INVESTIGANDO EN EL HEMISFERIO NORTE

Cada año los y las estudiantes del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Chile (DIMEC U. Chile) son parte de un programa de pasantía de investigación en la Universidad de Alberta, en Canadá. Gracias a una beca otorgada por el gobierno canadiense y con el apoyo del DIMEC U. Chile y del profesor de la Universidad de Alberta, Patricio Méndez, cuatro estudiantes de ingeniería civil mecánica nos cuentan cómo fue su experiencia en el año 2021:

César González Bisquertt

Durante cuatro meses, César Gónzalez, estudiante en ese entonces y hoy egresado del DIMEC U. Chile, realizó su pasantía y posteriormente su práctica III en el Canadian Centre for Welding and Joining (CCWJ) de la Universidad de Alberta.

Durante su estancia en Edmonton, ciudad donde está localizada la Universidad, el estudiante realizó una revisión bibliográfica y simulaciones numéricas de cómo se comportan las distorsiones causadas por la soldadura al arco. Estas distorsiones se deben a que el material experimenta grandes cambios de temperatura que generan esfuerzos residuales, es decir, un esfuerzo que sigue existiendo en el material una vez removida la fuente que lo causó, afectando la susceptibilidad a la falla de la unión.

“Utilicé resultados presentes en la literatura, que permiten calcular y describir los esfuerzos residuales longitudinales como una carga externa ficticia, denominada fuerza de tendón, para revisar las fórmulas con las que se calcula la distorsión, deformación y desplazamiento debido a la soldadura de una tubería cuya geometría se pueda aproximar a un cascarón cilíndrico. Mi resultado más relevante es una modificación en los parámetros de la curva analítica que predice tanto los desplazamientos como los esfuerzos residuales. La solución, con las modificaciones introducidas, es más consistente con la simulación numérica aplicada a un mismo caso de estudio”, explica González.

En relación a su práctica profesional III señala que “consistió en una investigación de la cinemática de procesos y transformaciones en los metales que dependen de la temperatura, por ejemplo, la velocidad de deformación en caliente en soldadura por fricción y agitación. Estos procesos están descritos por la ecuación de Arrhenius que relaciona la velocidad de las reacciones con la temperatura. Igualmente, el estudiante dice que trabajó con unos códigos en Matlab para calcular la magnitud de la transformación integrando numéricamente la fórmula de la velocidad, que depende de la temperatura la cual a su vez depende del tiempo. Lo esencial era formular una metodología de aproximación rápida, ya que la integral no tiene solución explícita”, asevera.

Respecto a la ciudad de Edmonton, González manifiesta que es una ciudad pequeña en población y que uno habita barrios que son incidentales a la Universidad de Alberta. Tiene hermosos lugares, mucha naturaleza, ríos gigantes. No es difícil ver animales salvajes e incluso cuando hacíamos trekking llevábamos repelentes para osos”, destaca el estudiante que defendió su tesis en octubre de 2022 titulada “Residual stress and strain models in pipeline welding, considering misaligned joints”.

Sofía Salazar Torres

Sofía Salazar, egresada del DIMEC U. Chile, antes de obtener su título como Ingeniera Civil Mecánica también realizó una pasantía en la Universidad de Alberta, trabajando en su tesis de pregrado titulada: “Coupled model of heat transfer and plastic deformation for Friction Stir Welding (FSW)”. En esta memoria abordó la soldadura por fricción y agitación, abreviada como FSW. “Es un proceso de unión de metales de baja densidad mediante el uso de un pin que gira a alta velocidad en medio de la unión de dos placas. Este proceso es clave para el desarrollo de tecnologías que requieren de un menor peso, como vehículos aeroespaciales o marítimos, ya que posibilita la soldadura en aleaciones de bajo peso como el aluminio”, explica la estudiante.

En cuanto a la experiencia vivida en Canadá durante su pasantía, cuenta que “fue muy entretenida, porque pude conocer nuevos lugares. Fui de viaje a Banff, un pueblo muy turístico, pero en particular porque como laboratorio, el que es liderado por el profesor Méndez, se realizaban distintas actividades los viernes donde fuimos a patinar, jugamos básquetbol y vóleibol, y nos deslizamos por montes de nieve”, señala Salazar. Igualmente cuenta que, en términos educativos, pudo asistir a unas clases del profesor Méndez y asistir a charlas, además de conocer el laboratorio en sí. Además, mi estadía fue bien exigente porque cuando viajé ya estaba con la prórroga, porque el “F” lo tuve en el segundo semestre y me fui en noviembre, por lo que los cuatro meses de la beca fueron el tiempo exacto que tuve para realizar toda la tesis”, destaca.

Finalmente, la estudiante dice que “lo que más me gustó y lo que más destaco es el ambiente que había de manera académica, era un ambiente colaborativo, con muy buena disposición a enseñar y orientar. También fuera de la perspectiva académica, Canadá como país me encantó, la gente como tal es muy amable, el ambiente es muy seguro, eso es lo que más me impactó, la tranquilidad y orden que se tiene como sociedad, la cual además es súper multicultural, conocí muchas personas de diferentes países, lo cual también enriquece la experiencia”.

Vicente Núñez Sánchez

“Entre febrero y junio de 2021 realicé mi pasantía en la Universidad de Alberta. Luego a mi regreso a Chile terminé mi tesis y me titulé en octubre de 2021”, cuenta Vicente Núñez, hoy egresado del DIMEC U. Chile.

“Como llegué en invierno, no había mucho que hacer, y era un periodo en que teníamos que estar confinados, por lo que destiné tiempo a la pasantía y dado que al profesor Méndez le gustó lo que desarrollé, me ofreció realizar el Magíster en Ciencia de los Materiales, Ingeniería de Soldadura, que actualmente estoy cursando”, señala Vicente.

Durante su pasantía trabajó en su tesis de pregrado titulada “Energy balance in gas metal ARC welding”. “La soldadura es un método de unión de materiales que sobre metales es bastante usado en la industria. Es interesante notar que los que más entienden el proceso son los operarios, quienes regulan los parámetros iniciales. Para los distintos procesos manuales, resulta bastante difícil poder encontrar un proceso óptimo sin conocer la física detrás del proceso. Este trabajo permite comprender la teoría presente en la gota generada para el proceso de Gas Metal Arc Welding (GMAW) y sus distintos efectos”, explica el estudiante.

También, cuenta que “en el laboratorio formaron un Student Chapter (Asociación de Estudiantes), en la que organizan actividades para promover la interacción entre la industria y el laboratorio. Todo proyecto que desarrollamos como estudiante de pregrado o de postgrado en la Universidad de Alberta, está vinculado con la industria, por eso es importante organizarnos como estudiantes. Además, anualmente realizamos un seminario en el que abordamos alguna temática atingente, este año abordamos la soldadura en la industria nuclear”.

Francisco Basaure Figueroa

“En primera instancia yo pretendía realizar durante mi pasantía una investigación enfocada en utilizar machine learning aplicada a videos de alta velocidad de soldadura para poder analizar si existía alguna perturbación o falla de la soldadura”, explica Francisco Basaure, egresado de ingeniería civil mecánica. “Dado que otro compañero del DIMEC U. Chile, Juan Pablo Romero, estaba trabajando en ese tema con otros datos de voltaje y amperaje, opté por colaborar con él, captando la información de los sensores para continuar con el análisis de datos”.

Al finalizar mi pasantía, que contempló cuatro meses de investigación, regresé a terminar mi tesis de pregrado en Chile. En septiembre me casé con Sofía y en noviembre volví casado a Canadá con una beca para cursar el programa de Magíster en Ingeniería Mecánica.

En su tesis de pregrado Basaure investigó sobre la “Evaluación de factibilidad técnica-económica de camiones eléctricos para uso en logística de última milla” “La industria mundial requiere convertir materias primas en productos finales para sus clientes, requiriendo el transporte de diversos productos. La logística de última milla es el último eslabón de esta cadena de suministro, representando hasta el 41 % del costo de transporte total, junto con representar un porcentaje importante de las emisiones de gases de efecto invernadero en ciudades, que es el ambiente en el cual se desenvuelve la logística de última milla”, explica el estudiante.

Actualmente mientras cursa su Magíster en Canadá está trabajando en rotores de inercia para carga rápida de vehículos eléctricos. “Los rotores de inercia son tubos que giran rápidamente dentro de una caja cerrada al vacío. Cuando se requiere energía uno desacelera el tubo, que está acoplado a un motorgenerador, extrayendo energía rotacional que se convierte en energía eléctrica. Es literalmente una batería mecánica”, señala el ingeniero del DIMEC U. Chile, quien añade que “he intentado hacer ingeniería inversa para hacer una investigación bastante desafiante”.

En cuanto a su experiencia de vivir en Canadá dice que él se ha sentido espectacular. “Me gusta el intercambio cultural que se vive acá”, finaliza.