Tesis (Ingeniero Mecánico)

Colombia es un país cuyo amplio territorio tiene regiones alejadas de centros urbanos donde generalmente no se cuenta con servicios de electricidad, dada la dificultad de hacerlas parte del sistema interconectado por las condiciones geográficas. Por tal motivo, se trabaja en el desarrollo de nuevas iniciativas que buscan suplir dichas necesidades energéticas, a través de la implementación de dispositivos como las turbinas eólicas de eje vertical que requieren poco espacio para su instalación, bajos costos y regímenes de velocidad de viento bajos. Dado que estos dispositivos se encuentran expuestos a las condiciones ambientales, fenómenos de desgaste y deterioro como la erosión y la corrosión-erosión pueden aparecer y afectar la estructura. Los principales factores que gobiernan dichos fenómenos son la velocidad de viento y de impacto, tamaño, tipo y composición de material particulado, ángulo de impacto y salinidad del ambiente. Este trabajo estudia el comportamiento de un acero AISI 1020 comúnmente utilizado en estructuras y dispositivos expuestos al ambiente, a condiciones que se asemejan a aquellas presentadas en ambientes como los de La Guajira colombiana. La variación de las condiciones de ensayo permitió asegurar un acercamiento al fenómeno y comprobar los resultados reportados en la literatura. Los ángulos de impacto de partículas que incrementan el efecto de deterioro superficial y pérdida de material son cercanos a 30°, dado que bajo esta inclinación la superficie disminuye su capacidad de absorber energía del impacto, esto se traduce en una remoción del material base. En conclusión, el diseño de dispositivos como turbinas eólicas (sus ejes, álabes) o estructuras expuestas a ambientes agresivos, debería evitar la formación de ángulos cercanos a los 30°, dado que en ambientes con alta presencia de material particulado y velocidades de viento similares a 15m/s se presentarán perdidas apreciables de masa que pueden comprometer la integridad del dispositivo.