Ingeniería Mecánica · 2026
Diseño y Construcción de Una Cámara de Envejecimiento Acelerado Para Materiales Metálicos y No Metálicos Para Uso en El Proyecto FNTC-646-2023 FONTUR - UIS
La Universidad Industrial de Santander está llevando a cabo el contrato FNTC 646-2023 FONTUR –UIS que comprende la construcción y puesta en marcha de 88 embarcaderos flotantes fluviales, como parte de este contrato, una de las actividades correspondientes es el diseño y construcción de una cámara de envejecimiento acelerado que permita realizar ensayos de corrosión por radiación UV y niebla salina en los materiales y recubrimientos que serán utilizados en los embarcaderos, además de seguir las normativas ASTM (American Society for Testing and Materials) establecidas para dichos ensayos de corrosión. Con este objetivo, para el proyecto de grado se diseñó y construyó una cámara de envejecimiento acelerado capaz de ejecutar los ensayos mencionados previamente, los cuales permiten identificar los materiales adecuados considerando las condiciones climáticas exigidas para los embarcaderos y normativas establecidas para los ensayos.
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Contenido
- Introducciónp. 15
- Planteamiento del problemap. 16
- Justificaciónp. 17
- Objetivosp. 18
- Objetivo Generalp. 18
- Objetivos Específicosp. 18
- Marco teóricop. 19
- Intemperismop. 19
- Corrosiónp. 14
- Tipos de Corrosiónp. 20
- Tipos de Ensayos de Corrosiónp. 22
- Envejecimiento Artificialp. 22
- Envejecimiento Artificial Aceleradop. 22
- Cámara de Envejecimiento Aceleradop. 23
- Tipos de Cámaras de Envejecimiento Aceleradop. 23
- Diseño Conceptualp. 26
- Análisis de Requerimientosp. 26
- Planteamiento de Alternativasp. 31
- Selección de Alternativasp. 32
- Diseño a Detalle y Construcción del Equipop. 32
- Diseño a detallep. 33
- Cuerpo de la Cámara UVp. 37
- Sistema de calefacción de sección UVp. 41
- Construcción del Equipo UVp. 45
- Boquilla Atomizadora de Agua Sección UVp. 45
- Aislante Térmico de La Sección UVp. 46
- Lámparas de Radiación UVp. 46
- Bomba Eléctrica Centrifugap. 47
- Resistencia Calentadora de Airep. 48
- Resistencias de Tanques de Aguap. 48
- Turbina de Airep. 37
- Sensores de Temperaturap. 50
- Ensamblaje de Cámara UVp. 51
- Sistema de Aspersiónp. 55
- Sistema de aire comprimidop. 60
- Electroválvulap. 63
- Tanque humidificadorp. 60
- Resistencia eléctrica- Tanque humidificadorp. 65
- Sensor de Temperatura- Tanque humidificadorp. 66
- Estructura de la cámarap. 60
- Boquillap. 60
- Sensor de humedad- Cámarap. 69
- Sensor de temperatura-Cámarap. 60
- Resistencia eléctrica- Cámarap. 71
- Bomba peristálticap. 60
- Tanque de soluciónp. 60
- Torre de nieblap. 73
- Porta muestrasp. 74
- Ensamble de la cámara salinap. 75
- Sistema Eléctrico y Tableros de Controlp. 82
- Validación de Funcionamiento del Equipop. 85
- Costo del Proyectop. 91
- Conclusionesp. 92
- Recomendacionesp. 94
- Referencias Bibliográficasp. 96
- Apéndicesp. 99
- Tabla 1. Subsistemas de cámara de envejecimiento aceleradop. 28
- Tabla 2. Calificaciones de matriz QFDp. 29
- Tabla 3. Matriz QFD de subsistema de controlp. 29
- Tabla 4. Matriz QFD de subsistema de radiación UVp. 29
- Tabla 5. Matriz QFD de subsistema de niebla salinap. 30
- Tabla 6. Matriz QFD generalp. 30
- Tabla 7. Matriz PUGHp. 32
- Tabla 8. Tabla de requerimientos y componentes lámpara UVp. 33
- Tabla 9. Tabla de requerimientos y componentes para el controlp. 33
- Tabla 11. Requerimientos de componentes cámara salinap. 35
- Tabla 12. Requerimiento de controlp. 36
- Tabla 13. Elementos principales de sección UVp. 36
- Tabla 14. Datos de transferencia de calorp. 42
- Tabla 15. Constantes de energía del sistemap. 44
- Tabla 16. Elementos principales sección salinap. 60
- Tabla 17. Ciclos de funcionamiento de compresoresp. 77
- Tabla 18. Validación de parámetros exigidos en prueba de niebla salinap. 85
- Tabla 19. Validación de parámetros exigidos en prueba de radiaciónp. 89
- Tabla 20. Valores de temperatura para el sistema concentradop. 153
- Tabla 21. Datos para calcular variable bp. 154
- Figura 1. Cámara de niebla salinap. 23
- Figura 2. Cámara de envejecimiento acelerado UVp. 24
- Figura 3. Cámara de radiación solarp. 24
- Figura 4. Cámara de nieblap. 25
- Figura 5. Vista isométrica cuerpo sección UVp. 37
- Figura 6. Vista frontal cuerpo interno sección UVp. 38
- Figura 7. Vista superior cuerpo sección UVp. 39
- Figura 8. Triángulo dimensiones de sección UVp. 39
- Figura 9. Triángulo Rectángulo Dimensiones de Sección UVp. 40
- Figura 10. Esquema de resistenciap. 41
- Figura 11. Boquillas atomizadorasp. 45
- Figura 12. Rollo de fibra de vidriop. 46
- Figura 13. Lámparas de radiación UVp. 47
- Figura 14. Bomba centrifugap. 47
- Figura 15. Resistencia calentadora de airep. 48
- Figura 16. Resistencia calentadora de aguap. 49
- Figura 17. Turbina de airep. 49
- Figura 18. Sensores de temperaturap. 50
- Figura 19. Vistas isométrica y superior de la estructura UVp. 51
- Figura 20. Vistas frontal y trasera de la estructura UVp. 51
- Figura 21. Ducto de calefacciónp. 52
- Figura 22. Turbina y resistencia de aire instaladasp. 52
- Figura 23. Puerta sección UVp. 53
- Figura 24. Tapa de cabina UVp. 53
- Figura 25. Aislamiento de cabina UVp. 54
- Figura 26. Instalación de aspersores y lámparasp. 55
- Figura 27. Tanque de almacenamiento de aguap. 55
- Figura 28. Acople de bomba, tanques, subsistema de bypass y aislamiento de tanquesp. 56
- Figura 29. Orificio de venteop. 57
- Figura 30. Instalación de resistenciap. 57
- Figura 31. Instalación de sensores de nivelp. 58
- Figura 32. Adecuación se sensores de temperaturap. 58
- Figura 33. Válvula antirretorno y solenoides para el paso de aguap. 59
- Figura 34. Hermetizado y acople de rejilla de desagüe y porta probetasp. 59
- Figura 35. Cabina, mesa y sistema de aspersiónp. 60
- Figura 36. Compresor I.O. Toolsp. 61
- Figura 37. Compresor Ranger Prop. 62
- Figura 38. Filtro Pneucubep. 62
- Figura 39. Electroválvulas SPKp. 63
- Figura 40. Tanque humidificadorp. 64
- Figura 41. Resistencia de tanque humidificadorp. 65
- Figura 42. Sensor de temperaturap. 66
- Figura 43. Estructura de cámara salinap. 67
- Figura 44. Tapa de acrílicop. 68
- Figura 45. Boquilla aire-aguap. 69
- Figura 46. Sensor de temperaturap. 70
- Figura 47. Resistencia eléctrica cámara salinap. 71
- Figura 48. Bomba peristálticap. 72
- Figura 49. Tanque de soluciónp. 72
- Figura 50. Torre de niebla salinap. 73
- Figura 51. Porta probetas cámara salinap. 74
- Figura 52. Ensamble tapa acrílicap. 76
- Figura 53. Estructura principal cámara salinap. 76
- Figura 54. Compresores en paralelop. 78
- Figura 55. Instalación filtro de airep. 78
- Figura 56. Silenciadorp. 79
- Figura 57. Tanque humidificadorp. 79
- Figura 58. Torre de nieblap. 80
- Figura 59. Acople de bomba peristáltica en sistema de suministrop. 81
- Figura 60. Botones de Encendido, apagado y emergenciap. 82
- Figura 61. Pirómetros de control sección UVp. 83
- Figura 62. Temporizadores sección UVp. 83
- Figura 63. Pirómetros y temporizador de sección salinap. 84
- Figura 64. Tableros de control UV y sección salinap. 84
- Figura 65. Validación de humedad y presiónp. 86
- Figura 66. Validación de temperaturas en prueba salina y PHp. 86
- Figura 67. Validación de caudal recolectadop. 86
- Figura 68. Probetas sin recubrimiento después del ensayo de niebla salinap. 87
- Figura 69. Probetas sin recubrimiento después de limpieza de corrosiónp. 87
- Figura 70. Probetas con recubrimiento después de ensayo de niebla salinap. 88
- Figura 71. Probetas con recubrimiento después de limpieza de corrosiónp. 88
- Figura 72. Validación temperatura de fase de aspersión y fase UVp. 90
- Figura 73. Validación radiación UVp. 90
- Figura 74. Validación fase de aspersiónp. 90
- Figura 75. Probetas con recubrimiento después de ensayo de radiación UVp. 91
- Figura 76. Costos del proyectop. 92
- Apéndice A.Especificaciones para ensayos de envejecimiento acelerado por radiación UVp. 99
- Apéndice B. Especificaciones para ensayo de corrosión por radiación UV en recubrimientosp. 99
- Apéndice C. Alternativa de diseño 1p. 100
- Apéndice D. Alternativa de diseño 2p. 100
- Apéndice E. Alternativa de diseño 3p. 101
- Apéndice F. Vista isométrica alternativa de diseño 2p. 102
- Apéndice G. Planos a detalle de sección UVp. 102
- Apéndice H. Cálculo de sistema de calefacciónp. 129
- Apéndice I. Manual de uso de la máquinap. 135
- Apéndice J. Manual de mantenimientop. 150
- Apéndice K. Tiempo de calentamiento de material interno sección UVp. 153
- Apéndice L. Datos técnicosp. 155