Desarrollo de métodos para la caracterización predictiva acoplada de tensiones y deformaciones en procesos de tratamiento superficial mediante ondas de choque generadas por láser

En ingeniería los materiales están sujetos a un proceso de degradación desde el mismo momento en el que concluye su proceso de fabricación. Cargas mecánicas, térmicas y agresiones químicas dañan las piezas a lo largo de su vida útil. El daño generado por procesos de fatiga, corrosión y desgaste son unos pocos ejemplos de posible deterioro. Este deterioro de las piezas se combate mediante la prevención en la etapa de diseño, a través de reparaciones periódicas y mediante la sustitución de piezas en servicio. La mayor parte de los tipos de daño que pueden sufrir los materiales durante su vida útil se originan en la superficie. Por esta razón, el objetivo de los tratamientos superficiales es inhibir el daño a través de la mejora de las propiedades superficiales del material, intentando no generar sobrecostes inasumibles en el proceso productivo ni efectos colaterales notablemente perjudiciales. En general, se ha de llegar a una solución óptima entre el coste del tratamiento superficial y el beneficio generado por el aumento de la vida útil del material. En esta tesis se estudian los efectos del tratamiento superficial de aleaciones metálicas mediante ondas de choque generadas por láser. Su denominación internacional más empleada "Láser Shock Processing" hace que se emplee la denominación de procesos de LSP para referirse a los mismos. También se emplea la denominación de "Láser Peening" por semejanza al tratamiento superficial conocido como "Shot Peening", aunque su uso sólo está generalizado en el ámbito industrial. El tratamiento LSP es una alternativa eficaz a los tratamientos tradicionales de mejora de propiedades superficiales, mejorando la resistencia a la fatiga, a la corrosión y al desgaste. El tratamiento LSP se basa en la aplicación de uno o varios pulsos láser de elevada intensidad (superior a 1 GW/cm2) y con duración en el dominio de los nanosegundos sobre la superficie de la pieza metálica a tratar. Esta, bien se recubre con una fina capa de medio confinante (generalmente una fina capa de agua) transparente a la radiación láser, bien se sumerge en el medio confinante (también se usa agua). El pulso láser atraviesa el medio confinante hasta llegar a la superficie de la pieza. Es entonces cuando la superficie inmediatamente se vaporiza y se ioniza, pasando a estado de plasma. Como el plasma generado es confinado por el medio confinante, su expansión se limita y su presión crece. De este modo, el plasma alcanza presiones de varios GPa y crea dos ondas de choque: una de las cuales se dirige hacia el medio confinante y la otra se dirige hacia la pieza. Esta última produce un cráter microscópico por aplastamiento mecánico, generándose deformación plástica y un campo de tensiones residuales de compresión que mejoran las propiedades superficiales del material. La capacidad de los procesos LSP para mejorar las propiedades de materiales metálicos es indiscutible. En la bibliografía está reflejado el trabajo experimental y de simulación que se ha llevado a cabo a lo largo de los años en orden a optimizar el proceso. Sin embargo, hay pocos estudios que hayan tratado exhaustivamente la física del proceso. Esto es debido a la gran complejidad de la fenomenología física involucrada en los procesos LSP, con comportamientos no lineales tanto en la generación y dinámica del plasma como en la propagación de las ondas de choque en el material. Además, el elevado coste de los experimentos y su duración, así como el gran coste computacional que debían asumir los antiguos modelos numéricos, dificultó el proceso de optimización. No obstante, los nuevos sistemas de cálculo son cada vez más rápidos y, además, los programas de análisis de problemas no lineales por elementos finitos son cada vez más sofisticados, por lo que a día de hoy es posible desarrollar un modelo exhaustivo que no solo permita simular el proceso en situaciones simplificadas, sino que pueda ser empleado para optimizar los parámetros del tratamiento en casos reales y sobre áreas extensas. Por esta razón, en esta tesis se desarrolla y se valida un modelo numérico capaz de simular de manera sistemática tratamientos LSP en piezas reales, teniendo en cuenta la física involucrada en los mismos. En este sentido, cabe destacar la problemática del tratamiento LSP en placas delgadas. La capacidad del LSP para inducir tensiones residuales de compresión bajo la superficie de materiales con un espesor relativamente grueso (> 6 mm) con objeto de mejorar la vida en fatiga ha sido ampliamente demostrada. Sin embargo, el tratamiento LSP en especímenes delgados (típicamente < 6 mm, pero también mayores si es muy alta la intensidad del tratamiento) conlleva el efecto adicional del doblado de la pieza tratada, un hecho que puede ser aprovechado para procesos de conformado láser. Este efecto de doblado trae consigo una nueva clase de problemas en lo referente a los perfiles específicos de tensiones residuales en las piezas tratadas, ya que al equilibrarse las tensiones tras la retirada de su sujeción puede afectar considerablemente el perfil de tensiones residuales obtenido, lo que posiblemente puede derivar en la obtención de un perfil de tensiones residuales no deseado y, lo que puede ser aún más crítico, una deformación indeseable de la pieza en cuestión. Haciendo uso del modelo numérico desarrollado en esta Tesis, el análisis del problema del tratamiento LSP para la inducción de campos de tensiones residuales y la consecuente mejora de la vida en fatiga en piezas de pequeño espesor en un modo compatible con una deformación asumible se aborda de forma específica. La tesis está estructurada del siguiente modo: i) El capítulo 1 contiene una introducción al LSP, en la que se definen los procesos de tratamiento de materiales mediante ondas de choque generadas por láser. A continuación se expone una visión panorámica de las aplicaciones industriales de la tecnología LSP y, por último, se realiza una comparativa entre la tecnología LSP y otras tecnologías en competencia en el ámbito industrial: Shot Peening, Low Plasticity Burnishing y Waterjet Peening. ii) El capítulo 2 se divide en dos partes: fundamentos físicos característicos del tratamiento LSP y estado del arte de la modelización de procesos LSP. En cuanto a la primera parte, fundamentos físicos característicos del tratamiento LSP, en primer lugar se describe la física del tratamiento y los principales fenómenos que tienen lugar. A continuación se detalla la física de la interacción confinada en agua y la generación del pulso de presión asociado a la onda de choque. También se describe el proceso de saturación de la presión máxima por ruptura dieléctrica del agua y, por último, se describe la propagación de las ondas de choque y sus efectos en el material. En cuanto a la segunda parte, el estado del arte de la modelización de procesos LSP, recoge el conocimiento preexistente al desarrollo de la propia Tesis en los siguientes campos: modelización de la generación del plasma y su expansión, modelización de la ruptura dieléctrica del medio confinante, modelización del pulso de presión aplicado al material y la respuesta del mismo: inducción de tensiones residuales y deformaciones. iii) El capítulo 3 describe el desarrollo de un modelo propio para la simulación de las tensiones residuales y las deformaciones generadas por procesos LSP. En él se detalla la simulación de la propagación del pulso de presión en el material, los pormenores de su puesta en práctica mediante el método de los elementos finitos, la determinación de parámetros realistas de aplicación y se establece un procedimiento de validación de los resultados. iv) El capítulo 4 contiene los resultados de la aplicación del modelo a distintas configuraciones de interés en tratamientos LSP. En él se recoge un estudio del tratamiento LSP sobre áreas extensas que incluye un análisis de las tensiones residuales inducidas y un análisis sobre la influencia de la secuencia de barrido de los pulsos en las tensiones residuales y en las deformaciones. También se presenta un estudio específico de la problemática del tratamiento LSP en piezas de pequeño espesor y se detallan dos casos prácticos abordados en el CLUPM de gran interés tecnológico en función de las aplicaciones reales en las que se ha venido trabajando en los últimos años. v) En el capítulo 5 se presentan las conclusiones derivadas de los resultados obtenidos en la tesis. Concretamente, se destaca que el modelo desarrollado permite reproducir las condiciones experimentales de los procesos de LSP reales y predecir los efectos mecánicos inducidos por los mismos. Los anexos incluidos como parte accesoria contienen información importante que se ha utilizado en el desarrollo de la Tesis y que se desea incluir para hacer el volumen autoconsistente: i) En el anexo A se presenta una revisión de conceptos básicos sobre el comportamiento de los sólidos sometidos a ondas de choque [Morales04]. ii) El anexo B contiene la resolución analítica de la ecuación de ritmo utilizada en el código DRUPT [Morales04]. iii) El anexo C contiene la descripción de los procedimientos de uso del modelo de simulación desarrollado en la Tesis y el código fuente de la subrutina OVERLAP desarrollada para programar el solapamiento de pulsos en tratamientos LSP sobre áreas extensas. iv) El anexo D contiene un resumen de las principales técnicas para la medición de las tensiones residuales en los materiales [PorrolO] y [Gill2]. v) El anexo E contiene una descripción de las instalaciones experimentales del CLUPM en el que se han desarrollado los procesos LSP utilizados en la validación del modelo desarrollado [PorrolO].

Tensiones urbanas, patrimonio y simulacro arquitectónico

El tema que acoge esta intervención lleva un título muy genérico y excesivamente gratuito, bajo el término "Tensiones urbanas, patrimonio y simulacro arquitectónico". La intención no es más que dejar abiertas una serie de cuestiones acerca de la situación en que nos encontramos hoy: cuáles son las tensiones en las que se encuentra el proyecto de la arquitectura en relación con el patrimonio arquitectónico y la configuración del espacio de la ciudad.

Distribución de tensiones tangenciales en vigas de sección constante bajo esfuerzos cortantes

En este trabajo se analizan algunos resultados obtenidos por Trabucho y Viaño, mediante desarrollo asintótico de las ecuaciones de la elasticidad tridimensional en vigas de sección constante, para la distribución de tensiones tangenciales en una sección transversal bajo la acción de un esfuerzo cortante. Se aplican, con carácter ilustrativo, a vigas con distintos tipos de secciones tranversales (rectangular, circular, triangular y perfil UPN) comparando los resultados con los que se calculan habitualmente con las fórmulas clásicas elementales de la Resistencia de Materiales

Influencia de la configuración geométrica de placas prefabricadas para forjados en las tensiones originadas por la transferencia del pretensado en elementos realizados con armaduras pretesas ancladas por adherencia

Las piezas pretensadas de hormigón presentan zonas muy solicitadas correspondientes a la zona de transferencia. En muchos casos se ha detectado figuración en tales zonas cuyo origen está ligado a la transferencia de la fuerza de pretensado, pudiendo llegar a causar el rechazo de la pieza. En el caso de las piezas prefabricadas con armaduras pretesas adherentes, no siempre es posible disponer armado transversal para controlar esta fisuración, ya sea por el proceso constructivo, ya sea por disponer en general de secciones transversales muy optimizadas. Recientemente se desarrolló una nueva tipología de piezas de hormigón prefabricado para forjados unidireccionales pretensadas con armadura activa pretesa y sin armadura transversal. La tipología se asimila a una sección en PI invertida, con alas de gran envergadura en comparación con el ancho de nervio, y armadura activa distribuida en las alas. Este diseño parece propenso a la aparición de fisuración en el momento de la transferencia del pretensado. Así, se han producido fallos de carácter frágil: colapso de piezas ya colocadas en obra, separándose la losa inferior de los nervios y cayendo sobre el piso. Las herramientas de análisis usuales han resultado inútiles al aplicarse a la investigación de esta patología. Para afrontar el estudio de los problemas detectados en la tipología, se ha analizado el fenómeno de las tensiones de tracción en la zona de transferencia, usualmente denominadas exfoliación y estallido, así como los métodos de análisis aplicables a elementos pretesos sin armadura transversal. En algunas ocasiones se trata del resultado de trabajos desarrollados para piezas postesadas, o para calcular cuantías de armadura transversal, adaptados a posteriori. También existen métodos desarrollados específicamente para piezas pretesas sin armadura transversal. Junto a los factores considerados en los métodos existentes se han localizado otros, no tenidos en cuenta habitualmente, pero que pueden ser determinantes en piezas no convencionales, como son: la existencia de pretensado superior e inferior, la falta de simetría de la sección transversal, el ancho variable de las piezas, una relación entre el ancho del ala y el espesor de los nervios elevada, la distribución transversal del pretensado en relación al ancho variable. Además, la mayoría de los métodos se han basado en simplificaciones bidimensionales. Para tener en cuenta la influencia de estos factores, se han modelizado piezas en las que varían tanto la geometría de la sección transversal y la cuantía de pretensado, como la ley de adherencia o la distribución de armadura activa en la sección. Estos modelos se han analizado mediante el método de elementos finitos, efectuándose u análisis elástico lineal tridimensional. En general, los métodos existentes no han predicho adecuadamente las tensiones obtenidas mediante elementos finitos. Sobre los resultados obtenidos por elementos finitos se ha desarrollado un ajuste experimental, que presentan un alto grado de correlación y de significación, así como una reducida dispersión y error relativo. En consecuencia, se propone un método de obtención de la tensión máxima de exfoliación, consistente en varias ecuaciones, que tienen en cuenta las peculiaridades de la configuración de las piezas citadas y permiten considerar cualquier ley de adherencia, manteniendo la coherencia con la longitud de transmisión. Las ecuaciones se emplean para la obtención de la tensión máxima de exfoliación en piezas de la tipología estudiada cuya armadura activa se sitúe fuera del núcleo central de la sección transversal. Respecto al estallido, se propone una modificación de los métodos existentes que, comparado con los resultados del análisis por elementos finitos, mejora el valor medio y la dispersión a valores admisibles y del lado de la seguridad. El método considera la geometría de la sección y la distribución del pretensado en la losa inferior. Finalmente, se ofrecen estrategias de diseño para piezas de la tipología o semejantes. End zones of prestressed concrete members are highly stressed. Cracking have often appeared at end zone, and its beginning is related to prestress release. Some members become rejected because of these cracks. Sometimes it is not possible having transverse reinforcement in order to control cracking, when referring to pretensioned precast members. The reason may be the construction process or highly optimized crosssections. A new typology of precast concrete members designed for one-way composite floors was recently developed. The members, without transverse reinforcement, are prestressed with pretensioned wires or strands. This typology is similar to an inverted TT slab, with a large flange related to the web thickness and prestressing reinforcement spread across the flange. This design is highly susceptible to appear cracking at prestress release. Therefore, brittle failures have been reported: fail of slabs laid in place on a construction site, resulting in the separation of the flange from the webs,, and the subsequent fall on the lower floor. Usual analytical methods have been useless to study the failure. End zone tensile stresses have been analysed to study the detected typology problems. These tensile stresses are usually called spalling and bursting (also called splitting in the U.S.). Analysis methods applicable to pretensioned members without transverse reinforcement have been analysed too. Some methods were originally developed for postensioned concrete or for obtaining the amount of transverse reinforcement. In addition, there are methods developed specifically for pretensioned members without transverse reinforcement. Some factors, frequently ignored, have been found, such as lower and upper prestress, lack of symmetry in the cross section, variable width, a high ratio between flange width and web thickness or prestressing reinforcement location related to variable width. They can play a decisive role in non-conventional members. In addition, most methods are based on 2D simplifications. Finite Element modelling has been conducted in order to consider the influence of these factors. A linear 3D approach has been used. The modelled members vary according to cross section geometry, bond behaviour, or prestressing reinforcement location. In general, the obtained tensile stresses don’t agree with existing methods. An experimental adjustment has been conducted on the obtained results, with a high correlation ratio and significance level as well as a low dispersion and relative error. Therefore, a method to obtain the maximum spalling stress is proposed. The proposal consists on some equations that consider the special features of the typology and bond behaviour. Consistency between transmission length and bond behaviour is considered too. The equations are used to calculate maximum spalling stress for the studied typology members whose prestressing reinforcement is located out of the core of the cross section. In relation to bursting, a modification of existing methods is proposed. Compared to finite element results, the proposal improves mean value and dispersion, whose ranges are considered acceptable and secure. The method takes into account cross section geometry and location of prestressing reinforcement across the lower flange. Finally, strategies to design members of this typology or similar are proposed.

Las normativas del CONICET y la UNLP sobre la mención de la afiliación institucional en las publicaciones científicas. Problemas recurrentes y nuevas tensiones en el sistema científico y tecnológico argentino

Recientes normativas sobre el contenido y forma de mencionarla afiliación institucional de los investigadores de dos de las principales instituciones públicas de investigación de Argentina (la Universidad Nacional de La Plata y el Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas) obligan a reflexionar sobre problemas recurrentes y nuevas tensiones en torno a las relaciones institucionales del sistema científico-tecnológico argentino. Los objetivos de esta contribución son: 1) analizar las normativas de ambas instituciones; 2) señalar sus principales virtudes y falencias; y 3) alertar sobre los peligros de promulgar reglamentaciones no consensuadas. Las diferentes y hasta contradictorias normativas referidas a cómo los científicos deben registrar su afiliación institucional en las publicaciones están basadas en miradas aisladas, que colocan a numerosos investigadores con doble dependencia institucional en una encrucijada cuando deben cumplirlas. Los ejemplos analizados exponen la falta de coordinación inter-institucional y la necesidad de tener una mirada que contémplelas relaciones de cooperación nacional, regional e internacional en un escenario científico y tecnológico cada vez más globalizado. No parece razonable promulgar normativas que pongan a las instituciones estatales en una suerte de competencia por apropiarse de la producción científica de los investigadores, canibalizándose unas a otras. A contramano de la historia y del espíritu de colaboración que ha primado dentro del sistema argentino de ciencia y tecnología, estas visiones sesgadas ponen en serio riesgo el lugar privilegiado que ha logrado la Argentina entre los principales países productores de ciencia de América Latina, así como el reconocimiento internacional de sus instituciones científico-tecnológicas

Las normativas del CONICET y la UNLP sobre la mención de la afiliación institucional en las publicaciones científicas. Problemas recurrentes y nuevas tensiones en el sistema científico y tecnológico argentino

Recientes normativas sobre el contenido y forma de mencionarla afiliación institucional de los investigadores de dos de las principales instituciones públicas de investigación de Argentina (la Universidad Nacional de La Plata y el Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas) obligan a reflexionar sobre problemas recurrentes y nuevas tensiones en torno a las relaciones institucionales del sistema científico-tecnológico argentino. Los objetivos de esta contribución son: 1) analizar las normativas de ambas instituciones; 2) señalar sus principales virtudes y falencias; y 3) alertar sobre los peligros de promulgar reglamentaciones no consensuadas. Las diferentes y hasta contradictorias normativas referidas a cómo los científicos deben registrar su afiliación institucional en las publicaciones están basadas en miradas aisladas, que colocan a numerosos investigadores con doble dependencia institucional en una encrucijada cuando deben cumplirlas. Los ejemplos analizados exponen la falta de coordinación inter-institucional y la necesidad de tener una mirada que contémplelas relaciones de cooperación nacional, regional e internacional en un escenario científico y tecnológico cada vez más globalizado. No parece razonable promulgar normativas que pongan a las instituciones estatales en una suerte de competencia por apropiarse de la producción científica de los investigadores, canibalizándose unas a otras. A contramano de la historia y del espíritu de colaboración que ha primado dentro del sistema argentino de ciencia y tecnología, estas visiones sesgadas ponen en serio riesgo el lugar privilegiado que ha logrado la Argentina entre los principales países productores de ciencia de América Latina, así como el reconocimiento internacional de sus instituciones científico-tecnológicas

Tensiones en la construcción de la Economía Social como política social : La experiencia del Plan Nacional Manos a la Obra

Los problemas del desempleo y la pobreza en la Argentina suscitan discusiones, tanto en el campo intelectual como desde la sociedad civil, respecto de cuáles serían las formas de resolverlos. Estos debates implican una definición política acerca de qué sociedad y qué desarrollo queremos. Una de las propuestas más novedosas que se está desarrollando es la construcción de la Economía Social como alternativa al modelo neoliberal o a la economía capitalista. En este marco, el objetivo de esta ponencia es reflexionar acerca de las tensiones en la construcción de la Economía Social como política social, a partir de la experiencia del Plan Nacional Manos a la Obra. Parto de la hipótesis de que la política social para la promoción del auto-empleo desarrollada al margen de un marco legal adecuado y de una regulación eficiente de los mercados y de las protecciones para el trabajo asociado, genera formas de trabajo precarias. Por lo tanto las posibilidades de impacto en el bienestar (en términos de calidad del trabajo y protecciones sociales) de los destinatarios están fuertemente limitadas. En cuanto a la metodología utilizada, se trata de un estudio empírico en base a fuentes secundarias, fundamentalmente documentos, evaluaciones e informes de gestión producidos por el Ministerio de Desarrollo Social. Primero describiré brevemente los objetivos del Plan Nacional de Desarrollo Local y Economía Social "Manos a la Obra". Luego analizaré las tensiones que se plantean en la construcción de la Economía Social e intentaré plantear las potencialidades y limitaciones de esta política, a partir del análisis de datos respecto de su implementación. Finalmente esbozaré algunas conclusiones y preguntas que quedan abiertas para pensar la política social en relación con la política laboral y económica

Tensiones de una burocracia sindical en recomposición : La CGT platense a fines de los años 50

Fil: Raimundo, Marcelo. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Humanidades y Ciencias de la Educación; Argentina.

Las aguafuertes africanas de Roberto Arlt : reescritura, tensiones y divergencias

Fil: Juárez, Laura Susana. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Humanidades y Ciencias de la Educación; Argentina.

Articulaciones y tensiones entre la formación académica universitaria y las demandas del "campo" laboral salteño

La relación entre formación académica y acceso al mundo laboral es un ámbito de indagación creciente en el espacio universitario; especialmente el ingreso del graduado al campo profesional, su trayectoria de "empleabilidad" y su vínculo con las competencias y/o habilidades profesionales adquiridas en la formación universitaria. Entendiéndose la "empleabilidad" como calificaciones, conocimientos y competencias que aumentan la capacidad de los trabajadores para conseguir y conservar un empleo, mejorar su trabajo y adaptarse al cambio (OIT, 2000). Si hasta hace unas décadas el título universitario garantizaba el acceso y permanencia en el campo laboral, en la actualidad las profesiones están diluidas en función de las nuevas dinámicas de organización y gestión del trabajo. Se pasa, así, de una formación académica destinada a la adquisición de técnicas fundamentales de la profesión al aprendizaje de ciertas competencias necesarias para el desempeño en el puesto de trabajo. En este marco se presenta un documento que forma parte del PICTO No 36768, "Trayectorias educativas e inserción laboral de los egresados años 1997 a 2001 de la Universidad Nacional de Salta" (Agencia Nacional de Ciencia y Tecnología); que procura indagar los vínculos entre la propuesta académica de la UNSa y las demandas del mundo laboral salteño

Jóvenes, escuela y subjetividad : Aproximación a un campo de tensiones

El presente trabajo persigue un doble propósito: por un lado, procura explorar el campo de tensiones que se configura en el encuentro entre las formas de ser y estar en el mundo de los jóvenes y la lógica misma de la escuela como institución. En este sentido, ensayaremos problematizar el desacople entre las transformaciones subjetivas de las nuevas generaciones (vinculadas a la emergencia de nuevas tecnologías y a la creciente expansión de la cultura mediática) y el legado de la tradición moderna presente en la escuela. Nos preguntamos de qué modo el conjunto de procesos ligados a las nuevas tecnologías informáticas alteran las formas en que los jóvenes se vinculan con el conocimiento y con las instituciones escolares encargadas de transmitirlo; tecnologías, aquellas, que han irrumpido vehementemente en sus (nuestras) vidas cotidianas cambiando los modos de percibir y habitar el mundo. A la vez, nos proponemos poner en diálogo dicha situación con una conceptualización teórica de la categoría misma de subjetividad. Si comprender las formas de ser y estar en el mundo de los jóvenes supone rastrear las formas de producción de subjetividad, resulta fundamental hacerlo explicitando qué entendemos por dicho concepto, explorándolo desde diversas disciplinas