Ingeniería Mecánica · 2025
Simulación del microclima en cámara de Niebla salina y su efecto en la velocidad de corrosión de placas de acero de baja aleación
El presente trabajo de grado tiene como objetivo simular el microclima generado en una cámara de niebla salina y analizar su efecto en la velocidad de corrosión de placas de acero de baja aleación. Este estudio se desarrolla mediante la construcción de un modelo computacional que recrea las condiciones internas de la cámara, considerando variables clave como temperatura, humedad y concentración salina. La cámara de niebla salina es ampliamente utilizada en la industria para evaluar la resistencia de materiales en ambientes altamente corrosivos, cumpliendo normas como la ASTM B117. Sin embargo, existe una escasa profundización sobre cómo estas variables interactúan y afectan el comportamiento del material a nivel microclimático. La metodología se basa en la definición de los parámetros físicos del sistema, la elaboración del modelo mediante software ANSYS, la comparación con datos experimentales reales, y la posterior optimización del modelo con base en herramientas estadísticas como la correlación de Pearson y el Error Absoluto Medio (MAE).
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Contenido
- Resumenp. 12
- Abstractp. 13
- Índice de Figurasp. 17
- Índice de Tablasp. 18
- Introducciónp. 12
- Contextualización del problemap. 12
- Fundamentos de la corrosiónp. 15
- 1.2.1. Definición del fenómeno electroquímicop. 15
- 1.2.2. Tipos de corrosión relevantesp. 17
- 1.2.3. Factores que afectan la corrosiónp. 19
- 1.2.4. Prevención y controlp. 20
- Velocidad de corrosiónp. 22
- Métodos de mediciónp. 22
- Unidades y parámetros estándarp. 23
- Factores que influyen en la tasa de corrosiónp. 24
- Aplicación en ambientes salinosp. 25
- Cámaras de niebla salinap. 26
- Principio de funcionamientop. 26
- Normativas aplicablesp. 27
- Aplicaciones y limitacionesp. 27
- Relevancia para estudios de corrosiónp. 27
- Importancia de la simulación computacionalp. 28
- Modelado de procesos corrosivosp. 28
- Ventajas frente a ensayos experimentalesp. 29
- Integración con datos experimentalesp. 29
- Material de estudio: Acero de baja aleaciónp. 30
- Composición y propiedadesp. 30
- Comportamiento frente a la corrosiónp. 30
- Aplicaciones típicasp. 31
- Estado del arte y vacíos técnicosp. 32
- Objetivos del trabajo y organización del documentop. 33
- Marco Teóricop. 35
- Corrosión en aceros de baja aleaciónp. 35
- 2.1.1. Fundamentos generales de corrosiónp. 35
- 2.1.2. Efecto de los elementos aleantesp. 36
- 2.1.3. Tipos de corrosión en aceros de baja aleaciónp. 36
- Ambientes agresivos: niebla salinap. 38
- 2.2.1. Características del ambiente marino y su reproducción artificialp. 38
- 2.2.2. Limitaciones de las cámaras de niebla salinap. 39
- 2.2.3. Aplicaciones y alcance de uso en ingenieríap. 39
- Simulación del microclima en cámaras de ensayop. 41
- 2.3.1. Importancia del modelado del microclima internop. 41
- 2.3.2. Variables por modelar y desafíos técnicosp. 42
- 2.3.3. Validación de modelos y aplicación experimentalp. 42
- Herramientas computacionales para simulaciónp. 44
- 2.4.1. Aplicación de la dinámica de fluidos computacional (CFD)p. 44
- 2.4.3. Limitaciones y consideraciones prácticasp. 45
- Comparación entre simulación y datos realesp. 46
- 2.5.1. Relevancia de la comparación experimental-computacionalp. 46
- 2.5.2. Técnicas de validación empleadas en estudios recientesp. 47
- 2.5.3. Limitaciones y discrepancias comunesp. 47
- Metodologíap. 48
- Tipo de investigaciónp. 48
- Descripción del equipo físicop. 49
- Modelado computacional en ANSYSp. 50
- Parámetros operativos y condiciones de contornop. 51
- Simulación y obtención de resultadosp. 53
- Limitaciones y supuestos del modelop. 53
- Resultados y Análisis de Resultadosp. 55
- Introducción al análisisp. 55
- Distribución de la velocidad en la cámara de niebla salinap. 55
- Distribución de la densidad en la superficie de la probetap. 58
- Distribución de densidad a lo largo de la probetap. 63
- 4.5p. 66
- Conclusionesp. 72
- Referencias bibliográficasp. 74
- Figura 1.1 Mapa global del costo de la corrosión (Zerust Excor,2019)p. 13
- Figura 1.2 Corrosión galvánica (LibreTexts 2018)p. 16
- Figura 1.3 Proceso anódico y catódico en la corrosión del acero (LibreTexts, 2018)p. 16
- Figura 1.4 Clasificación de los tipos de corrosión (Soln Pharma,2022)p. 17
- Figura 1.5 Tipos comunes de corrosión metálica (Soln Pharma,2022)p. 18
- Figura 3.1 Cámara de niebla salina utilizada como referencia experimentalp. 50
- segundosp. 56
- segundosp. 56
- segundosp. 56
- Figura 4.7 Gráfica de densidad a lo largo de la probeta a los 10 segundosp. 63
- Figura 4.8 Gráfica de densidad a lo largo de la probeta a los 30 segundosp. 64
- Figura 4.9 Gráfica de densidad a lo largo de la probeta a los 30 segundosp. 65
- Tabla 3.1 Parámetros físicos de la cámara de niebla salinap. 49
- Tabla 3.2 Condiciones físicas internas utilizadas en la simulaciónp. 52
- Tabla 3.3 Modelos físicos usados en ANSYS fluentp. 52