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Fernández Carrasquilla, Javier

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Ingeniería Mecánica, Energética y de Materiales

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Revisión y estado del arte de la corrosividad del etanol y sus mezclas con gasolina
(CENIM, 2011) Berlanga Labari, Carlos; Biezma Moraleda, María Victoria; Fernández Carrasquilla, Javier; Universidad Pública de Navarra. Departamento de Ingeniería Mecánica, Energética y de Materiales; Nafarroako Unibertsitate Publikoa. Mekanika, Energetika eta Materialen Ingeniaritza Saila
Actualmente, el etanol se presenta como una fuente importante de combustible renovable para el sector de la automoción. Se sabe que los carburantes tradicionales, como la gasolina, no han causado problemas de corrosión, debido principalmente a su baja miscibilidad en el agua. En cambio, los biocarburantes en base alcohol pueden contener una considerable cantidad de agua y, además, se puede producir la oxidación parcial de sus componentes por su exposición a la atmósfera. Estas reacciones pueden ocasionar corrosión y posterior fallo, de cualquier componente metálico en contacto con las mezclas etanol-gasolina. En consecuencia, todos los sectores relacionados con la industria que emplean este combustible, empresas productoras, logística, dispensadores y fabricantes de vehículos, pueden estar afectados por esta problemática. Esto hace que este tema sea muy interesante, tanto desde un punto de vista científico como industrial. En este trabajo se revisa sistemáticamente todos los aspectos relacionados con la corrosión que produce el etanol y sus mezclas con gasolina, con el objetivo de conocer en profundidad el estado actual de las investigaciones, así como para orientar trabajos futuros que estén afectados, tanto de forma directa o indirecta con esta temática.
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Microestructura y propiedades mecánicas de una fundición esferoidal ferrítica en bruto de colada para su uso en piezas de grandes dimensiones
(CENIM, 2006) Suárez Sanabria, Alberto; Fernández Carrasquilla, Javier; Ingeniería Mecánica, Energética y de Materiales; Mekanika, Energetika eta Materialen Ingeniaritza
Con objeto de estudiar el efecto de la velocidad de enfriamiento, composición y microestructura sobre las propiedades mecánicas de una fundición de grafito esferoidal y matriz ferrítica en estado de bruto de colada, para su uso en piezas de grandes dimensiones, se fabricó un cubo de 300 mm de arista mediante colada en moldes de arena. Este cubo contiene, como es habitual, silicio y magnesio procedentes del inoculante (ferrosilicio) y del nodulizante (Fe-Si-Mg). Se investigaron los efectos del tamaño, forma y distribución de las partículas de grafito y microestructura de la matriz sobre la resistencia mecánica, resistencia a impacto y tenacidad de fractura, de dos zonas del cubo formadas con distinta velocidad de enfriamiento: el centro térmico-geométrico y la superficie. Se ofrecen las composiciones químicas de ambas zonas y las técnicas utilizadas para realizar los ensayos mecánicos y el análisis metalográfico.
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Revisión sobre nitruraciones láser de aleaciones de titanio
(CENIM, 2010) Pérez Artieda, Miren Gurutze; Fernández Carrasquilla, Javier; Ingeniería Mecánica, Energética y de Materiales; Mekanika, Energetika eta Materialen Ingeniaritza
Una técnica comúnmente utilizada para la mejora de la resistencia a desgaste de las aleaciones de titanio es la nitruración de la superficie, utilizando la deposición física o química de vapor, la implantación iónica o el refundido de la superficie en atmósferas que contienen nitrógeno. En esta revisión se estudian los sistemas de nitruración con tecnología láser, utilizados para tratar la superficie de diferentes aleaciones de titanio. Las aleaciones de titanio son un material alternativo al acero, muy atractivo para aplicaciones que requieren alta resistencia a temperaturas elevadas, puesto que tienen una relación resistencia-dureza elevada y buena resistencia a corrosión. En aplicaciones que requieren buena resistencia a desgaste, las aleaciones de titanio suponen un problema, debido a sus pobres características tribológicas. La utilización de aleaciones de titanio junto con un tratamiento de nitruración adecuado, podría permitir la sustitución del acero en diferentes aplicaciones, consiguiendo una disminución en el peso de los componentes fabricados.
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Revisión sobre recubrimientos láser de aleaciones de aluminio
(CENIM, 2008) Pérez Artieda, Miren Gurutze; Fernández Carrasquilla, Javier; Ingeniería Mecánica, Energética y de Materiales; Mekanika, Energetika eta Materialen Ingeniaritza
En este artículo se presenta un trabajo de revisión bibliográfica, centrado en los procesos de recubrimiento y tratamiento superficial láser realizados en aleaciones de aluminio. Estos procesos láser son técnicas de modificación superficial que permiten la obtención de propiedades adecuadas en la superficie de componentes cuyas características internas no se ven afectadas. La ventaja principal que caracteriza la tecnología láser es la elevada velocidad de calentamiento y enfriamiento que se produce durante los procesos. Esto, provoca la formación de fases fuera del equilibrio, con microestructuras nuevas. En el artículo se aprecia que los resultados obtenidos, sin embargo, varían no sólo con el tipo de aleación utilizada como substrato y con el material de aporte sino, también, con la ruta de fabricación seguida por el propio material. Además, se analizan los diferentes parámetros que tienen influencia en el proceso y se contrastan las características obtenidas por distintos investigadores, con el objeto de condensar en un documento la información más importante en este campo.
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Influencia de la composición y el tratamiento térmico en las propiedades mecánicas de aleaciones de bronce al aluminio
(CENIM, 2007) Cenoz Echeverría, Isaac; Fernández Carrasquilla, Javier; Ingeniería Mecánica, Energética y de Materiales; Mekanika, Energetika eta Materialen Ingeniaritza
Los cuproaluminios son aleaciones de cobre con contenidos de aluminio del 5-12 % que pueden incorporar hierro, níquel, y manganeso para formar una familia de aleaciones con unas excelentes propiedades de resistencia mecánica y a la corrosión. En el presente artículo se estudia el efecto que la relación Ni:Fe y que los tratamientos térmicos ocasionan en las propiedades mecánicas como dureza, límite elástico, tensión de rotura, alargamiento, módulo de elasticidad, coeficiente de Poisson, tenacidad a la fractura estática, resiliencia, fatiga y propagación de grieta. Para ello, se analizan tres aleaciones en tres estados. Las composiciones nominales son Cu-Al10-Fe3, Cu-Al10-Fe5-Ni5 y Cu- Al10-Fe4-Ni8. Las estructuras de las aleaciones son las correspondientes a: bruto de colada, temple y temple seguido de revenido. La caracterización del módulo de elasticidad y coeficiente de Poisson, así como los ensayos de tracción y resiliencia, se realizan a –20 °C, 24 °C y 100 °C.
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Estudio de una fundición nodular mediante mecánica de la fractura
(Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), 1999) Fernández Carrasquilla, Javier; Ríos, Ricardo; Ingeniería Mecánica, Energética y de Materiales; Mekanika, Energetika eta Materialen Ingeniaritza
Se estudia la tenacidad a la fractura de fundiciones de grafito nodular con diferentes matrices y tamaños de celdilla eutéctica. También se estudian las propiedades de tracción, dureza y tenacidad al impacto. Los resultados experimentales se comparan con los mismos parámetros determinados en acero al silicio de composición química similar a la de la matriz de la fundición. El posterior estudio de las superficies de fractura permite establecer ios mecanismos de rotura. El análisis conjunto de los resultados mecánicos y de los estudios fractográficos permiten establecer la influencia del grafito sobre las diversas propiedades mecánicas de la fundición así como sobre los micromecanismos de fractura.
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Caracterización de escorias metalúrgicas procedentes de yacimientos arqueológicos de Navarra (siglos II a.C.- IV d.C.)
(Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), 2013) Ros Latienda, L.; Fernández Carrasquilla, Javier; Ingeniería Mecánica, Energética y de Materiales; Mekanika, Energetika eta Materialen Ingeniaritza
Desde la Sección de Arqueología del Gobierno de Navarra llegó la propuesta de caracterizar una serie de piezas comprendidas entre el siglo II a.C. y el siglo IV d.C. procedentes de yacimientos arqueológicos de esta provincia con objeto de obtener datos relacionados con la tecnología que las produjo y poder comparar el grado de desarrollo técnico de diferentes épocas y lugares. Interesaba el estudio de estas piezas desde el punto de vista metalúrgico, habiendo entre ellas mayoritariamente escorias metalúrgicas, restos de piezas fabricadas y restos minerales utilizados en la obtención de diversos metales. Además de proceder a su análisis químico mediante técnica de plasma acoplado inductivamente (ICP), se estudiaron seis muestras mediante microscopía óptica, electrónica de barrido y microanálisis por energía dispersiva de rayos X (EDAX) que reveló la composición de zonas amplias de las escorias y finalmente se completó el estudio determinando las fases presentes mediante difracción de rayos X.
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Estudio de una fundición de grafito laminar mediante mecánica de la fractura
(CENIM, 1999) Fernández Carrasquilla, Javier; Ríos, Ricardo; Ingeniería Mecánica, Energética y de Materiales; Mekanika, Energetika eta Materialen Ingeniaritza
Se estudia la tenacidad a la fractura de una fundición de grafito laminar con diferentes matrices y tamaños de celdilla eutéctica. También se estudian las propiedades de tracción, dureza y tenacidad al impacto. Los resultados experimentales se comparan con los mismos parámetros determinados en aceros al silicio de composición química similar a la de la matriz metálica de la fundición. El posterior estudio de las superficies de fractura permite establecer los mecanismos de rotura. El análisis conjunto de los resultados mecánicos y de los estudios fractográficos permiten establecer la influencia del grafito sobre las diversas propiedades mecánicas de la fundición así como sobre los micromecanismos de fractura. Se critican modelos de mecánica de fractura que estiman la resistencia a la tracción y la tenacidad de fractura, y se realizan aportaciones que pueden mejorar dichos modelos.
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Estudio de la oxidación a elevada temperatura de ocho aleaciones en atmósferas de combustión de biomasa
(CENIM, 2008) Berlanga Labari, Carlos; Fernández Carrasquilla, Javier; Ingeniería Mecánica, Energética y de Materiales; Mekanika, Energetika eta Materialen Ingeniaritza
La combustión de biomasa, especialmente de paja de cereal, genera un ambiente muy corrosivo, particularmente, cerca de los tubos sobrecalentadores. El cloro es el principal agente corrosivo en las plantas de biomasa. Este trabajo se centra en comprobar el comportamiento de ocho aleaciones comerciales en una ambiente de combustión de biomasa. Los materiales estudiados han sido las siguientes: AISI 347 CG (1.4550), AISI 347 FG (1.4550), AISI 316LN (1.4910), ESSHETE 1250 (1.4982), AC 66 (1.4877), X20CrMoV12:1 (1.4922) y AISI 347 recubiertos con Inconel 625 e Inconel 686. Los ensayos se han realizado en la caldera de la planta de biomasa de Sangüesa (Navarra, España) durante 8.000 y 15.000 h a una temperatura de 500-550 °C. Los resultados indican un buen comportamiento de los aceros inoxidables austeníticos y de las aleaciones de Inconel, mientras que el del acero martensítico no ha sido aceptable. Se ha propuesto el mecanismo conocido como “oxidación activa” para interpretar el comportamiento a la corrosión de estos materiales en estos medios.
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Revisión sobre la corrosión de tubos sobrecalentadores en plantas de biomasa
(CENIM, 2006) Berlanga Labari, Carlos; Fernández Carrasquilla, Javier; Ingeniería Mecánica, Energética y de Materiales; Mekanika, Energetika eta Materialen Ingeniaritza
En el diseño de plantas de biomasa es muy importante tener en cuenta la temperatura del vapor para no tener problemas de corrosión. Esto, es debido al alto contenido de potasio y cloro que tienen la mayoría de los biocombustibles y, en especial, la paja de cereal. El objetivo de esta revisión es condensar el conocimiento actual sobre la corrosión de los sobrecalentadores a altas temperaturas provocada por compuestos clorados en plantas de biomasa. El cloro puede causar corrosión acelerada debido a la pérdida de metal del sobrecalentador, ataque interno y formación de capas de óxidos no adherentes. Los problemas de corrosión más severos en una caldera de biomasa se producen en los depósitos formados sobre los tubos sobrecalentadores. En la primera parte de esta revisión, se describen los mecanismos de corrosión propuestos en función de las condiciones de trabajo predominantes en la caldera. La segunda parte, se centra en revisar los estudios realizados para comprobar el comportamiento de los materiales mediante ensayos realizados en la caldera y en el laboratorio. En primer lugar, se describen las investigaciones realizadas sobre aleaciones convencionales y después las realizadas sobre las aleaciones desarrolladas en los últimos años y recubrimientos.