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Revista Ingeniantes 2020 Año 7 No. 2 Vol. 2
ASTM 20 y tamiz ASTM 50), se tiene un total de 78 Fase 5: Con base a la optimización del diseño expe-
probetas o muestras, para determinar las propieda- rimental se tiene como resultado la siguiente partici-
des de la mezcla. pación de los componentes optima: 43% de casca-
Fase 4: Las pruebas mecánicas son ensayos destruc- rón de huevo+ 15% de poliestireno expandido + 25%
tivos en las que los materiales de estudio son someti- Solvente.
dos a esfuerzos mediante la aplicación de una fuerza Con un mínimo y máximo de cascarón de 40% - 60%;
externa hasta su deformación y/o ruptura, para deter- Poliestireno expandido 15% - 30 % y solvente en 25%
minar sus propiedades de dureza, elasticidad, fragili- - 45%.
dad y resistencia a la penetración. Se pueden estudiar Con estos resultados obtenidos se establece el pro-
materiales diversos como: polímeros, metales de baja ceso de producción preliminar para este material y
dureza, materiales cerámicos, materiales compuestos, se determina la conductividad térmica.
productos farmacéuticos y alimentos, así como pro- Aparato de Placa Caliente con Guarda (APCG).
ductos o piezas elaboradas con estos materiales. [2] La prueba de conductividad térmica, λ, de este mate-
Una vez validado el sistema de medición, por medio de rial, fue realizada en el Centro Nacional de Metrología
un análisis de repetibilidad y reproducibilidad, que veri- (CENAM). El equipo utilizado en la medición es un ins-
fica el sistema de medición de las pruebas con una va- trumento de placa caliente con guarda de doble lado
riación de 27.6 %. Con base al diseño experimental se de medición. El instrumento está compuesto por una
elaboran trece mezclas las diferentes y sus resultados placa caliente central y dos placas frías en los extre-
con pruebas mecánicas que mostrará más adelante en mos. [4] En la figura 3 se muestra una fotografía del
los resultados. instrumento.
Las pruebas de compresión y elasticidad se realizaron
en el Laboratorio de Materiales Avanzados de la Uni-
versidad Veracruzana, especializado en la fabricación
y caracterización de nuevos materiales.
A continuación, en la figura 2 se muestran las dimen- Figura 3. Aparato de Placa Caliente con Guarda (APCG).
siones correspondientes a los ensayos con el tamiz
ASTM malla 50, la muestra uno y la muestra cinco no Cada una de las muestras se coloca entre la placa
se puede llevar acabo con todas las proporciones ya fría y la placa caliente central, una transferencia de
que en el caso de la muestra uno que se realiza con 60 energía térmica (calor) se genera en la placa calien-
gr de cascarón de huevo + 15 gr de poliestireno expan- te hacia las placas frías a través de las muestras. La
dido + 25 ml de solvente, al ser poco poliestireno esta guarda reduce las perdidas por transferencia radial
probeta tiene un sobrante de cascarón de 3.7 gr. En la de calor. Las temperaturas de las placas y la guarda
muestra cinco la mezcla 53.125 gr + 18.75 gr + 28.125 se miden con termopares calibrados, el área de me-
ml., con un sobrante de 8.9 gr de cascarón [3], y con dición y el espesor con un medidor Vernier.
la respuesta relacionada a las propiedades mecánicas
se determina la formula donde los componentes con-
tribuyen más a las respuestas.
La conductividad térmica del material se determina a
partir de la ecuación de estado estable para el instru-
mento de placa caliente con guarda:
En la cual: = Ec. (1)
2 ∆
q es el flujo de calor a través de la muestra en W.
λ es la conductividad térmica aparente de la muestra
Figura 2. Dimensionamiento promedio de las probetas o muestras en W m-1 K-1.
con ASTM malla 50.
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