Estudio del mecanizado asistido por vibración

The objective of this work is to analyze the influence of assisted vibration, VAM, in the process of turning steel. Initially, the surface finish generated in a lathe displacement is studied utilizing a geometric intersection software developed in Pascal programming language. The average and maximum roughness are calculated both linearly and superficially for different cutting parameters. The conclusion is synchronism between the vibration frequency and lathe spindle's speed reduce the roughness in the surface topography of the material. However, the values of the machining parameters are not easy to establish to generate synchronism on a conventional lathe. Then, the VAM is analyzed by means of the finite element method, FEM, using explicit dynamics in the commercial software ANSYS. The 2D model is proposed and validated for conventional turning conditions; this model used as the basis for the study of assisted vibration simulating under different conditions of frequency and oscillation of the tool. It concluded that vibration assisted cutting reduces the value of the average force used in the cut. Next, the energy efficiency of VAM turning is studied, using the specific cut-off energy, SCE, in the models assisted by vibration in EMF as an evaluation indicator. This indicator commonly used in the study of machining and therefore used as one of the validation variables of the conventional turning model. A comparison made through the specific relative cutting energy between machining using VAM and conventional cutting. It concluded that the machining by VAM is more energy-efficient than conventional machining, that it is even more if it vibrates in the direction of the cutting speed. Then, the experimentation of the linear turning carried out using a new resonant tool that vibrates in the cutting direction; for this, the coil circuit configured to work in resonance with the tool. The coil vibrates the tool in its second natural mode and it oscillates in the direction of the cutting speed. Then proceed to carry out the tests on the lathe, the energy consumed by the lathe, the rate of material removed and the specific energy consumed is calculated. Finally, the results are analyzed and it concluded that the use of VAM reduces the specific energy consumed in the S235 alloy by an average of 13% and in the C45E 9%.El objetivo de este trabajo es analizar la influencia de la vibración asistida, VAM, en el proceso de torneado de acero. Inicialmente se estudia el acabado superficial generado en un cilindrado por torno, por medio de un software de intersección geométrica elaborado en lenguaje de programación Pascal. Se calcula la rugosidad media y máxima de manera tanto lineal como superficial para diferentes parámetros de corte. La conclusión es que el sincronismo entre la frecuencia de vibración y la velocidad del husillo del torno reducen la rugosidad en la topografía superficial del material. Sin embargo, los valores de los parámetros de mecanizado no son fáciles de establecer para generar el sincronismo en un torno convencional. Luego, se analiza el VAM por medio del método de elementos finitos, FEM, utilizando dinámica explicita en el software comercial ANSYS. Se plantea y valida el modelo 2D para las condiciones de torneado convencional, este modelo se utiliza como base para el estudio de vibración asistida simulando bajo diferentes condiciones de frecuencia y oscilación de la herramienta. Se concluye que el corte asistido por vibración reduce el valor de la fuerza media utilizada en el corte. A continuación, se estudia la eficiencia energética del torneado con VAM, utilizando como indicador de evaluación la energía especifica de corte, SCE, en los modelos asistidos por vibración en FEM. Este indicador es de uso común en el estudio de mecanizados y por tanto es utilizado como una de las variables de validación del modelo de torneado convencional. Se realiza una comparación por medio de la energía específica de corte relativa entre un mecanizado utilizando VAM y un corte convencional. Se concluye que el mecanizado por VAM es más eficiente energéticamente y que lo es aún más si vibra en la dirección de la velocidad de corte. Después, se realiza la experimentación del torneado lineal utilizando una nueva herramienta resonante que vibra en la dirección de corte, para ello, se configura el circuito de la bobina para trabajar en resonancia con la herramienta. La bobina hace vibrar la herramienta en su segundo modo natural y esta oscila en la dirección de la velocidad de corte. Luego, se realizan los ensayos en el torno, se mide la energía consumida por el torno, la tasa de material removido y se calcula la energía especifica consumida. Finalmente, se analizan los resultados y se concluye que el uso del VAM reduce la energía específica consumida en la aleación de acero S235 un promedio de 13% y en el C45E un 9%. Palabras clave: vibración asistida, mecanizado, energía específica de corte, energía específica consumida, método de elementos finitos, acabado superficial.Postprint (published version

Estimation of specific cutting energy in an S235 alloy for multi-directional ultrasonic vibration-assisted machining using the Finite Element Method

The objective of this work is to analyze the influence of the vibration-assisted turning process on the machinability of S235 carbon steel. During the experiments using this vibrational machining process, the vibrational amplitude and frequency of the cutting tool were adjusted to drive the tool tip in an elliptical or linear motion in the feed direction. Furthermore, a finite element analysis was deployed to investigate the mechanical response for different vibration-assisted cutting conditions. The results show how the specific cutting energy and the material’s machinability behave when using different operational cutting parameters, such as vibration frequency and tool tip motion in the x-axis, y-axis, and elliptical (x-y plane) motion. Then, the specific cutting energy and material’s machinability are compared with a conventional turning process, which helps to validate the finite element method (FEM) for the vibration-assisted process. As a result of the operating parameters used, the vibration-assisted machining process leads to a machinability improvement of up to 18% in S235 carbon steel. In particular, higher vibration frequencies were shown to increase the material’s machinability due to the specific cutting energy decrease. Therefore, the finite element method can be used to predict the vibration-assisted cutting and the specific cutting energy, based on predefined cutting parameters.Peer ReviewedPostprint (published version

Biocombustibles y su aplicación en colombia

El alto nivel de contaminación en los principales centros urbanos, llevó a las autoridades a extremar las medidas de control y previsión, tanto en los requisitos exigidos para las condiciones de operación de los motores de combustión interna, como en las exigencias en la formulación de los combustibles. Una de las alternativas para la disminución del impacto ambiental es la utilización de oxigenantes como el alcohol carburante en la gasolina. Este artículo busca proporcionar los antecedentes de los biocombustibles y su aplicación en Colombia, teniendo en cuenta la normatividad impuesta por el Gobierno Nacional para tal fin

Comportamiento anódico de la plata en soluciones cianuradas libres de oxígeno

En este artículo se muestra el resultado del estudio potenciodinámico y potencioestático del proceso de disolución de plata en soluciones de cianuro y en ausencia de oxígeno, con el fin de evaluar su comportamiento anódico. Para este estudio se utilizaron concentraciones de 5, 12 y 30 g/L de cianuro de sodio, temperaturas de 25 y 85ºC y agitaciones de 0 y 450 rpm

Comportamiento anódico de la plata en soluciones cianuradas libres de oxígeno

En este artículo se muestra el resultado del estudio potenciodinámico y potencioestático del proceso de disolución de plata en soluciones de cianuro y en ausencia de oxígeno, con el fin de evaluar su comportamiento anódico. Para este estudio se utilizaron concentraciones de 5, 12 y 30 g/L de cianuro de sodio, temperaturas de 25 y 85ºC y agitaciones de 0 y 450 rpm

Comportamiento anódico de la plata en soluciones cianuradas libres de oxígeno

En este artículo se muestra el resultado del estudio potenciodinámico y potencioestático del proceso de disolución de plata en soluciones de cianuro y en ausencia de oxígeno, con el fin de evaluar su comportamiento anódico. Para este estudio se utilizaron concentraciones de 5, 12 y 30 g/L de cianuro de sodio, temperaturas de 25 y 85ºC y agitaciones de 0 y 450 rpm

Diseño de un biofiltro para reducir el índice de contaminación por cromo generado en las industrias del curtido de cueros

El sector industrial de las curtiembres genera descargas con volúmenes altos de concentrados de cromo. El cromo es usado en esta industria como agente de curtido. La dificultad que presenta el uso de sales de cromo en el curtido de pieles, se debe a la gran cantidad de curtiente que no se fija y finalmente se descarga al ambiente, en las aguas residuales causando efectos negativos en el ambiente y a la salud humana. El objeto de este trabajo es proveer una alternativa para la remoción de cromo de aguas residuales de curtiembre utilizando la biomasa de hoja de café variedad castillo, coffea arabica

Isolation of human bone marrow mesenchymal stem cells and evaluation of their osteogenic potential

Las células madre mesenquimatosas de médula ósea humana (abreviadas hBMSCs) constituyen una fuente de células auto-renovables con alto potencial de diferenciación, comúnmente aisladas a partir de los aspirados medulares en huesos largos. Su diferenciación hacia el linaje osteogénico, por ejemplo, ha sido ampliamente utilizada para la evaluación biológica de biomateriales o matrices con aplicaciones en la ingeniería de tejidos óseos. El objetivo de este trabajo consistió en aislar hBMSCs a partir de la cabeza femoral de pacientes sometidos a artroplastia total de cadera, así como evaluar su potencial osteogénico. Brevemente, se extrajo el hueso esponjoso y se disgregó mecánicamente; las células desprendidas se cultivaron y las células no adherentes se eliminaron luego de 4 días. El potencial osteogénico se evaluó en la quinta generación de cultivo, mediante ensayos de diferenciación a 14 y 20 días donde se compararon cultivos con y sin suplementos osteogénicos. La evaluación se realizó mediante tinción con Alizarina Roja y la cuantificación de los niveles de expresión génica de los marcadores osteogénicos colágeno tipo I, osteonectinca y sialoprotiena ósea mediante RT-PCR en tiempo real. Las hBMSCs obtenidas presentaron un fenotipo no-diferenciado estable, así como la capacidad de mineralizar la matriz extracelular y expresar un fenotipo similar al osteoblasto durante la inducción osteogénica. Los tres marcadores evaluados se sobre-expresaron en los cultivos en condiciones osteogénicas, y se encontró que cambios hasta de 2X en sus niveles de expresión son relevantes para el desarrollo del proceso de diferenciación. El modelo de hBMSCS presentado podría ser utilizado para la evaluación in vitro de la osteoinductividad de diferentes biomateriales, moléculas bioactivas o matrices para ingeniería de tejidos.Human bone marrow mesenchymal stem cells (hBMSCs) comprise a cell population capable of self-renewal and multilineage differentiation commonly isolated from bone marrow aspirates of large bones. Their osteogenic potential has been extensively exploited for the biological evaluation of scaffolds or biomaterials with applications in bone tissue engineering. This work aimed to isolate hBMSCs from femoral heads of patients undergoing total hip arthroplasty and to evaluate their osteogenic potential. Briefly, the trabecular bone was extracted and mechanically disaggregated; the released cells were cultured and non-adherent cells were removed after 4 days. The osteogenic potential was evaluated at the fifth passage after 14 and 20 days of induction, comparing cultures with and without osteogenic supplements, via Alizarin red staining and the quantification of the gene expression levels of the osteogenic markers collagen type I, osteonectin and bone sialoprotein through real-time RT-PCR. The obtained hBMSCs presented a stable undifferentiated phenotype after prolonged cell culture, matrix mineralization capabilities and expression of osteoblast phenotype upon osteogenic induction. The three markers were up-regulated in cultures under osteogenic conditions and 2 fold differences in their expression levels were found to be significant for the onset of the differentiation process. The obtained hBMSCs may have applications on the in vitro evaluation of the osteoinductivity of different biomaterials, bioactive molecules or tissue engineering scaffolds

Gestión del conocimiento. Perspectiva multidisciplinaria. Volumen 5

El libro “Gestión del Conocimiento. Perspectiva Multidisciplinaria”, Volumen 5, de la Colección Unión Global, es resultado de investigaciones. Los capítulos del libro, son resultados de investigaciones desarrolladas por sus autores. El libro es una publicación internacional, seriada, continua, arbitrada de acceso abierto a todas las áreas del conocimiento, que cuenta con el esfuerzo de investigadores de varios países del mundo, orientada a contribuir con procesos de gestión del conocimiento científico, tecnológico y humanístico que consoliden la transformación del conocimiento en diferentes escenarios, tanto organizacionales como universitarios, para el desarrollo de habilidades cognitivas del quehacer diario. La gestión del conocimiento es un camino para consolidar una plataforma en las empresas públicas o privadas, entidades educativas, organizaciones no gubernamentales, ya sea generando políticas para todas las jerarquías o un modelo de gestión para la administración, donde es fundamental articular el conocimiento, los trabajadores, directivos, el espacio de trabajo, hacia la creación de ambientes propicios para el desarrollo integral de las instituciones