e z - W a l l e , E . R e y e s - M e l o , Characterization and Dynamics of Polymer Microactuators. Chapter 2. M. Rakotondrabe, Editor. Smart Materials-Based Actuators at the Micro/Nano-Scale. Springer New York (2013), pp. 15-39. 15. S. J. Jeong, D. E. Lee, W. Wang, Nanosystemsinformation Storage and Processing Systems Microsyst Technol, 13, 635-645 (2007). 16. J. F. Luna Martínez, E. Reyes-Melo, V. GonzálezGonzález, C. Guerrero-Salazar, A. TorresCastro, S. Sepúlveda-Guzmán. Synthesis and characterization of a magnetic hybrid material consisting of iron oxide in a carboxymethyl cellulose matrix. Journal of Applied Polymer Science, 127 (3) pp. 2325-2331 (2013). 17. Zelio Relay - Plug in Relays & interposing relays Catalogue http://www.global-download. schneider-electric.com/852575A6007E5FD3/ all/5D8BE01C4452629D85257639006A9289/ $File/dia3ed2090304en.pdf 18. Electrónica fácil. F. J. Molina López (2004). Valores normalizados cables A.W.G. http:// www.electronicafacil.net/tutoriales/Valoresnormalizados-cables-AWG.php 19. Materiales Magnéticos P. Bravo (2007). http:// www.pascualbravo.edu.co/buzon/ferney.rendon/ Materiales%20magn%C3%A9ticos.pdf Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 �Comportamiento a fractura de carburos cementados WC-Co ultrafinos David Coureaux MustelierA, Alexey Goéz ÚsugaA, Blanca Reig LópezB, Luis Miguel Llanes PitarchA Dept. de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal•lúrgica, Universitat Politècnica de Catalunya, Barcelona dacm50@yahoo.es B Sandvik Hard Materials – Sandvik Española S.A. A RESUMEN En este trabajo se estudia el comportamiento a rotura de diferentes calidades de carburos cementados WC-Co ultrafinos. Se efectuó una caracterización microestructural y mecánica de dichos materiales, incluyendo un análisis de la fiabilidad de los mismos aplicando la estadística de Weibull a los resultados obtenidos en los ensayos de resistencia a la flexión. Estos resultados se han evaluado mediante un enfoque basado en la mecánica de la fractura elástica lineal para establecer la relación entre el rendimiento de componentes fabricados de metal duro y la presencia de defectos críticos, así como con las propiedades intrínsecas de estos materiales. Para ello, el estudio incluye la determinación de la tenacidad a la fractura de las distintas calidades, implementando técnicas de indentación. PALABRAS CLAVES Carburos cementados, Resistencia a rotura, Tenacidad a la fractura, Mecánica de la Fractura, Calidades ultrafinas. ABSTRACT In this work, the fracture behaviour of different ultrafine hardmetal grades was studied. Microstructural and mechanical characterization of these materials was performed, including a reliability assessment through Weibull statistics analysis of the results obtained in the flexural strength tests. These results have been evaluated on the basis of a linear elastic fracture mechanics approach for establishing the relationship between the performance of parts made of hardmetals and the presence of defects, as well as with the intrinsic properties of these materials. This study includes the fracture toughness evaluation for the different hardmetal grades, by means of indentation techniques. KEYWORDS Cemented Carbides, Fracture strength, Fracture toughness, Fracture mechanics, Ultrafine grades. INTRODUCCIÓN Los carburos cementados WC-Co, también conocidos como metal duro, presentan una microestructura compuesta por partículas cerámicas, WC, aglomeradas por un ligante metálico (generalmente una solución solida rica en Co). Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 35 �Comportamiento a fractura de carburos cementados WC-Co ultrafinos / David Coureaux Mustelier, et al. Esta particular microestructura le confiere una combinación de excelentes propiedades que les permite abarcar un amplio abanico de aplicaciones.1-2 Una de las propiedades mecánicas por la cual el metal duro es más empleado frecuentemente es su resistencia a la rotura transversal, siendo siempre la relación entre esta y la microestructura una cuestión atractiva que ha llamado la atención de muchos investigadores. Trabajos anteriores han dictaminado que el rendimiento de piezas y componentes fabricados de metal duro, está relacionado con los aspectos microestructurales.3-5 Otros reconocen que dicho rendimiento está condicionado además a la presencia de defectos pre-existentes en el material debido al procesamiento.6-7 Lo cual justifica el empleo de la resistencia mecánica como un indicador de calidad en la fabricación de carburos cementados. La tendencia a la miniaturización de herramientas a emplear en algunas aplicaciones, junto a la creciente demanda de materiales con una mayor dureza acompañada de un buen comportamiento mecánico, ha conllevado al desarrollo de calidades de metal duro de tamaños de grano cada vez más finos. Novedosas técnicas pulvimetalúrgicas se han desarrollado con la finalidad de obtener calidades submicrométricas, ultrafinas y nanométricas, en las cuales es imprescindible el uso de inhibidores del crecimiento del grano, así como una mejor clasificación y purificación de las materias primas; con el propósito de disminuir los defectos intrínsecos tanto en número como en tamaño.8 Sin embargo, para tamaños de granos muy pequeños resulta difícil controlar o evitar la presencia de estos defectos,1 lo cual conlleva a una influencia directa en la resistencia mecánica. El empleo de la Mecánica de la Fractura Elástica Lineal (MFEL) en el análisis del comportamiento a fractura de carburos cementados ha sido una acertada herramienta en la descripción del mecanismo de fractura de estos materiales frágiles (gobernada por la propagación inestable de los defectos pre-existentes en el material).9 En este contexto, está bien establecido que la relación entre los defectos pre-existentes en el material y la resistencia a la fractura de éste, a través de la tenacidad a la fractura (KIc), ecuación (1), donde Y es coeficiente adimensional que depende de la geometría de la probeta y el defecto así como la configuración del ensayo, ac es la mitad tamaño del defecto crítico y σrot resistencia a la rotura: 36 K Ic = Y σ rot πa c (1) La tenacidad de la fractura y la dureza son propiedades intrínsecas del material que resultan importantes parámetros para el diseño de herramientas y componentes. En ambas propiedades la microestructura del material juega un papel determinante. En numerosos trabajos reportan que son varios los parámetros microestructurales que influyen en las propiedades mecánicas del material; sin embargo, existe controversia en definir algún parámetro único para establecer estas relaciones. La mayoría de los autores concuerdan que los parámetros normalizadores que permiten una idea más clara de dicha influencia son la contigüidad de los carburos (CWC) y el camino libre medio de cobalto (λCo.)3 El objetivo de este trabajo consiste en evaluar la influencia de los parámetros microestructurales en la dureza, tenacidad de fractura y la resistencia mecánica de carburos cementados ultrafinos; los resultados obtenidos son entonces analizados para establecer una correlación entre la resistencia mecánica y las mencionadas propiedades, en un intento por definir estrategias de optimización microestructural que permitan mejorar el rendimiento mecánico de herramientas y piezas fabricadas de estos materiales. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Se evaluaron tres calidades de carburos cementados con distintos parámetros microestructurales, en cuanto a contenido de cobalto y tamaño de carburo medio. La nomenclatura utilizada a lo largo del trabajo para definir las calidades (L21, L12, L22), describiéndose el procedimiento experimental en los siguientes apartados. Preparación de muestras y caracterización microestructural. Para la caracterización microestructural y mecánica del material las muestras fueron previamente desbastadas y finalmente pulidas según el protocolo detallado por Sailer y col.4 El tamaño de grano se determinó mediante micrografías de las calidades a estudiar mediante microscopía electrónica de barrido (MEB) figura1. Estas micrografías se trataron posteriormente empleando un software de análisis de imágenes. En tanto el análisis de la composición Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 �Comportamiento a fractura de carburos cementados WC-Co ultrafinos / David Coureaux Mustelier, et al. química del material llevado a cabo mediante la técnica de espectroscopía de difracción de rayos X (EDX), permitió determinar el contenido de cobalto presente en el material. Para determinar los parámetros microestructurales Cwc y (λ Co), se han empleado las expresiones propuestas en el trabajo de Roebuck y Almond,3 que se ajustan para un contenido de Co entre 5-35% en volumen. Así la contigüidad se estimaría a partir de la ecuación (2): evitar la presencia de posibles concentradores de tensión. Para cada calidad estudiada se ensayaron 10 muestras a flexión en cuatro puntos, con separaciones entre puntos de apoyo externos e internos de 40 y 20 mm respectivamente, y con una velocidad de aplicación de la carga de 100 N/s. Los ensayos se realizaron empleando una máquina servohidráulica INSTRON 8511. Finalmente, las superficies de fractura se analizaron a través de un minucioso examen mediante MEB. Fig. 1. Microestructuras obtenidas por MEB de las calidades estudiadas: a) Calidad L21, b) Calidad L12, c) Calidad L22. CWC (VCo ) = D n (2) siendo n y D constantes con valores de 0.45 y 0.2 respectivamente. Por su parte, los mismos autores plantean que para estructuras en las cuales una fase predomina sobre otras, tal que un valor de contigüidad puede ser definido, el camino libre medio viene dado por la ecuación (3): 1 VCo dWC λ Co = dCo = 1 − CWC VWC (3) Caracterización mecánica La caracterización mecánica llevada a cabo incluye la evaluación de la dureza, la tenacidad a la fractura y la resistencia mecánica. La dureza (HV30) y tenacidad a la fractura (KIc) se determinaron a partir de 10 indentaciones Vickers realizadas con un durómetro tipo FRANK 532 aplicando una carga de 294 N, en tanto la tenacidad a la fractura se determinó según la ecuación propuesta por Shetty y col.,10 donde H es la dureza del material y W es la resistencia a la grieta. KIc= 0.0889 (H*W) ½ (4) La resistencia mecánica se evaluó en términos de la resistencia a la rotura transversal, (σrot). Se ensayaron probetas prismáticas con dimensiones de 45x4x3 mm previamente pulidas en la zona sometida a tracción, redondeándose las aristas para Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 Para estimar la fiabilidad mecánica de dichos materiales en cuanto a la resistencia a la rotura transversal, se aplicó la estadística de Weibull. Para ello, se empleó la siguiente función de probabilidad: Pf = n − 0,5 N (4) Donde n es el número de probetas que rompen por debajo de un esfuerzo determinado y N es el número total de probetas empleadas en cada calidad. Se supuso que los valores de fractura siguen la estadística de Weibull de acuerdo a la expresión (5): ⎡ ⎛ σ ⎞m ⎤ P = 1 − exp ⎢− ⎜ rot ⎟ ⎥ ⎢ ⎝ σ0 ⎠ ⎥ ⎣ ⎦ (5) Donde P es el esfuerzo de rotura que experimenta la probeta y los parámetros m y σ0 son constantes que gobiernan la distribución, donde m se relaciona con la fiabilidad de los materiales, siendo mayor a medida que la distribución de los esfuerzos de rotura es más estrecha.11 DISCUSIÓN Dureza y tenacidad a la fractura Los resultados de la caracterización microestructural y mecánica de las calidades estudiadas se muestran en las tablas I y II. 37 �Comportamiento a fractura de carburos cementados WC-Co ultrafinos / David Coureaux Mustelier, et al. Tabla I. Parámetros microestructurales de las calidades de WC-Co estudiadas. Calidad VCo (%) dWC (μm) λCo (μm) CWC L21 11.4 0.17 0.05 0.53 L12 5,8 0,37 0,08 0,72 L22 13.3 0.40 0.12 0.49 Tabla II. Propiedades mecánicas de las calidades de WCCo estudiadas en este trabajo. Calidad L21 HV30 (GPa) 20,5±0.6 KIc (MPam½) 8,3±0.1 σrot (MPa) 1757±318 Módulo de Weibull 7 Módulo de 632 Elasticidad GPa L12 L22 18,8±0.8 8,7±0.1 2214±473 8 16.9±0,2 9.9±0,1 3287±313 8 667 633 Donde se aprecia la dependencia del comportamiento mecánico con respecto a los parámetros microestructurales. La dureza y tenacidad a la fractura obtenidas se ajustan acorde a lo indicado en la literatura, donde la dureza disminuye al aumentar el tamaño promedio de carburo y/o el contenido de ligante, observándose un comportamiento inverso para la tenacidad a la fractura. Sin embargo, al variar ambos parámetros es imposible establecer una relación simple. Este inconveniente se elimina al utilizar el camino libre medio de cobalto (λCo) como parámetro normalizador de la microestructura, en el cual se contabiliza la influencia tanto del tamaño medio de grano de los carburos como del contenido de cobalto (un aumento de tamaño de grano WC y/o contenido de ligante conlleva a un aumento de λCo), figura 2. De manera general, se observa que la dureza disminuye y la tenacidad aumenta a medida que aumenta el λCo. Resistencia mecánica: Su relación con las propiedades intrínsecas y defectos preexistentes en el material La resistencia mecánica en las calidades estudiadas mostró un incremento al aumentar el λCo, lo cual es acorde con comportamientos referidos en trabajos anteriores3,4 (figura 3a). Atendiendo a esto se puede inferir una relación entre la resistencia mecánica y las propiedades intrínsecas del material donde para un aumento de la dureza del material asociada con 38 Fig. 2. Tenacidad de la fractura y dureza con respecto al camino libre medio de cobalto. la disminución del λCo, los resultados obtenidos muestran una caída de la resistencia y de la tenacidad a la fractura, (figura 3b). Por su parte a medida que aumenta la tenacidad de fractura en el material existe un incremento en la resistencia mecánica. De forma concluyente se puede destacar que para estas calidades ultrafinas, un aumento del tamaño de grano y/o del contenido de ligante resulta una mejora en la resistencia a la rotura. Fig. 3. Resistencia mecánica y tenacidad a la fractura con respecto: a) camino libre medio de ligante, b) dureza del material. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 �Comportamiento a fractura de carburos cementados WC-Co ultrafinos / David Coureaux Mustelier, et al. Se realizó un análisis fractográfico mediante MEB de las zonas de fractura resultantes de los ensayos de flexión, con la finalidad de observar el origen de la fractura en el material, encontrándose como inicios de fractura defectos intrínsecos al procesamiento: heterogeneidades microestructurales (inclusiones, poros y carburos grandes), mostrados en la figura 4. Posteriormente se realiza una comparación directa entre los tamaños de los defectos críticos medidos experimentalmente y los estimados a partir de un análisis en el contexto de la MFEL (ecuación 1), a partir de los resultados experimentales obtenidos de resistencia a rotura transversal y la tenacidad a la fractura (tabla III). Con el propósito de estimar los tamaños de los defectos que determinan la rotura, se utiliza el factor Y que corresponde a la solución de un defecto circular embebido en la muestra, es decir 2/π. Los resultados indican que la relación entre el defecto crítico y el tamaño de carburo medio, es mucho mayor en las calidades estudiadas a medida que disminuye el tamaño de grano. Este hecho ratifica que a pesar de las mejoras tecnológicas en el procesamiento de los carburos cementados, resulta difícil controlar la presencia de los defectos preexistentes en el material a medida que disminuye el tamaño de grano. Atendiendo al interés comercial sobre estas nuevas calidades, se llevó a cabo un análisis estadístico de Weibull para los ensayos de flexión, cuya distribución se muestra en la figura 5. Como era de esperarse para materiales con un comportamiento frágil característico, se percibió un comportamiento disperso de la resistencia mecánica, arrojando como resultado valores bajos del módulo de Weibull (m entre 7 y 8) (tabla II). La distribución de tensiones Fig. 4. Defectos críticos a partir de los cuales se origina la fractura del material: a) Calidad L21, b) Calidad L12, c) Calidad L22. Tabla III Tamaño de defecto crítico (experimental y estimado con un modelo de MFEL). Calidad 2ac estimado (μm) 2ac experimental (μm) L21 36 19-37 L12 24 14-34 L22 14 6-33 Mediante esta comparación se puede constatar el buen ajuste del enfoque de la MFEL con los resultados experimentales, así como la relación entre la tenacidad a la fractura y la resistencia a la rotura. Todas las calidades estudiadas presentan valores similares del tamaño de los defectos críticos experimentales, debido a lo cual un aumento de la tenacidad de fractura en el material se refleja en una mayor resistencia mecánica del mismo, como muestran los resultados alcanzados, Ello permite racionalizar el comportamiento mostrado en la figura 3a) con respecto a la variación del camino libre medio de cobalto. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 mostrada en la figura 5 y la inspección fractográfica efectuada a la superficie de fractura, sugieren un comportamiento bimodal en cuanto a σrot, y esto se debe a la naturaleza y tamaño de los defectos. Fig. 5. Distribución de Weibull de la resistencia a rotura en las calidades estudiadas. 39 �Comportamiento a fractura de carburos cementados WC-Co ultrafinos / David Coureaux Mustelier, et al. Dicha tendencia acompañada de la variación en la ubicación de los defectos dentro de las muestras, serán responsables de la dispersión de los valores obtenidos de los ensayos y de la fiabilidad mecánica de estas calidades. Atendiendo a lo anteriormente dicho, los menores valores de σrot estarán asociados a un mayor tamaño de los defectos o a una mayor cercanía de los mismos a la superficie sometida a los mayores esfuerzos de tracción en los ensayos realizados. CONCLUSIONES Atendiendo a los resultados obtenidos en este trabajo se puede arribar a las conclusiones generales que se resumen a continuación: 1) El comportamiento mecánico varió atendiendo a la microestructura de las calidades estudiadas. Tal influencia se racionalizó empleando el camino libre medio de cobalto (λCo); permitiendo relacionar a la vez el comportamiento a la fractura con la tenacidad a la fractura y la dureza del material. El aumento del camino libre de cobalto conllevó un incremento en la tenacidad de fractura y la resistencia mecánica, así como a una menor dureza del material. 2) La resistencia a la rotura transversal está asociada a los defectos pre-existentes en el material. Encontrándose una buena correspondencia entre los valores de tamaños de defectos estimados y los experimentales. Este hecho indica que el comportamiento a la fractura está racionalizado satisfactoriamente mediante un análisis en el marco de la MFEL. 3) La fiabilidad mecánica de estos materiales podría mejorarse al intentar disminuir las heterogeneidades microestructurales encontradas en los mismos, las cuales se consideran las responsables de la fractura. AGRADECIMIENTOS Este trabajo es parte de las tareas desarrolladas por SANDVIK y UPC en el proyecto Forma0, financiado por el CDTI dentro del programa CENIT. Los autores reconocen la labor y el apoyo de todos los miembros del grupo Forma0, liderado por SEAT. Adicionalmente D. Coureaux agradece a la Agencia Española de Cooperación Internacional para el Desarrollo por la concesión de una beca MAEC-AECID. 40 REFERENCIAS 1. Upadhyaya, G. S.,Cemented tungsten carbides: production, properties and testing, Noyes Publications, New Jersey, USA, (1988), pp. 254261. 2 Davis, J. R., Cemented carbides, Tool Materials, ASM Specialty Handbook, ASM International, Materials Park, USA, (1998), pp. 36-58. 3 Roebuck, B. y Almond, E. A., Deformation and fracture processes and the physical metallurgy of WC-Co hardmetals, Int. Mat. Rev., (1988), 33, 90-110. 4 Sailer T., Herr M., Sockel H. G., Schulte R., Feld H. y Prakash, L. J., Microstructure and mechanical properties of ultrafine-grained hardmetals, Int. J. Refract. Met. Hard Mater., (2001), 19, 553-559. 5 Fang Z. Correlation of Transverse Rupture Strength of WC-Co with Hardness. Int. J. Refract. Met. Hard Mater. (2005), 23, 119-127,. 6 B. Liu B, Y. Zhang, S. Ouyang; Study on the relation between structural parameters and fracture strength of WC-Co cemented carbides. Materials Chemistry and Physics, (2000), 62, 35-43. 7 Y. Torres, Comportamiento a fractura y fatiga de carburos cementados WC-Co, Tesis Doctoral, Universitat Politècnica de Catalunya, Barcelona (2002). 8 Gille, G., Szesny, B., Dreyer, K., van den Berg, H., Schmidt, J., Gestrich, T. y Leitner, G., Submicron and ultrafine grained hardmetals for microdrills and metal cutting inserts, Int. J. Refract. Met. Hard Mater., (2002), 20, 3-22. 9 Torres, Y., Casellas, D., Anglada, M. y Llanes, L., Fracture toughness evaluation of hardmetals: influence of testing procedure, Int. J. Refract. Met. Hard Mater., (2001), 19, 27-34. 10 Shetty, D. K., Wright, I. G., Mincer, P. N. y Clauer, A. H., Indentation fracture of WC-Co cermets, J. Mater. Sci., (1985), 20, 1873-1882. 11 S. Lingyan, Wu. Dongfang, Li. Yongdan; Optimal probability estimator for determining Weibull parameters. Journal of Materials Science Letters, (2003), 22, 1651 – 1653. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 �Recuperación de fibras de carbono de materiales compuestos termofijos con agua y alcohol bencílico en estados subcríticos y supercríticos Rodolfo Morales IbarraA, Mitsuru SasakiB,C, Motonobu GotoD, Armando T. QuitainB, Saida Mayela García MontesA Universidad Autónoma de Nuevo León, FIME, Programa Doctoral en Ingeniería de Materiales B Kumamoto University, Japan, Graduate School of Science and Technology C Kumamoto University, Japan, Bioelectrics Research Center D Nagoya University Department of Chemical Engineering E CIIDIT, UANL rodolfomoralesibarra@hotmail.com A RESUMEN En este trabajo se utilizó agua y alcohol bencílico en condiciones subcríticas y supercríticas para recuperar fibras de carbono de materiales compuestos para su reutilización potencial en componentes de alto desempeño. Los parámetros experimentales fueron la temperatura y el tiempo para la reacción de descomposición. Los métodos fueron evaluados por el índice de descomposición de la resina epóxica, que alcanzó hasta 89.1% y 93.7% con agua supercrítica y alcohol bencílico supercrítico, respectivamente. Las muestras fueron caracterizadas mediante microscopía de barrido de electrones (SEM, Scanning Electron Microscopy), que mostró fibras de carbono recuperadas limpiamente. PALABRAS CLAVE Reciclaje, Fibras de Carbono, Fluidos Subcríticos, Fluidos Supercríticos. ABSTRACT Benzyl alcohol and water in subcritical and supercritical conditions were used in this work for recovering carbon fibers from composite materials aimed to their potential reuse in high performance components. The reaction temperatures and decomposition times were the experimental parameters. The methods were evaluated by the decomposition rate of epoxy resin, which reached up to 89.1% and 93.7% with supercritical water and supercritical benzyl alcohol, respectively. The samples were characterized by scanning electron microscopy (SEM), that showed cleanly recovered carbon fibers. KEYWORDS Recycling; Carbon Fiber; Subcritical Fluids; Supercritical Fluids. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 41 �Recuperación de fibras de carbono de materiales compuestos termofijos con agua y alcohol... / Rodolfo Morales Ibarra, et al. INTRODUCCIÓN Existen varias directrices que promueven el reciclaje de materiales compuestos, tales como el incremento de su uso en la industria aeroespacial, automotriz e industrias relacionadas; la cantidad de aeronaves que están llegando al fin del ciclo de vida; la generación de la legislación y política medioambientalista; el posible desarrollo de una industria de reciclaje de compuestos, por citar algunas. La descomposición de matrices poliméricas de compuestos se lleva a cabo de manera muy rápida por fluidos supercríticos comparado con métodos convencionales y experimentales.1,2 Los fluidos subcríticos y supercríticos tienen el potencial para ser la nueva manera de reciclar materiales compuestos ya que hoy en día estos materiales están siendo confinados o incinerados,3 lo cual no es una solución ideal desde el punto de vista medioambiental. Además, fibras muy limpias pueden ser recuperadas por este método. Por ejemplo, hasta un 79.3% de índice de descomposición puede ser alcanzado utilizando agua supercrítica. La reacción de descomposición puede ser mejorada aun más, alcanzando hasta un 95.4% de índice de descomposición agregando KOH como catalizador4 y hasta un 95% con alcohol supercrítico en sistemas de flujo semicontinuo.5,6 También se ha incrementado el uso de n-Propanol para este propósito.7 Mientras que las fibras retienen hasta un 98% de su resistencia a la tensión comparado a las fibras vírgenes8, el uso de diferentes aditivos ha demostrado que las fibras inclusive pudieran tener mejores propiedades después de tratamientos supercríticos.9 La industria de los compuestos se ha incrementado mundialmente, en el 2000 el consumo Europeo de compuestos termofijos alcanzó las 106 toneladas por año.10 En el 2005, la producción de plásticos en Japón fue de más de 6.1 millones de toneladas3 y de más de 210 millones de toneladas en todo el mundo,1 y en el 2008, la demanda mundial de fibras de carbono alcanzó 20,000 toneladas por año.4 Las ventajas de los materiales compuestos son muchas, incluyendo construcción monolítica de componentes de baja densidad, alta resistencia y relativamente buen comportamiento en fatiga comparado a los metales en aplicaciones aeroespaciales. Consecuentemente, los fabricantes están incrementando el porcentaje de materiales compuestos utilizados en aeronaves 42 y automóviles, de tal manera que algunos diseños de aeronaves comerciales utilizan ya más de 50% de materiales compuestos en relación al peso, específicamente hablando de sistemas, fibra de carbono - resina epóxica. Actualmente, la cantidad de aeronaves que alcanzan su fin de ciclo de vida son más de 100 unidades por año, mientras que los desechos de compuestos del sector automotriz fueron hasta 60,000 toneladas en el año 2011. Todos estos materiales de desecho son manejados en actualidad únicamente en vertederos. La legislación en la Unión Europea demandará a todos los fabricantes de vehículos el reciclaje de componentes que alcanzan el fin de ciclo de vida, con un objetivo de 85% de reciclabilidad de los materiales en vehículos nuevos a partir del 2015.11 La legislación gubernamental está siendo utilizada no solo para proveer de incentivos/ penalidades, sino también para prohibir prácticas actuales (por ejemplo, desechos). De tal manera que la reutilización y el reciclaje sean las únicas buenas opciones para seguir adelante con esta industria. Esta industria tiene gran potencial de desarrollo debido al alto valor invertido en la manufactura de compuestos, costos de materia prima, certificaciones y el desarrollo de las tecnologías necesarias. Este articulo describe un método experimental de recuperación y caracterización de materiales compuestos carbono - epoxy utilizando agua y alcohol sub y supercrítico como medio de descomposición de la matriz polimérica. Ambos solventes pueden ser considerados como “amigables” al medio ambiente debido a su bajo potencial de toxicidad y su capacidad de disolver compuestos epóxicos. El enfoque de este articulo está en el índice de descomposición de las matrices poliméricas y la caracterización de las fibras recuperadas por microscopía de barrido de electrones. EXPERIMENTAL Materiales Para este estudio se utilizaron preimpregnados de fibra de carbono - epoxy. El preimpregnado contiene 40% con respecto al peso en resina. Las condiciones de curado del preimpregnado fueron 60 minutos a 180 °C bajo vacio. Las muestras fueron manufacturadas con 4 capas de material preimpregnado de aproximadamente 0.5 g (1 cm de Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 �Recuperación de fibras de carbono de materiales compuestos termofijos con agua y alcohol... / Rodolfo Morales Ibarra, et al. ancho y 4 cm de largo) como se muestra en la figura 1a. Las fibras de carbono recuperadas se muestran en la figura 1b después de una reacción a 400 °C. Cada muestra fue pesada antes y después de la reacción de descomposición. Fig. 1. a) Muestra de compuestos antes de la reacción de descomposición. b) Fibras de carbono recuperadas después de la reacción de descomposición Reacciones de Descomposición Subcríticas y Supercríticas Un esquema del aparato experimental (AKICO Co. Japan) se muestra en la figura 2, el cual consiste en un reactor de inconel de tipo batch (aproximadamente 8.8 cm3 de volumen interno) y un horno eléctrico. El reactor se agita en forma mecánica en una oscilación cíclica horizontal con amplitud de 2 cm y una frecuencia fija de 60 ciclos por minuto. Se utilizó un volumen fijo de 4.4 cm3 de solvente en cada experimento. Se utilizó agua destilada Fig. 2. Diagrama esquemático del aparato experimental. a) Reactor Batch, b) Horno eléctrico, c) Movimiento mecánico horizontal cíclico. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 para los experimentos hidrotérmicos y alcohol bencílico para los experimentos solvotérmicos. Las propiedades críticas (Tc, temperatura crítica y Pc, presión crítica) del agua y el alcohol bencílico son Tc = 375 °C, Pc = 22.06 MPa y Tc = 403 °C, Pc = 4.57 MPa, respectivamente. El tiempo que el reactor tarda en llegar a la temperatura en el horno es aproximadamente 15 min. Índice de Descomposición El índice de descomposición (DR) de la resina epóxica en los compuestos fue calculado de acuerdo a la cantidad de resina remanente en composición sólida después del tratamiento, como se indica en la ecuación 1: DR = (Mc-Mr) / Me (1) donde DR es el índice de descomposición (porcentaje en peso), Mc es la masa del compuesto antes del tratamiento de descomposición, Mr es la masa del compuesto después del tratamiento de descomposición y Me es la masa de la resina epóxica en el compuesto antes del tratamiento de descomposición. Un DR = 100% indicaría una recuperación de fibras de carbono completamente limpias. Diseño de Experimentos El diseño de experimentos hidrotérmicos se presenta en la tabla I y el de los solvotérmicos en la tabla II. Después de haber medido Mc, el reactor fue cargado con la muestra de compuesto y el solvente. El reactor se colocó entonces en el horno eléctrico, previamente calentado a la temperatura deseada. Después de cierto tiempo, según el diseño de experimentos, el reactor fue enfriado en agua a temperatura ambiente; el producto de la reacción de descomposición fue filtrado y separado en sus fases líquida y sólida. Las fibras de carbono son entonces recuperadas y enjuagadas con etanol y agua destilada; inmediatamente después, las fibras fueron colocadas en baño ultrasónico en agua por 10 minutos y secadas en la campana de extracción por al menos 24 horas para entonces medir Mr. Análisis Termogravimétrico del Compuesto Se llevó a cabo un análisis termogravimétrico en una muestra del compuesto carbono-epoxy 43 �Recuperación de fibras de carbono de materiales compuestos termofijos con agua y alcohol... / Rodolfo Morales Ibarra, et al. calentando a 5 °C/min desde temperatura ambiente hasta 900 °C en una atmósfera de N2, utilizando crisoles de platino, uno para la muestra y uno vacío como referencia. El equipo utilizado fue un TG/DTA SII Nanotechnology EXSTAR 6000. Microscopía de Barrido de Electrones (SEM) Se utilizó un SEM FEI Nova NanoSEM 200 para el estudio de las superficies de las fibras de carbono recuperadas. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Análisis Termogravimétrico de la Muestra del Compuesto El termograma del análisis del TGA-DTA del material compuesto se muestra en la figura 3, y sirve de referencia para conocer la temperatura para recuperar las fibras de carbono. La curva derivativa de pérdida de peso en la misma figura (en rojo), DTG μg/min muestra un solo pico en el intervalo de temperatura entre los 300 °C y los 550 °C, indicando que la resina se degrada completamente a esta última temperatura. Las temperaturas máximas utilizadas en los experimentos hidrotérmicos y solvotérmicos fueron 400 °C y 425 °C respectivamente las cuales son relativamente bajas comparadas con las mostradas en el pico del termograma. los experimentos hidrotérmicos se incrementaron conforme a la temperatura y tiempo de reacción. Los experimentos a 250 °C mostraron resultados pobres con respecto al DR. Después de 1 hora, el DR fue 4%; después de 2 horas el DR fue 14%; a 4 horas el DR alcanzó apenas 21%; a 6 horas el DR fue 25% y a 8 horas no superó el 24%. El ligero decremento entre las 6 horas y las 8 horas se debe a los residuos sólidos que inclusive después de la descomposición quedan adheridos a la superficie del compuesto y que es difícil lavarlos. Ninguno de los experimentos a 250 °C produjo fibras de carbono limpias y quedaron como si no se hubieran tratado, con el aspecto de la figura 1a. Los resultados de los experimentos a 300 °C muestran el incremento de DR con respecto al tiempo. La delaminación de los compuestos ocurrió en algún momento entre las 4 horas y las 6 horas. Después de 8 horas, fue posible recuperar algunas fibras de carbono limpias en los extremos del compuesto. Los experimentos a 350 °C alcanzaron su valor máximo después de 2 horas de tratamiento. La delaminación ocurrió después de 4 horas de tratamiento y las fibras libres de resina fueron recuperadas después de 6 horas. Aunque después de 8 horas de tratamiento el DR fue 82%, una gran cantidad de fibras de carbono fueron recuperadas libres de resina. A 375 °C, se llevaron a cabo experimentos más cortos ya que se esperaban valores de DR más altos a temperaturas cercanas al punto crítico. A esta temperatura, después de 30 minutos, el DR fue 34% sin delaminación ni recuperación de fibras de carbono, mientras que a 1 hora el DR alcanzó 82% con delaminación entre Fig. 3. TGA-DTA análisis del compuesto carbono-epoxy. Índice de Descomposición de los Experimentos Hidrotérmicos y Solvotérmicos Las curvas de DR de agua subcrítica y supercrítica se muestran en la figura 4 y los datos de DR también se encuentran tabulados en la tabla I. De manera general, los índices de descomposición de 44 Fig. 4. Índice de descomposición de los experimentos hidrotérmicos. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 �Recuperación de fibras de carbono de materiales compuestos termofijos con agua y alcohol... / Rodolfo Morales Ibarra, et al. Tabla I. Índice de descomposición de los experimentos hidrotérmicos. Experimento Temperatura1 (°C) Tiempo Masa de Compuesto (g) Índice2 Compuesto/ Solvente (g/mL) Índice de Descomposición (%) 1 250 1h 0.5201 0.118 4.4 2 250 2h 0.5343 0.121 14.7 3 250 4h 0.5246 0.119 21.7 4 250 6h 0.5244 0.119 25.4 5 250 8h 0.5835 0.133 24.1 6 300 1h 0.559 0.127 23.8 7 300 2h 0.5751 0.131 43.9 8 300 4h 0.5512 0.125 70.8 9 300 6h 0.5683 0.129 72.5 10 300 8h 0.5715 0.130 76.1 11 350 1h 0.5563 0.126 77.2 12 350 2h 0.5216 0.119 81.5 13 350 4h 0.548 0.125 81.8 14 350 6h 0.4973 0.113 83.6 15 350 8h 0.53 0.120 82.4 16 375 30 min 0.4956 0.113 34.4 17 375 1h 0.5492 0.125 82.3 18 375 2h 0.5395 0.123 85.1 19 375 4h 0.5288 0.120 84.4 20 375 6h 0.5374 0.122 82.3 21 400 15 min 0.5303 0.121 24.5 22 400 30 min 0.5618 0.128 82.4 23 400 1h 0.5754 0.131 89.1 24 400 2h 0.556 0.126 80.4 25 400 4h 0.5066 0.115 87.2 1. Temperatura - Tiempo en alcanzar la temperatura en reactor: 15 minutos aproximadamente. 2. Índice de masa Compuesto/Solvente: 4.4 mL fijos de volumen de solvente en todos los experimentos. capas. Los resultados de DR fueron 85%, 84% y 82% después de 2, 4 y 6 horas de tratamiento respectivamente. En este caso también quedan residuos. Los experimentos a 400 °C mostraron que después de 15 min el DR alcanzó 24%, y después de 30 minutos el DR fue 82% y la delaminación entre capas fue parte de este resultado. Después de este punto, se recuperaron fibras de carbono limpias. Después de 1 hora el DR alcanzó 89%, pero decreció a 80% después de 2 horas, para tener un nuevo incremento a 87% después de 4 horas. La mejor explicación para el decremento en DR después de 1 hora de tratamiento es la aparición de Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 micropartículas esféricas que permanecen adheridas a las fibras de carbono las cuales incrementan Mr. Por lo tanto, podemos inferir que en realidad hay una mayor descomposición en esos experimentos; debido a la naturaleza gravimétrica del análisis y particularmente en esos experimentos, el DR no refleja de manera precisa la real descomposición de la matriz polimérica y recuperación de fibras de carbono. Las curvas de DR de alcohol bencílico subcrítico y supercrítico se muestran en la figura 5. Los datos de las descomposiciones solvotérmicas también se muestran tabulados en la tabla II. Los 45 �Recuperación de fibras de carbono de materiales compuestos termofijos con agua y alcohol... / Rodolfo Morales Ibarra, et al. Tabla II. Índice de descomposición de los experimentos solvotérmicos. Experimento Temperatura1 (°C) Tiempo Masa de Compuesto (g) Índice2 Compuesto/ Solvente (g/mL) Índice de Descomposición (%) 1 250 1h 0.547 0.124 -17.0 2 250 2h 0.5365 0.122 -6.7 3 250 4h 0.5783 0.131 10.0 4 250 6h 0.5414 0.123 36.8 5 250 8h 0.5627 0.128 33.2 6 300 1h 0.5436 0.124 92.1 7 300 2h 0.5298 0.120 92.0 8 300 4h 0.5541 0.126 91.2 9 300 6h 0.5113 0.116 92.1 10 300 8h 0.5349 0.122 90.9 11 350 15 min 0.5196 0.118 -1.1 12 350 30 min 0.5605 0.127 92.4 13 350 1h 0.5277 0.120 92.2 14 350 2h 0.5606 0.127 92.3 15 350 4h 0.5441 0.124 93.1 16 400 15 min 0.5576 0.127 67.3 17 400 30 min 0.5586 0.127 93.3 18 400 1h 0.563 0.128 93.7 19 400 2h 0.5261 0.120 92.0 20 400 4h 0.5476 0.124 92.5 21 425 15 min 0.549 0.125 91.9 22 425 30 min 0.5369 0.122 93.4 23 425 1h 0.5132 0.117 90.8 24 425 2h 0.5517 0.125 92.2 25 425 4h 0.5165 0.117 90.7 1. Temperatura - Tiempo en alcanzar la temperatura en reactor: 15 minutos aproximadamente. 2. Índice de masa Compuesto/Solvente: 4.4 mL fijos de volumen de solvente en todos los experimentos. experimentos con alcohol bencílico generaron valores de DR relativamente más altos comparados con los experimentos hidrotérmicos, inclusive a bajas temperaturas y tiempos de reacción cortos. A 250 °C los resultados tienen un comportamiento interesante, a saber de DR -17% y -7% para 1 hora y 2 horas respectivamente. Estos valores negativos pueden ser explicados por el presente propuesto mecanismo de reacción de descomposición bajo la influencia de absorción de alcohol bencílico; en dicho escenario, el alcohol bencílico es absorbido en la matriz orgánica y comienza la solvólisis. En dichos experimentos, los tiempos son cortos y las temperaturas relativamente 46 Fig. 5. Índice de descomposición de los experimentos solvotérmicos. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 �Recuperación de fibras de carbono de materiales compuestos termofijos con agua y alcohol... / Rodolfo Morales Ibarra, et al. bajas, por lo que no se ha suplido suficiente energía ni ha pasado suficiente tiempo para completar o inclusive iniciar la descomposición; por ello el incremento en el valor Mr que provoca valores negativos de DR. El DR fue 10%, 36% y 33% para 4, 6 y 8 horas respectivamente. El delaminado de los compuestos ocurrió después de 2 horas y fue posible recuperar algunas fibras de carbono limpias después de 4 horas. A 300 °C el DR fue similar para los cinco experimentos, 92%, 92%, 91%, 92% y 90% para 1, 2, 4, 6 y 8 horas respectivamente. Es posible inferir que la mayoría de las fibras de carbono del compuesto pueden ser recuperadas inclusive a tiempos cortos de reacción, ya que las muestras recuperadas en estos experimentos muestran fibras de carbono limpias y libres de residuos de resina epóxica. Un comportamiento similar fue observado a 350 °C con DR de -1%, 92%, 92%, 92% y 93% para 15 min, 30 min, 1, 2 y 4 horas respectivamente. En los experimentos a 350 °C se recuperaron fibras de carbono relativamente limpias y libres de residuos. A 400 °C el DR fue 67%, 93%, 93%, 91% y 92% para 15 min, 30 min, 1, 2 y 4 horas respectivamente en donde se encontró delaminación en el experimento de 15 min sin recuperación de fibras de carbono limpias, mientras que en el resto de los experimentos se recuperaron fibras de carbono limpias y libres de residuos epóxicos. A 425 °C en alcohol bencílico supercrítico, el DR alcanzó 91%, 93%, 90%, 92% y 90% para 15, 30, 1, 2 y 4 horas respectivamente; en todos los experimentos a dicha temperatura se recuperaron fibras de carbono limpias. La mayoría de las reacciones de descomposición solvotérmicas mostraron resultados con un alto DR de más de 90% excepto en algunos experimentos a 250 °C o tiempos de reacción demasiado cortos, por ejemplo, 15 minutos a 350 °C. Caracterización mediante SEM La caracterización de las fibras de carbono recuperadas con agua supercrítica a 400 °C mediante SEM se presenta en la figura 6. La figura 6a corresponde a las fibras recuperadas después de 15 minutos de reacción de descomposición, claramente consistente con el DR de 24%, donde la resina aún cubre la totalidad de las fibras; se presentan rompimiento de la integridad física de la resina y múltiples fragmentos de residuos sólidos. La figura 6b. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 muestra algunas fibras limpias recuperadas después de 30 minutos de tratamiento. En la figura 6c se observan las fibras obtenidas después de 1 hora de tratamiento con algunos residuos sólidos adheridos en la superficie de las fibras. Las fibras relativamente limpias de la figura 6d se obtuvieron después de 2 horas de tratamiento y las de la figura 6e después de 4 horas. La espectroscopía de rayos X por electrones dispersados (EDS) de la figura 6f demuestra que el tratamiento superficial original de las fibras de carbono con azufre (sizing) permanece después de la reacción de descomposición por agua supercrítica. La figura 7 presenta las muestras que exhibieron microesferas adheridas a la superficie de las fibras de carbono en agua supercrítica a 400 °C. Se encontraron micropartículas con tamaño de entre 3 y 5 μm adheridas a la superficie de fibras de carbono en los tratamientos de 30 minutos, 1, 2 y 4 horas de descomposición. Se propone que el mecanismo de formación consiste en que la resina epóxica se quiebra en pequeñas residuos y micropartículas, luego la agitación horizontal provoca turbulencia en el reactor y moldea por “boleo” los residuos solubilizados en esferas. Estas microesferas adheridas a la superficie de las fibras incrementan notablemente el valor de Mr, provocando un decremento en el valor de DR en los experimentos de agua supercrítica con duración mayor a 1 hora. Las muestras que presentaron estas microesferas fueron lavadas y enjuagadas de nuevo con agua, acetona y tetrahidrofurano, para ser de nuevo colocadas en baño ultrasónico con los mencionados solventes durante 5, 10, 15 y 30 minutos. Aún después del procedimiento de lavado se observó que las microesferas permanecen adheridas a la superficie de las fibras de carbono. La figura 7a. muestra las microesferas entre 2 y- 3 μm de diámetro después de 30 min de tratamiento, la figura 7b, las microesferas adheridas a una capa residual de resina sólida en una muestra con un tratamiento de descomposición de 1 hora. Es notable y relativamente obvia la afinidad de las microesferas a adherirse a estas capas de resina sólida. La figura 7c muestra las microesferas adheridas también en una muestra con un tratamiento de 1 hora de descomposición, la figura 7d, a las microesferas de entre 2 y 3 μm de diámetro adheridas a fibras de carbono con un tratamiento de 2 horas. En la figura 7e se aprecian microesferas más pequeñas, de 1 a 2 μm lo cual es la base para pensar 47 �Recuperación de fibras de carbono de materiales compuestos termofijos con agua y alcohol... / Rodolfo Morales Ibarra, et al. Fig. 6. Micrografías SEM de las fibras de carbono recuperadas por el proceso hidrotérmico en agua supercrítica después de: a) 15 min; b) 30 min; c) 1 hora; d) 2 horas; e) 4 horas; f) EDS of fibras de carbono recuperadas con agua supercrítica a 400 °C después de 15 min. 48 Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 �Recuperación de fibras de carbono de materiales compuestos termofijos con agua y alcohol... / Rodolfo Morales Ibarra, et al. Fig. 7. Micrografías SEM de microesferas en la superficie de las fibras de carbono recuperadas en agua supercrítica a 400 °C después de: a) 30 min; b) 1 hora; c) 1 hora; d) 2 horas; e) 4 horas; f) 4 horas. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 49 �Recuperación de fibras de carbono de materiales compuestos termofijos con agua y alcohol... / Rodolfo Morales Ibarra, et al. Fig. 8. Micrografías SEM de fibras de carbono recuperadas por alcohol bencílico supercrítico a 425 °C después de: a) 15 min; b) 30 min; c) 1 hora; d) 2 horas; e) 4 horas; f) EDS de las fibras de carbono recuperadas con alcohol bencílico supercrítico a 425 °C después de 15 min. 50 Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 �Recuperación de fibras de carbono de materiales compuestos termofijos con agua y alcohol... / Rodolfo Morales Ibarra, et al. en la posibilidad del mecanismo de descomposición y “moldeado” de las microesferas; la figura 7f. muestra las microesferas adheridas a las fibras de carbono después de un tratamiento de 4 horas. Las muestras de las reacciones con alcohol bencílico supercrítico a 425 °C se reportan en la figura 8. De la figura 8a a la figura 8e se muestran las fibras de carbono recuperadas de las reacciones de descomposición de 15 min, 30 min, 1, 2 y 4 horas respectivamente. El EDS (figura 8f) de fibras de carbono recuperadas con alcohol bencílico supercrítico después de 15 minutos de tratamiento no muestra rastro del tratamiento superficial (sizing) original en las fibras. Las diferencias entre las pruebas con diferentes solventes son visibles en la caracterización SEM y son apreciables de los valores más altos de DR en las reacciones con alcohol bencílico. Además, las fibras de carbono recuperadas con alcohol bencílico se encuentran más limpias y tienen una menor cantidad de residuos sólidos adheridos en la superficie. En cuanto a los mecanismos, se puede decir que la descomposición en los experimentos de agua y alcohol consisten en un proceso de difusión-descomposición de polímeros por rompimiento de los enlaces C-OC y C-N-C, además de la transferencia de masa de monómeros y compuestos. La difusión del alcohol bencílico supercrítico y su absorción en la matriz polimérica explica los valores negativos obtenidos en algunos experimentos. Por otra parte, el mecanismo en agua supercrítica consiste en el rompimiento de la matriz polimérica en piezas pequeñas y monómeros y una posterior disolución de residuos. CONCLUSIONES El agua y el alcohol bencílico son ambos buenos solventes bajo condiciones subcríticas y supercríticas para el reciclaje químico de compuestos de matriz polimérica termofija. El resultado de estos procedimientos es la recuperación de fibras relativamente limpias después de los tratamientos. El alcohol bencílico supercrítico mostró resultados de DR más altos, por encima de 90%. El agua supercrítica mostró resultados de DR por encima de 80%. En algunos casos los DR alcanzados son más altos que los reportados para sistemas de flujo semicontinuos usando solventes orgánicos en presencia de catalizadores. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 La turbulencia generada por el movimiento cíclico horizontal del equipo experimental hace una diferencia importante contra otros sistemas tipo batch. La recuperación de fibras de carbono limpias por el método solvotérmico ha sido corroborado por SEM. Después de la caracterización SEM, se puede inferir que también el método hidrotérmico produce fibras de carbono limpias en cuyo caso, las microesferas encontradas en la superficie están en detrimento del valor de DR mas las descomposición real es mayor. Ambos métodos, solvotérmico e hidrotérmico son factibles para industrialización. El alcohol bencílico pudiera presentar una opción más viable en términos de seguridad industrial debido a la menor presiones presentes en los reactores comparado con el agua supercrítica. Cualquiera de estos métodos deberá ser ajustado a escala industrial tomando en cuenta los factores de costos, tipos de reactores, aspectos medioambientales y las propiedades de las fibras recuperadas. AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen las becas doctorales al CONACYT y el apoyo brindado por el personal en los diferentes laboratorios. REFERENCIAS 1. M. Goto, Chemical recycling of plastics using sub- and supercritical fluids, J. of Supercritical Fluids 47 (2009) 500–507. 2. S.J. Pickering, Recycling technologies for thermoset composite materials—current status, Composites: Part A 37 (2006) 1206–1215. 3. Tomoko Iwaya, Shinpei Tokuno, Mitsuru Sasaki, Motonobu Goto, Katsuji Shibata, Recycling of fiber reinforced plastics using depolymerization by solvothermal reaction with catalyst, J Mater Sci 43 (2008) 2452–2456. 4. R. Piñero-Hernanz, C. Dodds, J. Hyde, J. GarcíaSerna, M. Poliakoff, E. Lester, M.J. Cocero, S. Kingman, S. Pickering, K. Hoong Wong, Chemical recycling of carbon fibre reinforced composites in nearcritical and supercritical water, Composites: Part A 39 (2008) 454–461. 5. Raúl Piñero-Hernanz, Juan García-Serna, Christopher Dodds, Jason Hyde, Martyn Poliakoff, 51 �Recuperación de fibras de carbono de materiales compuestos termofijos con agua y alcohol... / Rodolfo Morales Ibarra, et al. María José Cocero, Sam Kingman, Stephen Pickering, Edward Lester, Chemical recycling of carbon fibre composites using alcohols under subcritical and supercritical conditions, J. of Supercritical Fluids 46 (2008) 83–92. 6. J.R. Hyde, E. Lester, S. Kingman, S. Pickering, K. Hoong Wong, Supercritical propanol, a possible route to composite carbon fibre recovery: A viability study, Composites: Part A 37 (2006) 2171–2175. 7. G. Jiang, S.J. Pickering, E.H. Lester, T.A. Turner, K.H. Wonga, N.A. Warrior, Characterisation of carbon fibres recycled from carbon fibre/epoxy resin composites using supercritical n-propanol, Composites Science and Technology 69 (2009) 192–198. 52 8. L. Yuyan, S. Guohua, M. Linghui, Recycling of carbon fibre reinforced composites using water in subcritical conditions, Materials Science and Engineering A 520 (2009) 179–183. 9. Y. Bai, Z. Wang, L. Feng, Chemical recycling of carbon fibers reinforced epoxy resin composites in oxygen in supercritical water, Materials and Design 31 (2010) 999–1002. 10. S.J. Pickering, R.M. Kelly, J.R. Kennerley, C.D. Rudd, N.J. Fenwick, A Fluidised-bed process for the recovery of glass fibres from scrap thermoset composites, Composites Science and Technology 60 (2000) 509-523. 11. The European Parliament and the Council of the European Union: End of Life Vehicles (ELV) Directive; 2000/53/EC, September 2000. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Vol. XVI, No. 60 �Eventos y reconocimientos I. INFORME DEL DIRECTOR DE LA FIME El pasado 24 de abril de 2013 se realizó la junta directiva en la que el Director de la FIME, M.C. Esteban Báez Villarreal, presentó el informe que corresponde a su gestión durante 2012. El MC. Esteban Báez Villarreal presentó los avances que se han llevado a cabo durante este año en referencia a cuatro ejes rectores: Innovación Académica, Capacidad Académica, Competitividad Académica y Gestión. También hizo mención de la importancia de la vinculación, la sustentabilidad, la cultura y los deportes, enfatizando la importancia de la FIME en el desarrollo de la región y del país, y el compromiso que ello significa. II. CEREMONIA DE RECONOCIMIENTO AL MÉRITO ACADÉMICO Y GRUPO DE LOS CIEN El pasado 30 de abril de 2013, se llevó a cabo una ceremonia en la que la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica distinguió a los alumnos con el más alto promedio de su carrera al terminar sus estudios de licenciatura, con el Mérito Académico, entregándoles la medalla Arturo Cárdenas Berrueto. También reconoció a los cien alumnos con los mejores promedios del semestre agosto – diciembre 2012, conocido como el “Grupo de los cien”. En dicha ceremonia estuvieron presentes en representación del Rector de la UANL, Dr. Jesús Ancer Rodríguez, el Dr. Juan Manuel Alcocer González, Secretario Académico de la UANL; en representación del Director de la FIME, M.C. Esteban Báez Villarreal, el Dr. Arnulfo Treviño Cubero, Subdirector Académico; el Ing. Marco Antonio Ruiz Acuña por parte de Relaciones Interinstitucionales de TERNIUM. Los alumnos reconocidos con el “Mérito Académico” son: El Director de la FIME, M.C. Esteban Báez Villarreal, presentando su informe administrativo correspondiente al período 2012. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Año XVI, No. 60 Arturo Javier Leal Treviño (IMT) Marco Alan Fernández Ríos (IMTC) Héctor Alejandro Ríos Perez (IEC) Rubén Angel Montemayor Zamayoa (IEA) Idalia María Salinas Reyna (IMA) 53 �Entre los alumnos del grupo de los cien se distingue el joven Antonio Bernal Moreno, de la carrera de Ingeniero Mecánico y Electricista, quien tiene un promedio de 100. Alumnos reconocidos en la ceremonia al mérito académico y grupo de los cien. III. DÍA DEL MAESTRO El pasado 13 de mayo de 2013, se llevó a cabo el festejo del día del maestro de la FIME, en el cual se rindió homenaje a los maestros que cumplen 40, 35, 30, 25, 20 y 15 años de antigüedad respectivamente. El Director de la FIME, M.C. Esteban Báez Villarreal, entregó los reconocimientos, acompañado por el MEC. Rogelio G. Garza Rivera, Secretario General de la UANL y Ex Director de la FIME, así como el Dr. Raúl Gerardo Quintero Flores y el M.C. Marco Antonio Méndez Cavazos, integrantes de la H. Junta de Gobierno de la UANL, y los Maestros Eméritos: M.C. Fernando Javier Elizondo El M.C. Arnulfo Treviño Cubero dirige un mensaje a nombre de los homenajeados en el día del maestro de la FIME. 54 Garza, M.C. Manuel Amarante Rodríguez, Dr. José Luis Cavazos García, Ing. René Montante Pardo, Ing, Antonio Garza Garza. Como Ex Director el M.C Lorenzo Vela Peña, así como el M.C. Juan Ángel Garza Garza, Consejero Maestro de la FIME y del Dr. Oscar de la Garza Castro, Secretario General del STUANL. IV. RECONOCEN A DOCENTES DE LA FIME POR SU TRAYECTORIA La UANL realizó el 14 de mayo pasado una ceremonia conmemorativa para reconocer públicamente a un total de 71 docentes de la UANL que han dedicado 40, 45, 50 y 55 años de su vida a la labor magisterial. Entre ellos se encuentra un grupo de 16 catedráticos de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica que recibió este reconocimiento público de manos del Rector, Dr. Jesús Ancer Rodríguez, por su trayectoria docente de 40 años. Los maestros de la FIME reconocidos son: MC. Jesús Antonio del Bosque González MC. María Margarita Cantú Villarreal Ing. Francisco Javier Delgadillo Arreola MC. Fernando Javier Elizondo Garza Dr. César Elizondo González MC. Raúl Escamilla Garza MC. Eliezer Garza Elizondo MEC. Rogelio Guillermo Garza Rivera El M.C. Eliezer Garza Elizondo (centro), con el MEC. Rogelio G. Garza Rivera, Secretario General de la UANL y el Dr. Jesús Ancer Rodríguez, Rector de la UANL. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Año. XVI, No. 60 �Eventos y reconocimientos MC. Noé Hortiales Pacheco MC. María Blanca Elizabet Palomares Ruiz MC. Juan Antonio Pérez Patiño MC. María Guadalupe Ramírez López MC. José Guadalupe Ríos Martínez MC. Hugo Enrique Rivas Lozano MC. José Dolores Rivera Martínez MC. Ramiro Robledo Monsiváis V. RECONOCIMIENTO AL MÉRITO ACADÉMICO ANFEI Dentro de las actividades de la XL Conferencia Nacional de Ingeniería “Hacia la consolidación del espacio común de la educación superior en ingeniería”, organizada por la Asociación Nacional de Facultades y Escuelas de Ingeniería ANFEI, realizada del 5 al 7 de junio de 2013, en la Cd. de San Luis Potosí, se llevó a cabo la ceremonia de entrega del Reconocimiento al Mérito Académico ANFEI 2012. En esta ocasión el MC. Joel González Marroquín, profesor de la FIME-UANL, recibió este Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Año XVI, No. 60 reconocimiento que ANFEI otorga con el propósito de distinguir a los académicos que están siendo actores para el logro de su excelente trayectoria académica y profesional. También se reconoció al Ing. Ángel Mario García Amaya, egresado de la carrera de Ingeniero Mecánico Electricista de la FIME-UANL en 2012, como uno de los mejores egresados de ingeniería del país en ese año. El M.C. Joel González Marroquín recibiendo el reconocimiento de ANFEI al mérito académico. 55 �Titulados a nivel Maestría en la FIME-UANL * Marzo - Mayo 2013 Orkidea Jazmín Cruz Vega, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Relaciones Industriales, (Por materias), 4 de marzo de 2013. Anabel Contreras Cisneros, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Relaciones Industriales, (Por materias), 4 de marzo de 2013. Nancy Maribel Arratia Martínez, Maestría en Ciencias en Ingeniería de Sistemas, “Metodología de apoyo a la decisión en la selección de carteras de proyectos con beneficios o impactos de carácter social”, 5 de marzo de 2013. Cinthia Alejandra Limas Heredia, Maestría en Ingeniería con orientación en Manufactura, (Por materias), 12 de marzo de 2013. Sergio Queletzu Ballesteros Méndez, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Relaciones Industriales, (Por materias), 13 de marzo de 2013. Sara Angélica Faz Caballero, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Producción y Calidad, (Por materias), 19 de marzo de 2013. Moisés Lino Alfaro, Maestría en Ingeniería con orientación en Manufactura, (Por materias), 19 de marzo de 2013. Paloma Yareth Flores Guerrero, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Relaciones Industriales, (Por materias), 20 de marzo de 2013. * Información proporcionada por el Departamento de Titulación y Movilidad Académica del Posgrado, de la FIME-UANL. 56 Karla Mercado Aguirre, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Relaciones Industriales, (Por materias), 20 de marzo de 2013. José Ernesto Luevano Fernández, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Producción y Calidad, (Por materias), 20 de marzo de 2013. Anel Berenice Mata Barrios, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Relaciones Industriales, (Por materias), 22 de marzo de 2013. Israel Alduncín Alcántara, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Relaciones Industriales, (Por materias), 22 de marzo de 2013. Fernando Ibarra Hernández, Maestría en Ciencias de la Ingeniería con orientación en Energía Térmica y Renovable, “Diseño de la geometría y caracterización de un motor híbrido de reluctancia autoconmutado”, 22 de marzo de 2013. Eberth Josué Abundis Márquez, Maestría en Ingeniería con orientación en Telecomunicaciones, (Por materias), 10 de abril de 2013. Nephtaly Sifuentes Acosta, Maestría en Ingeniería con orientación en Manufactura, (Por materias), 17 de abril de 2013. Irasema Torres Cavazos, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Relaciones Industriales, (Por materias), 18 de abril de 2013. Cutberto Arellano Torres, Maestría en Ingeniería con orientación en Manufactura, (Por materias), 19 de abril de 2013. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Año. XVI, No. 60 �Titulados a nivel Maestría en la FIME-UANL Raúl Alejandro Castillo Flores, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Finanzas, (Por materias), 19 de abril de 2013. José Marcelo Velázquez Villarreal, Maestría en Ingeniería con orientación en Manufactura, (Por materias), 19 de abril de 2013. Juan Manuel Villarreal Ochoa, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Finanzas, (Por materias), 19 de abril de 2013. Eli Martín la Fuente Guerra, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Producción y Calidad, (Por materias), 19 de abril de 2013. Anton Gonzalo Longoria Ortega, Maestría en Ingeniería con orientación en Manufactura, (Por materias), 19 de abril de 2013. Guadalupe Monserrat Hernández Céspedes, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Relaciones Industriales, (Por materias), 22 de abril de 2013. Karla Patricia Uribe Sierra, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Producción y Calidad, (Por materias), 24 de abril de 2013. José Guadalupe Cid Aguilar, Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales, “Desarrollo de un vidrio verde azuloso de control solar para mercado arquitectónico y automotriz”, 25 de abril de 2013. Alejandro de Jesús Ibarra García, Maestría en Ingeniería con orientación en Manufactura, (Por materias), 25 de abril de 2013. Oscar Ramón Resendez Cortés, Maestría en Ingeniería con orientación en Manufactura, (Por materias), 26 de Abril de 2013. Karla Elizabeth Treviño Olvera, Maestría en Ingeniería con orientación en Mecatrónica, (Por materias), 2 de mayo de 2013. José Granados Sifuentes, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Producción y Calidad, (Por materias), 3 de mayo de 2013. Verónica López Saldaña, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Producción y Calidad, (Por materias), 6 de mayo de 2013. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Año XVI, No. 60 Luis Fernando Domínguez Ortega, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Producción y Calidad, (Por materias), 6 de mayo de 2013. Arisbeth Sias Chacón, Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales, “Desarrollo de propiedades mecánicas de un nuevo acero NiCrMo para la fabricación de anillos para componentes mecánicos”, 8 de mayo de 2013. Mario de la Rosa Limón, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Producción y Calidad, (Por materias), 8 de mayo de 2013. Andrés Castrillón Escobar, Maestría en Ciencias en Ingeniería de Sistemas, “Una Metaheurística para un problema de carga y descarga en la repartición de bebidas embotelladas”, 13 de mayo de 2013. Mauricio Salvador Navarro Torres, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Finanzas, (Por materias), 14 de mayo de 2013. Guillermo González Campos, Maestría en Ingeniería de la Información con orientación en Inteligencia Artificial, “Aplicación de una red neuronal artificial para la simulación y optimización del proceso de síntesis de Y-Bi2MoO6 como fotocatalizador”, 17 de mayo de 2013. Omar Josué Amaya Molina, Maestría en Ciencias de la Ingeniería Eléctrica con orientación en Control Automático, “Generación y seguimiento de estrategias de operación para el ahorro de combustible y disminución de contaminantes en motores fuel injection”, 17 de mayo de 2013. Luis Fernando Rodríguez Martínez, Maestría en Ciencias de la Ingeniería con orientación en Energías Térmica y Renovable, “Decremento del punto de niebla y punto de flujo del biodiesel hecho a base de soja a través del uso de aditivos”, 20 de mayo de 2013. Victoria Rebillas Loredo, Maestría en Ciencias en Ingeniería de Sistemas, “Optimización de un proceso de envío de cerdos de engorda al matadero”, 21 de mayo de 2013. Claudia Eugenia Canales Nañez, Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con especialidad en Materiales, “Análisis microestructural de 57 �Titulados a nivel Maestría en la FIME-UANL una superaleación HAYNES 242 bajo diferentes procesos térmico-mecánicos”, 23 de mayo de 2013. Martha Lizeth Montemayor Chacón, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Producción y Calidad, (Por materias), 23 de mayo de 2013. Oscar Rene Robledo Peña, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Producción y Calidad, (Por materias), 23 de mayo de 2013. Eduardo Rodríguez Valdés, Maestría en Ciencias de la Ingeniería con orientación en Energías Térmica y Renovable, “Diseño de un calorímetro para la evaluación de los efectos de la formación de escarcha en intercambiadores de calor”, 24 de mayo de 2013. 58 Rafael Olvera Arévalo, Maestría en Ciencias de la Ingeniería con orientación en Energías Térmica y Renovable, “Efecto de la inercia térmica de la envolvente sobre la climatización de edificios comerciales”, 24 de mayo de 2013. Miguel Santiago Martínez Tamez, Maestría en Ciencias de la Administración con especialidad en Producción y Calidad, “Calidad en el servicio en capacitación a operadores de montacargas”, 27 de mayo de 2013. María Luisa Alejandra Cavazos Mata, Maestría en Logística y Cadena de Suministro con orientación en Diseño y Análisis, (Por materias), 27 de mayo de 2013. Karla Cecilia González, Maestría en Administración Industrial y de Negocios con orientación en Finanzas, (Por materias), 30 de mayo de 2013. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Año. XVI, No. 60 �Acuse de recibo ACTA UNIVERSITARIA RLMM Acta Universitaria es una revista bimestral publicada por la Universidad de Guanajuato que aborda temas de carácter científico sobre distintas disciplinas tales como ciencias biológicas, agropecuarias, de la salud, exactas e ingeniería. El número 7 (octubre-noviembre 2012) presenta el artículo “Análisis del ciclo de vida de la producción de biodiesel a partir del descarne procedente de la industria de la curtiduría”, en donde se plantea aprovechar recursos contaminantes producidos por esta industria. Se presenta también el artículo “Discusión en torno a las macro, meso y microestructuras en la migración masiva MéxicoEstados Unidos: finales del siglo XX e inicios del XXI. Una perspectiva diferente para entender este fenómeno de gran trascendencia en México”, en donde se analiza y discute la naturaleza de la migración internacional entre México y Estados Unidos. Para más información consultar en http://www. actauniversitaria.ugto.mx actauniversitaria@ugto.mx La Revista Latinoamericana de Metalurgia y Materiales (RLMM) es una publicación científica, dedicada al campo de la Ciencia y la Ingeniería de Materiales. Publica trabajos de investigación en ciencia e ingeniería de los materiales (metales, polímeros, cerámicas, biomateriales y materiales compuestos) integrando la parte metalúrgica. Como ejemplo de este interés se pueden tomar los títulos de algunos artículos que se publicaron en su número de julio de 2013: “Efecto de la calcinación de hidrocalumitas como soporte de catalizadores sobre la reacción de hidrodesulfuración de tiofeno”, con un proceso en cerámicos que tienen una función aplicado a una reacción específica. Continuando con las propiedades, aquí estructurales y funcionales, por la adición de un elemento, se presenta el artículo “Efecto de la inserción de cerio en las propiedades estructurales, electroquímicas y ópticas de películas delgadas MoO3”. La revista se imprime y además está disponible en internet en el sitio http://www.rlmm.org Melody Cortés Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Año XVI, No. 60 Juan Aguilar Garib 59 �Colaboradores Castillo Rodríguez, Guadalupe Alan Ingeniero Mecánico Electricista por la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León. Maestría en Ciencias, Diplomm-Ingeniuer en Ciencia de Materiales, Instituto de Materiales no Metálicos, Universidad Técnica de Clausthal, Alemania. Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales y Doctorado en Ingeniería de Materiales por la FIME-UANL. Colaborador en el CIDT del Grupo Peñoles, Profesor Investigador desde 1999, Subdirector de la División de Estudios de Posgrado de la FIME de 2002 a 2008. Director de Investigación de 2009-2012 Sus líneas de interés son: materiales cerámicos y refractarios. Claudia Elizabeth, Amaro Cortez Ingeniero Mecánico Administrador por la Facultad Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León. Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con especialidad en Materiales en el año 2004. Sus líneas de interés son: materiales cerámicos refractarios. Coureaux Mustelier, David Ingeniero Mecánico. Profesor Asistente del Departamento de Mecánica y Diseño. Master en Diseño Mecánico y Dr. en Ciencias Técnicas por la Universidad Politécnica de Cataluña (2012). Miembro del Grupo Tribológico de la Universidad de Oriente. Sus campos de actuación son la ingeniería de materiales compuestos, métodos numéricos aplicados y materiales cerámicos de granos ultrafinos. Ha colaborado en investigaciones conjuntas con las universidades españolas de la Rioja, Politécnica de 60 Valencia y Vigo en la Red iberoamericana “Empresa, Diseño y Producto”. Ha publicado varias de sus investigaciones científicas en varias revistas seriadas como algunas de ellas pertenecientes al SCI como la Journal of Refractory Metals and Hard Materials, la revista Ingenierías de la Universidad Autónoma de Nueva León, México y Tecnología Química. Derbez García, Edmundo Licenciado por la Facultad de Ciencias de la Comunicación (1988) y por la Facultad de Filosofía y Letras de la UANL (2002), además cuenta con un diplomado en Apreciación de las Artes, MarcoUANL (2003). Ha sido reportero, enviado especial, editor y directivo informativo y colaboraciones en revistas de la UANL y externas. De 1985 a 1995 trabajó en el Diario de Monterrey; de 1997 a 2009 en Vida Universitaria y actualmente es director del Centro de Documentación y Archivo Histórico de la UANL. García Loera, Antonio Ingeniero Mecánico Administrador y Maestro en Ciencias de la Ingeniería de los Materiales por la FIME-UANL. Doctor en Ciencias de los Materiales Compositos y Poliméricos en el Institut National des Sciences Appliquées de Lyon Francia. Actualmente es Catedrático- Investigador en la FIME-UANL. García Montes, Saida Mayela Licenciada Química Industrial (2008) y Maestra en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con especialidad en Materiales (2011) por la Universidad Autónoma de Nuevo León. Es candidata a Doctora en Ingeniería de Materiales por la FIME-UANL. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Año. XVI, No. 60 �Colaboradores Goéz Úsuga, Alexey Ingeniero de Materiales por la Universidad de Antioquia, Colombia (2005). En la actualidad es estudiante de doctorado en Ciencia de los Materiales en la Universidad Politécnica de Cataluña. Su principal línea de investigación recae en el comportamiento mecánico de aceros para trabajo en frio. Presenta publicaciones en revistas seriadas tales como “International Journal of Refractory Metals and Hard Materials”, “Surface and coatings technology”, “Procedia engineering”, entre otras. Goto, Motonobu Ingeniero Químico (1979), Maestro en Ciencias (1981) y Doctor en Ingeniería Química (1984) por la Universidad de Nagoya, Japón. De 1984 a 1988 trabajó en el Departamento de Ingeniería Química de la misma universidad, y de 1988 a 1993 fue profesor asistente en el Departamento de Química Aplicada, en la Universidad de Kumamoto, Japón. Realizó una estancia postdoctoral en el Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de California, Davies, y luego fue promovido a profesor asociado en el Departamento de Química y Bioquímica Aplicadas, en la Universidad de Kumamoto, y profesor en 2001. De 2007 a 2012 trabajó en el Centro de Investigación Bioeléctrica de la Universidad de Kumamoto. Es profesor del Departamento de Ingeniería Química, en la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Nagoya, Japón, desde 2012. Guillén, Daniel Obtuvo el grado de ingeniero eléctrico por el Instituto Tecnológico de Morelia en el 2007 y el grado de Maestro en Ciencias por la Universidad Autónoma de Nuevo León en 2010, donde actualmente cursa sus estudios de doctorado. Sus áreas de interes son análisis de transitorios electromagnéticos en sistemas de potencia y diagnóstico de fallas en transformadores. Guzmán Hernández, Ana María Química por la Facultad de Química de la UNAM, Maestría en Ciencia de Materiales de la Escuela Superior de Física y Matemáticas del IPN y Doctorado en Ingeniería de Materiales de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Docente desde el año 2001 y Profesor investigador a partir del 2003 en la FIME-UANL. Experiencia en Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Año XVI, No. 60 investigación en el Posgrado de la Facultad de Química de la UNAM de 1988-1991, Refractarios Mexicanos S.A. de C.V. de 1991-1995 y Quimiproductos, S.A. de C.V. de 1995-1997. Sus líneas de interés son: materiales cerámicos, refractarios, cementos y vidrios. Idárraga Ospina, Gina Recibió el grado de ingeniero eléctrico por la Universidad Nacional de Colombia, MedellínColombia en 2002 y el grado de Doctor por la Universidad Nacional de San Juan, Argentina en 2007. Desde 2008 es profesora investigadora en la Universidad Autónoma de Nuevo León. Sus areas de interes son el modelado y simulación de elementos del sistema eléctrico de potencia. Análisis de transitorios electromagnéticos, procesamiento digital de señales usando transforamada wavelet. Llanes Pitarch, Luis Miguel Ingeniero Mecánico. Doctor en Ciencia e Ingeniería de Materiales por la Universidad de Pensilvania, Filadelfia, EE.UU. Profesor Catedrático del Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica (2003) de la Unversidad Politecnica de Cataluña (UPC). Siendo en la actualidad el director de dicho departamento. Su investigación la desarrolla en el Centro de Integridad Estructural y Fiabilidad de los Materiales (CIEFMA). López Walle, Beatriz Cristina Ingeniera Mecánica -opción Mecatrónica- (2003) en la UNAM. Doctora en Microrobótica (2008) en la Université de France-Comté, en Besançon, Francia. Catedrático Investigador de la FIME y el CIIDIT de la UANL. Miembro del Sistema Nacional de Investigadores Nivel 1. Morales Ibarra, Rodolfo Ingeniero en Materiales por la Universidad Autónoma de Nuevo León en 2007. Maestro en Ciencias con especialidad en estructuras y materiales aeroespaciales en la Université Bordeaux 1, Francia–UFR de Physique–Ingénierie et Maintenance Aéronautique (2008). Maestro en Administración Industrial y de Negocios con Especialidad en Relaciones Industriales por la FIME–UANL (2011). Realizó una estancia académica (2009) en la Universidad 61 �Colaboradores de Kumamoto, Japón. Es candidato a Doctor en Ingeniería de Materiales por la FIME-UANL. Trabajó en el Departamento de Ingeniería de Monterrey Aerospace–MD Helicopters– y el Departamento de inspección de Monterrey Jet Center. Quitain, Armando T. Ingeniero Químico (1992) y Maestro en Ciencias en Ingeniería Química (1996) por la Universidad De La Salle, Manila, Filipinas. Doctor en Ingeniería Química por la Universidad de Nagoya, Japón. Es profesor asistente en la Escuela de Graduados en Ciencia y Tecnología de la Universidad de Kumamoto, Japón. Reig López, Blanca Ingeniera de Materiales por la Universidad Politécnica de Cataluña [UPC] (1999), Industrial por la UPC (2000) y de Materiales por la Escuela Europea de Ingeniería, Nancy, Francia (2000). En la actualidad es gerente de ingeniería en Sanvik-Española S.A. 62 Suárez Sandoval, Fralett Ingeniera en electrónica (2011) por el Instituto Tecnológico de Morelia. Graduada con mención honorífica tras haber alcanzado el más alto promedio en la historia del Instituto. Estudiante, y becaria CONACYT, del programa de maestría en Ingeniería de microsistemas en la Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, en Alemania. Sasaki, Mitsuru Ingeniero Químico (1995), Maestro en Ciencias en Ingeniería Química (1997) y Doctor en Ingeniería Química (2000) por la Universidad de Tohoku, Sendai, Japón. Fue investigador en el Genesis Research Institute, Inc., Nagoya, Japón; investigador asociado en el Departamento de Química Aplicada y Bioquímica, Universidad de Kumamoto. Desde 2005 es profesor asociado en la Escuela de Graduados de Ciencia y Tecnología de la Universidad de Kumamoto, Japón. Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Año. XVI, No. 60 �Información para colaboradores Se invita a profesionistas, profesores e investigadores a colaborar en la revista Ingenierías con: artículos de divulgación científica y tecnológica, artículos sobre los aspectos humanísticos del quehacer ingenieril y reportes de investigación. El envío de artículos a la revista Ingenierías para su publicación implica el ceder los derechos de autor a la UANL. Es requisito que las colaboraciones sean producto del trabajo directo de los autores estableciendo claramente su contribución; y que estén escritas en un lenguaje claro, didáctico y accesible. Las contribuciones no deberán estar redactadas en primera persona. Todos los artículos recibidos estarán sujetos a arbitraje de tipo doble anónimo siendo el veredicto inapelable. Los criterios aplicables a la selección de textos serán: originalidad, rigor científico, precisión de la información, el interés general del tema expuesto y la claridad del lenguaje. Los artículos aprobados serán sujetos a revisión de estilo. CRITERIOS EDITORIALES Los autores de artículos de revisión o divulgación deberán contar con una producción directa reconocida en la temática de interés de la revista. Estos trabajos deben ofrecer una panorámica del campo temático, separar las dimensiones del tema, mantener la línea de tiempo y presentar una conclusión que derive del material presentado. No se aceptan reportes que muestren solamente mediciones. Los artículos deben presentar los resultados de las mediciones acompañados de su análisis detallado, un desarrollo metodológico original, una manipulación nueva de la materia o ser de gran impacto y novedad social. Sólo se aceptan modelos matemáticos que sean validados científicamente dentro del propio trabajo. No se aceptarán trabajos basados en encuestas de opinión o entrevistas, a menos que aunadas a ellas se realicen mediciones y se efectúe un análisis de correlación Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Año XVI, No. 60 para su validación. No se aceptan protocolos de investigación, proyectos, propuestas o trabajos de carácter especulativo. Los artículos a publicarse en partes, deben enviarse al mismo tiempo, pues se arbitrarán juntos. LINEAMIENTOS EDITORIALES Es requisito enviar para su consideración editorial: artículo, material gráfico, fichas biográficas de cada autor con un máximo de 100 palabras, en formato electrónico .doc en Word, en CD o por E-mail a la dirección: revistaingenierias@gmail.com El título del artículo no debe exceder de 80 carácteres. El número máximo de autores por artículo es cinco. La extensión de los artículos no deberá exceder de 12 páginas tamaño carta (incluyendo gráficas y fotos) en tipografía Times New Roman de 11 puntos a espacio sencillo. Los artículos deben incluir un resumen tanto en español como en inglés, de no más de 100 palabras, así como un máximo de 5 palabras clave tanto en español como en inglés. Las referencias deberán ir numeradas en el orden citado en el texto. Las fichas bibliográficas incluirán, en orden, los siguientes datos: Autores o editores, título del artículo, nombre del libro o de la revista, lugar, empresa editorial, año de publicación, volumen y número de páginas. Debe incluirse al menos una imagen o gráfica por página, con resolución de al menos: 300 dpi y 15 cm en su lado más pequeño. Las imágenes además de estar incluidas en el artículo, deben enviarse en archivos individuales en formato .tif, .eps o .jpg CONTACTO Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León, Edificio 7, 1er. piso, ala norte. Tel.: 8329-4000 Ext. 5854 Fax: 8332-0904 E-mail: revistaingenierias@gmail.com 63 �64 Ingenierías, Julio-Septiembre 2013, Año. XVI, No. 60 � Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ingenierías Description An account of the resource Revista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Publicada a principios de la década de los noventa, editada por Rafael Covarrubias Ortiz. Contiene información sobre las actividades académicas, estudiantiles y administrativas de la Facultad, así como investigación y difusión de la ingeniería. Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Título Uniforme Ingenierías Año de publicación El año cuando se publico 2013 Año Año de la revista (Año 1, Año 2) No es es año de publicación. 16 Número Número de la revista 60 Mes de publicación Mes cuando se publicó Julio-Septiembre Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Trimestral Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaAvanzada&bibId=1751916&biblioteca=0&fb=20000&fm=6&isbn= Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ingenierías, 2013, Año 16, No 60, Julio-Septiembre Creator An entity primarily responsible for making the resource González Treviño, José Antonio, Director Subject The topic of the resource Ciencia Tecnología Ingeniería Investigación Publicaciones periódicas Description An account of the resource Revista de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL. Publicada a principios de la década de los noventa, editada por Rafael Covarrubias Ortiz. Contiene información sobre las actividades académicas, estudiantiles y administrativas de la Facultad, así como investigación y difusión de la ingeniería. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Aguilar Garib, Juan Antonio, Editor Ocañas Galván, Cyntia, Redacción Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/07/2013 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource tex/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2020823 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Relation A related resource http://ingenierias.uanl.mx/archivo.html Spatial Coverage Spatial characteristics of the resource. San Nicolás de los Garza, N.L., (México) Rights Information about rights held in and over the resource Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Bauxitas EIAO Material híbrido Nanopartículas Refractarios Transformador