Análisis del ensayo de impacto Charpy con esfera de acero mediante controlador lógico programable

Resumen

Este trabajo presenta el desarrollo de un sistema automatizado para ensayos de impacto basado en el método Charpy, utilizando una esfera de acero como cuerpo de impacto y un Controlador Lógico Programable (PLC) para el control y la adquisición de datos. El sistema propuesto tiene como objetivo proporcionar una solución accesible, confiable y de alta repetibilidad para la caracterización de materiales cerámicos, cuya evaluación de resistencia al impacto presenta desafíos específicos en los métodos tradicionales. La metodología incluyó el desarrollo del dispositivo mecánico, la integración del PLC y la HMI, la programación de rutinas para el cálculo del coeficiente de restitución basado en la detección sonora del impacto y el rebote de la esfera, y la comparación de los resultados obtenidos con los datos de referencia proporcionados por el Centro Cerámico del Brasil (CCB). Los resultados demostraron una excelente concordancia con los valores del coeficiente de restitución proporcionados por el CCB para diferentes productos cerámicos, presentando promedios cercanos y desviaciones estándar consistentemente bajas (0,00 a 0,02), lo que confirma la alta repetibilidade y precisión del sistema desarrollado. Además, la automatización permitió la eliminación de la variabilidad humana y garantizó un control riguroso de las condiciones del ensayo, como la altura de caída y la detección precisa del momento del impacto. Se concluye que el sistema propuesto es técnicamente eficaz, económicamente viable y adecuado tanto para el uso académico como para aplicaciones en laboratorios industriales de control de calidad, representando una alternativa moderna para ensayos mecánicos de impacto en materiales frágiles