Análisis numérico de la variación dimensional en bloques cerámicos estructurales durante el proceso de secado
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v10i6.15680Palabras clave:
Bloques de cerámica; Contenido de humedad; Modelado matemático; Secado; Variación dimensional.Resumen
Por tener productos con un costo de producción relativamente bajo, la industria cerámica es un segmento con una participación fundamental en la economía nacional. Sin embargo, se trata de industrias que, en su mayor parte, tienen procesos de fabricación desactualizados, sin un adecuado control de calidad, y que generan un alto desperdicio de recursos y baja calidad del producto final. Como uno de los pasos en el proceso de fabricación de un material cerámico, el secado se define como el proceso de reducción del contenido de humedad de un sólido de acuerdo con el suministro de energía al mismo. Es un proceso que involucra fenómenos complejos de transferencia de calor y masa, así como variaciones dimensionales, y que, cuando se realizan de manera incorrecta, provocan daños estructurales al producto, que es el principal responsable del retiro de piezas en la industria cerámica. Por tanto, es de suma importancia describir el proceso de secado en detalle, proporcionando la información necesaria para que el proceso se lleve a cabo correctamente. Así, esta investigación tuvo como objetivo, a través de la modelización matemática y la simulación numérica, analizar la variación dimensional de un bloque cerámico estructural durante el proceso de secado, donde se ajustaron modelos matemáticos de volumen y superficie del producto mediante el software Statistica® a datos experimentales obtenidos en la literatura, bajo diferentes condiciones experimentales. Se expusieron y analizaron los resultados relacionados con variaciones en superficies y volumen externo e interno. Se puede concluir que el modelo matemático elegido se ajustó adecuadamente a los datos experimentales recolectados, con un coeficiente de determinación mayor a 0.9; y que, a pesar de sufrir reducciones dimensionales, el bloque cerámico estudiado mantuvo su geometría inicial sin presentar deformaciones.
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