DETERMINACIÓN DE HUMEDAD EN LAS ARENAS DE MOLDEO
YULI CAROLINA RODRIGUEZ SOTO
UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENERIA INGENERIA METALURGICA 2017
DETERMINACIÓN DE HUMEDAD EN LAS ARENAS DE MOLDEO
YULI CAROLINA RODRIGUEZ SOTO
INGERIERO RAFAEL BOTIA
UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENERIA INGENERIA METALURGICA 2017
MARTES 5 DE SEPTIMBRE 2017 DETERMINACIÓN DE HUMEDAD EN LAS ARENAS DE MOLDEO
OBJETIVOS
OBJETIVO PRINCIPAL 1. Cuantificar el Contenido de humedad en muestras de arenas de acuerdo a la norma AFS.
OBSERVACIONES DE LOS EXPERIMENTOS REALIZADOS
La práctica fue fácil de comprender y de buen provecho para el aprendizaje del tema, encendimos muchos conceptos y nombres para la industria metalúrgicos. Caracterizar una propiedad muy importante de las arenas fue de vital importancia para desenvolver nuestra practica para la determinación de la humedad en las arenas.
PROCESOS FISICOS
muestra de arena 100,3 gramos
adicion de agua proporcionalmente
decantacion de la arena
crear una solucion de arena,arcillas,carbon y agua
desechamiento de solucion de arcillas y carbon
repetir el proceso hasta obtener un agua limpia libre de arcillas
arena mojada
secar en una pala y con un soplete
pesar y compara
CANTIDAD Y BALANCES DE MATERIALES UTILIZADOS EN LA PRACTICA
Una muestra de arena reciclada del laboratorio de 100,3 gramos Un vaso Erlenmeyer de 600ml Una barrita agitadora Suficiente agua para decantación Soplete mechero
CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES Y MONTAJES REALIZADOS Arena:
El principal componente más común de la arena, en ambientes continentales y en las costas no tropicales, es la sílice, generalmente en forma de cuarzo. Sin embargo, la composición varía de acuerdo a las características locales de las rocas del área de procedencia. Una parte de la fina arena hallada en los arrecifes de coral, por ejemplo, es caliza molida que ha pasado por la digestión del pez loro. En algunos lugares hay arena que contiene hierro, feldespato o, incluso, yeso. Según el tipo de roca de la que procede, la arena puede variar mucho en apariencia. Por ejemplo, la arena volcánica es de color negro mientras que la arena de las playas con arrecifes de coral suele ser blanca. La arena es transportada por el viento, también llamada arena eólica, y el agua, y depositada en forma de playas, dunas, médanos, etc. En el desierto, la arena es el tipo de sustrato más abundante. La granulometría de la arena eólica está muy concentrada en torno a 0,2 mm de diámetro de sus partículas, que son además muy redondeadas. Algunas propiedades de las más importantes en las arenas son: o o
o o
Refractariedad: Para resistir las altas temperaturas del metal fundido. Permeabilidad: En grado tal que permita la evacuación de los gases disueltos en el metal y del aire contenido en el molde. o Fluidez: Suficiente para tomar y conservar la forma del modelo. Resistencia: Para resistir los esfuerzos mecánicos y el empuje del metal.
Agua
Las características del agua son punto de partida para determinar algunas características de otros elementos. Así, el agua tiene su mayor densidad a 4 °C. Este es el punto de referencia para determinar la densidad del resto de las sustancias y elementos. En esas condiciones, el agua tiene densidad 1. Además, un centímetro cúbico de agua también a 4°C es el punto de referencia para establecer la unidad de peso del sistema métrico de cimal. Un centímetro cúbico de agua pesa un gramo.
Carbón
El carbón o carbón mineral es una roca sedimentaria de color negro, muy rica en carbono y con cantidades variables de otros elementos, principalmente hidrógeno, azufre, oxígeno y nitrógeno, utilizada como combustible fósil
Montajes realizados
Fig. 1. decantación de la arcilla
Fig. 2. secado de la arena en una pala y con un soplete
Fig. 3 arena seca
VERSION DEL PROCEDIMIENTO OPERATIVO 1. Pesamos una muestra de arena de 100,3 gramos del laboratorio
Fig. 4 peso de arena seca con el vaso precipitado
2. Adicionamos agua a la arena en un vaso de Erlenmeyer hasta realizar una solución. 3. Agitamos tratando de mezclar el agua y las arcillas
Fig. 5 agitacion de la solucion de arcillas, arena, carbon y agua.
4. Desechar la solución de agua con arcillas, repetir hasta que el agua se vea clara y libre de suciedades
Fig. 6 repetición del proceso de decantación de las arenas
5. Pesar la arena mojada 6. Llevar la arena a una pala y secarla con un soplete 7. Pesar por último la arena seca
Observaciones: debemos ser muy ingeniosos para realizar la práctica ideando varias formas y herramientas de ayuda, no siempre recurrir a las misma tecnicas.
CAMBIOS EN LOS MATERIALES Teníamos una arena con arcilla, sílice y un poco de carbón, al realizar la decantación esta arena se secó y cambio de composición ya no poseía arcillas y un poco de carbón eliminadas en la decantación. El agua se evaporo en la pala y con el soplete, paso de un estado líquido a gaseoso. Obtuvimos una arena seca libre de arcillas y mejor tratada.
ANÁLISIS Y RESULTADOS El método tradicional de determinación de la humedad de las arenas en laboratorio, es por medio del secado a horno que en nuestro caso utilizamos una pala y un soplete, donde la humedad de un suelo es la relación expresada en po rcentaje entre el peso del agua existente en una determinada masa de suelo y el peso de las partículas sólidas, o sea: Cálculos Peso del vaso Erlenmeyer: 179,7 g Peso de la arena: 100,3 g Peso total: 279,9 g Peso de la arena mojada: 288,1 g ℎ = −
= ( / ) ∗ 100 ( % ) donde: w = contenido de humedad expresado en % Ww = peso del agua existente en la masa de suelo Ws = peso de las partículas sólidas
=
8,2 100,3
∗ 100 = 8,18 %
Peso sin arcilla más el peso de vaso: 262,2 g Peso de la arcilla: 17,7 g ( + ): 262,2 : 262,2 − 179,8 = 82,4 = −
% = 100,3 − 82,4 = 17,9 ∗
100 100,3
= 17,8 %
Esta arena que reutilizamos en el laboratorio contenía una humedad del 8,18%, mientras que su contenido de arcillas fue mayo poseía 17,8% de arcillas. Por lo tanto, una arena con estas características nos puede facilitar el moldeo. La importancia del contenido de agua que presenta una arena representa junto con la cantidad de aire, una de las características más importantes para explicar el comportamiento de este (especialmente en aquellos de textura más fina), como por ejemplo cambios de volumen, cohesión, estabilidad mecánica.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Según el desenvolviendo de muestra practica fue muy bueno, logramos obtener un porcentaje de humedad del 8,18% y un contenido de arcillas de 17, 8%, esta arena posee estas características, importantes pero muy fáciles de obtener en este tipo de prácticas que son de fácil entendimiento pero de vital importancia para la industria metalúrgica. La humedad siendo una propiedad de las arenas muy importante no la única, pero si esta nos puede determinar si nuestra arena es viable para el moldeo que deseemos realizar en el proceso de moldeo de una pieza. Además, como practicantes de ingeniera, fuimos prácticos y no utilizamos ni reactivos para la separación de arcillas, ni muflas para la determinación de humedad, no en vez de ello usamos el proceso de decantación y para secar la arena una pala con un soplete, no siempre se tiene las herramientas necesarias para una práctica pero si se pueden ingeniar diversas formas de desenvolvimiento.
BIBLIOGRAFIA
ejemplos de Características químicas del agua. {En línea}. {8 de agosto 2017}. Disponible en: http://www.ejemplode.com/38-quimica/3953caracteristicas_quimicas_del_agua.html. Ing Jorge E Grau. Propiedades y ensayos de las arenas de moldeo y noyería. Tecnología de la fundición. {En línea}. {8 de agosto 2017}. Disponible en: http://www.ing.unlp.edu.ar/catedras/M0630/descargar.php?doc=ensayos%2 0de%20las%20arenas%20y%20tierras%20de%20moldeo.pdf . NORMA TÉCNICA COLOMBIANA - NTC 1486 {En línea}. {8 de agosto 2017}. Disponible en: http://www.unipamplona.edu.co/unipamplona/portalIG/home_15/recursos/01 _general/09062014/n_icontec.pdf
