FRH - Investigación y Posgrado

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    Análisis de Factibilidad de Utilización de Máquina POD para el Estudio Tribológico de Componentes de Freno Ferroviario
    (2025) Rivero, Nicolás Martín; Avit, Valeria Paula Agustina
    El freno de fricción es el mecanismo más difundido para lograr la detención de vehículos ferroviarios. Las guarniciones de freno, tanto zapatas como pas llas, poseen caracterís cas tribológicas par culares que deben balancear su performance. Por un lado, el desarrollo de un coeficiente de fricción (CoF) elevado permite lograr buenas tasas de desaceleración en coches y vagones, aumentando la seguridad de marcha. Sin embargo, los materiales de fricción también deben desarrollar buena performance en cuanto a las tasas de desgaste, factor que afecta el recambio de componentes, la mantenibilidad y por ende la operación ferroviaria. En esta monogra a se propone analizar los parámetros tribológicos asociados a los ensayos en laboratorio, para determinar la fac bilidad de uso de un tribómetro Pin-on-Disc para el estudio de los materiales que se u lizan en el freno ferroviario. También se profundizará en los factores importantes a la hora de diseñar un ensayo, como la configuración del tribómetro, la fac􀆟bilidad de obtención de probetas, la combinatoria de casos posibles, la elaboración de un plan de trabajo, la propuesta de un objeto de estudio y los costes asociados a realización de ensayos.
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    Observaciones de variaciones en parámetros eléctricos en el método de Corrientes Inducidas debido a la presencia de fisuras superficiales en cabeza de riel ferroviario y su correlación con profundidades de fisuras y ángulo de inclinación
    (2025) Sarraiocco, Leandro Darío; Fava, Javier; Checozzi, Federico; Dominguez, Benicio; Rolla Napal, Joaquín Nahuel; González Cerminara, Ramiro
    Aplicando el método de ensayos no destructivos por corrientes inducidas sobre probetas con fisuras fabricadas en rieles ferroviarios, se presentan resultados que muestran la detección de defectos tipo head check. Las fisuras, fabricadas ad hoc, se desarrollan en la banda de rodadura y penetran en el material con un ángulo de inclinación de 25 °. Para el análisis, como parámetro eléctrico principal de la señal eléctrica se tomó su amplitud desarrollada en el diagrama XY del equipo utilizado. Se pudieron correlacionar las amplitudes medidas con profundidades de fisuras entre 1 mm y 7 mm en dos situaciones: fisuras aisladas y fisuras en clusters.
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    Defectos en rieles y elementos para su inspección no destructiva
    (2025) Romero Rosero, Christian Rodrigo; Fava, Javier Oscar
    Según un relevamiento de la empresa Operadora Ferroviaria Sociedad del Estado (o SOF S.E., su nombre comercial es Trenes Argentinos Operaciones), durante el primer trimestre del 2014, el descarrilamiento fue la segunda causa de accidentes ferroviarios y durante todo el año 2015 este evento se presentó durante 67 ocasiones en la red de superficie. Esto se podría vincular a las condiciones de operación de ejes, ruedas y rieles. Por estas razones, es de crucial importancia para un adecuado funcionamiento de los trenes, el buen estado de estos componentes y el control periódico de los mismos, con el objetivo de evitar siniestros de gran impacto socioeconómico. De esos tres componentes (ejes, ruedas y rieles), se han seleccionado para este estudio los defectos que se producen sobre los rieles. Los principales componentes involucrados en las rodaduras de trenes son la rueda y el riel; como no pueden estudiarse de manera aislada, se hará un breve análisis de la interacción entre ambos, y de los esfuerzos que se generan exclusivamente en los rieles. El enfoque principal de este documento será la defectología asociada al riel y se mencionaran muy brevemente algunos de los métodos de ensayo no destructivo que se aplica en cada caso para su detección y evaluación.
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    Friction and Abrasive Wear Behavior of FDM Printed PLA Structures
    (Slobodan Mitrovic, 2025) Zanín, Maximiliano; Rojas, Pablo; Urbano Pintos, Nicolás; Martynenko, Vitaly; Angiano, Alejo Nahuel
    In rapid prototyping industries - such as aerospace and biomedical engineering - 3D printed polylactic acid (PLA) models used in investment casting require high-quality surface finishes to prevent the transfer of printing defects to the final metal components. Among various post-processing methods, sanding is widely used due to its low cost, ease of control, and ability to reduce surface roughness. This study investigates the abrasive wear and friction behavior of PLA specimens with three infill patterns (linear, triangular, trihexagonal) and three infill densities (50%, 75%, 100%) tested against abrasive papers of four grit sizes (60, 150, 320, 600) under Pin-on-Disc conditions (0.033 m/s, 40 N, 1800 s). The lowest and most stable CoF (~0.55) was recorded with 320-grit paper. Wear rates decreased with increasing infill density for grits 150, 320, and 600, reaching a 50% reduction at 100% density. In contrast, 60-grit tests showed increased wear at higher densities. Surface analysis revealed micro ploughing, and polymeric burr formation. Finer abrasives promoted debris agglomeration on the pin, creating clean "drag bands" on the abrasive disc. These results offer design insights for optimizing 3D printing process parameters to enhance tribological performance in PLA-based components subjected to surface finishing or abrasive contact
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    Evaluación Tribológica Estructuras de PLA Impresas por FDM: Desafíos en la Determinación del Coeficiente de Fricción
    (2025) Zanín, Maximiliano; Rojas, Pablo; Martynenko, Vitaly; Urbano Pintos, Nicolás; Catania, Francisco
    La fabricación aditiva ha cobrado gran importancia en los últimos años debido a su bajo costo, facilidad de procesamiento y su potencial para impulsar la tecnología sostenible. Uno de los materiales más utilizados en la impresión 3D es el ácido poliláctico (PLA); un polímero biodegradable y reciclable derivado de recursos renovables. Las características mecánicas de las estructuras construidas mediante modelado por deposición fundida (FDM) se ven afectadas por diversos parámetros geométricos de impresión, como la densidad y el patrón de relleno, el diámetro de la boquilla, el espesor de la capa, además de la anisotropía del propio material. A pesar del gran interés en describir sus propiedades mecánicas, solo alrededor del 5% de las investigaciones se centran en las características tribológicas de los componentes impresos. Uno de los ensayos más utilizadas para la determinación de propiedades tribológicas, entre ellas coeficiente de fricción (COF) y desgaste, es el ensayo Pin on Disk. En este estudio se evaluaron diferentes muestras impresas con PLA para determinar el coeficiente de fricción, considerando configuraciones en las que la muestra actúa como un disco o como un pin. Si bien se examinaron las variables típicas de fabricación, fue determinante para reducir el desvío explorar las influencias de posibles defectos de impresión, junto con los desafíos relacionados con el diseño de la muestra, la densidad y los patrones de relleno, la carga aplicada y la velocidad de deslizamiento. Los descubrimientos demostraron que se deben considerar los defectos de impresión juntamente con las variables de diseño. Estos hallazgos sientan las bases para identificar condiciones de prueba cruciales para obtener valores repetibles y representativos del comportamiento tribológico del PLA impreso por FDM.
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    Carcaterización Mecánica y Tribológica de Probetas Impresas por Estereolitografía (SLA) en Diferentes Orientaciones de Fabricación
    (2025) Zanín, Maximiliano; Fierro, Víctor; Donato, Cristian; DeBiase, Damián
    La estereolitografía (SLA) es un proceso de impresión 3D comúnmente utilizado para crear componentes con alta resolución superficial y precisión dimensional. Algunos estudios sostienen que un curado adecuado puede conferir propiedades mecánicas prácticamente isótropas a las piezas fotopolimerizadas (Li y Teng, 2024), otros autores han demostrado que la orientación de la impresión tiene una marcada influencia en la resistencia mecánica y la estabilidad dimensional (Tuteski y Kočov, 2021) (Diab y Hassoon, 2023). Se investigó el comportamiento mecánico y tribológico de muestras impresas con resina mediante tecnología SLA, evaluando distintas orientaciones angulares de fabricación: 0°, 20°, 45° y 90°. Se realizaron ensayos de tracción y se evaluaron características tribológicas en un tribómetro Pin on Disc instrumentado. Los resultados obtenidos revelan una clara dependencia de las propiedades mecánicas (carga máxima y alargamiento) con el ángulo de impresión. Las curvas de carga-elongación muestran mayor rigidez y resistencia en las muestras impresas a 0°, mientras que las muestras fabricadas a 45° mostraron mayor dispersión de resultados y menor carga máxima antes del fallo. Además, se identificaron variaciones tribológicas asociadas a la orientación, posiblemente relacionadas con la disposición de las capas y terminación superficial. Estos descubrimientos permiten una comprensión más profunda del comportamiento anisotrópico de las piezas fabricadas mediante SLA, contribuyendo a la optimización de los parámetros de impresión en función de las solicitaciones mecánicas y de contacto mecánico.
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    Influencia del Patron y Densidad de Relleno en el Comportamiento Tribologico en Estructuras de PLA
    (2025) Zanín, Maximiliano; Alvarez Villar, Nelson; Martynenko, Vitaly; Rojas, Pablo; Angiano, Alejo; Angiano, Jeremías
    En la última década la fabricación aditiva polimérica se ha extendido rápidamente por su facilidad de procesamiento, bajo costo y desarrolladas ventajas en fabricación de piezas con geometrías complejas. Entre los polímeros más utilizados en fabricación aditiva se encuentra el PLA (ácido poliláctico). En contraparte, este biopolímero posee relativamente débiles propiedades mecánicas y tribológicas. Estas propiedades dependen de la solicitación mecánica, siendo influenciadas por variables de impresión como temperatura, diámetro de filamento, dirección y velocidad de deposición, patrones y densidad de relleno. Las variables de manufactura aditiva involucradas en el uso extendido del PLA motivan a recopilar información básica del comportamiento tribológico. En este trabajo se presenta un breve análisis de los datos recopilados a partir de ensayos realizados en un tribómetro Pin-on-Disk sobre papel abrasivo grit 600. Las muestras fueron construidas con PLA con tres patrones de relleno diferentes (Lineal, Trihexagonal y Triangular) en tres densidades de relleno (100%, 75% y 50%). Los ensayos se realizaron en seco y sin lubricación, a una velocidad de deslizamiento de 0.033 m/s, 40 N y durante 1800 s (60 m). Se realizaron al menos tres ensayos de cada muestra. Todos los ensayos exhibieron comportamientos semejantes en cada grupo, evidenciando un periodo de running-in típico hasta una estabilización del CoF. Las muestras con patrones lineales y trihexagonales mostraron una reducción de este período en un 75% a 80% con el aumento de la densidad de relleno desde 50% a 100%. El menor CoF estable se registró en las muestras trihexagonales con 50% de relleno, mientras que el menor desgaste fue registrado en todos los patrones con la máxima densidad de relleno. A pesar de esto, la combinación más favorable en menor desgaste, bajo CoF y menor running-in corresponde al patrón trihexagonal con densidad del 75%.
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    Evaluación del Desgaste en Titanio Grado 23 Contra Acero
    (2024) Alvarez Villar, Nelson; Martynenko, Vitaly; Quiroga, Luciano; Ferreyra, León; Urbano Pintos, Nicólas; Zanín, Maximiliano
    Los excelentes niveles en algunas de las propiedades de las aleaciones base titanio (biocompatibilidad, resistencia específica, resistencia a la fatiga, resistencia a la corrosión), las hace insustituibles en muchas aplicaciones. La aleación Grado 23 (Ti6Al4V-ELI) es la más utilizada para bio-implantes. La vida en servicio de estos últimos depende esencialmente de la resistencia al desgaste y es afectada por la presencia de una capa pasivada, de manera que es compleja la relación entre la tasa de desgaste y factores como tipo de contacto, carga y velocidad de deslizamiento. Para estudiar la resistencia al desgaste del titanio Grado 23 en estado recocido, se realizaron ensayos en contacto deslizante y sin lubricación, contra acero al carbono. Para ello, se utilizó un tribómetro Pin-on-Disk instrumentado, siguiendo los lineamientos del estándar ASTM G99. Los ensayos se realizaron estableciendo una distancia de deslizamiento de 300m con pines de 5 mm de diámetro. Se seleccionaron dos niveles de carga (40 y 80N), tres velocidades de deslizamiento (0,16; 0,33 y 0,66 m/s) y valores de rugosidad Ra de los discos entre 0,08 a 1,4 μm, con el fin de investigar su correlación con la variación en la tasa de desgaste y el coeficiente de fricción (CoF). A partir de los ensayos realizados, se ha observado que el CoF presenta valores entre 0,38 a 0,45 sin variaciones significativas. Por otra parte, el desgaste revela la influencia de las condiciones del deslizamiento. Se reporta que a la más baja velocidad se obtienen valores de desgaste muy disímiles a una misma rugosidad mientras que, con altas velocidades altas permanece prácticamente constante indistintamente de la rugosidad de la contraparte. Además, se observó un ligero incremento del desgaste con el aumento de la carga a iguales velocidades de deslizamiento.
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    Simulación Númerica de Probetas CHARPY-V Subestándar con Entallas Laterales Bajo Distintos Niveles de Carga Aplicada en Materiales Metálicos
    (2025) Negro, Oscar; Rios, Juan; Asta, Eduardo; Balderrama, Juan
    La necesidad de trabajar con probetas de espesores menores al estándar en ensayos de impacto Charpy-V conduce a la necesidad de adoptar probetas de espesores subestándares, con la consiguiente pérdida de restricción inducida por el propio material con una pérdida del estado triple de tensiones en el vértice de la entalla. La incorporación de entallas laterales en las probetas Charpy-V subestándar puede presentarse como una alternativa para que el estado triaxial de tensiones se mantenga similar a la probeta estándar, evitando la necesidad de disminuir la temperatura de ensayo como método de compensación. Se evaluaron especímenes con diferentes espesores y profundidades variables de entalla lateral, con el fin de simular el impacto durante el ensayo de flexión en tres puntos, utilizando probetas tipo Charpy-V. Se realizó un análisis por elementos finitos con el fin de evaluar el estado de triaxialidad de tensiones en probetas tipo Charpy-V con diferentes espesores, tanto con o sin entalla lateral. Se utilizó el software ANSYS, para evaluar las tensiones promedio en la sección transversal del vértice de la entalla de la probeta. Para la simulación, se hizo un refinamiento de malla con el objetivo de optimizar su adaptación a la geometría del modelo. Se trabajó con distintos niveles de carga para analizar el comportamiento de las probetas en un régimen cuasi estático y verificar que la probeta de 7,5mm de espesor con una entalla lateral de 1mm mantiene valores de tensión equivalentes a los de una probeta estándar de 10mm sin entalla lateral. Sin embargo, a medida que la carga aumenta, se observa una mayor diferencia en los valores de tensión entre ambas configuraciones, lo que indica la necesidad de complementar estos resultados con simulaciones de carácter dinámico.
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    Los Glaciares de la Republica Argentina
    (2025) Ortone Lois, Ailin Sol
    Esta presentación se expuso durante la conferencia celebrada en el Instituto Geográfico Nacional el día 26 de noviembre de 2025, con motivo del 70° aniversario del Centro Argentino de Cartografía. La temática del panel se denominó “2025 Año Internacional de la Conservación de los Glaciares – Los glaciares de la República Argentina”. Se compartió el panel junto con profesionales del IANIGLA CONICET, del Instituto Antártico Argentino y de la Comisión Nacional de Límites Internacionales. Se presentaron los trabajos que el grupo Radar de Apertura Sintética viene desarrollando en la zona del Parque Nacional Los Glaciares de Santa Cruz desde el año 2010.