Equipos y herramientas.
Sistema de prensa hidráulica.
La prensa consta de un marco rígido de acero estructural de base cuadrada, con un diseño que le permite la suficiente versatilidad, como para realizar ensayos en probetas de roca o concreto, ya sean cilíndricas o cuadradas, así también es capaz de ensayar, vigas y paneles. Para cada tipo de ensaye, se cuenta con un set de platinas apoyos y atriles intercambiables, que adaptan la aplicación de carga, modo de apoyo para las muestras, y ajuste de sensores de medición de fuerza y desplazamiento, en cada caso. La capacidad de carga del sistema completo es de 25 Toneladas.
Se utiliza como actuador, un pistón de doble efecto, (o doble carrera), ensamblado en el centro del cuadro superior del marco, y gracias a esta característica, se puede lograr el libre avance o retroceso del embolo, para lograr una acción dinámica controlable, sobre la muestra a ensayar. La presión hidráulica que provee la fuerza al actuador, se suministra mediante una bomba de aceite. Esta presión es administrada, tanto en magnitud, como en sentido de flujo, mediante una servoválvula controlada digitalmente.
La dirección del flujo se obtiene gracias a un colector de dos cavidades independientes, o manifold que altera la proporción de fluido que es suministrado hacia cada cavidad.
Una de las dos cavidades, está conectada a la manguera de entrada al actuador, y la otra cavidad, conecta con la manguera de salida, convirtiéndose una de ellas en el suministro, y la otra en el retorno. Al invertirse la diferencia de presión entre las cavidades por efecto de la posición de apertura de la servoválvula, es como se controla el sentido de avance y retroceso del pistón del actuador, y por ende de la aplicación de la carga.
La magnitud de la carga aplicada sobre la muestra, se va controlando a lo largo de todo el ensayo, para lograr, que la cantidad de desplazamiento o fuerza (según sea el tipo de ensayo, ( tenga una variación incremental constante, por unidad de tiempo. La adquisición de datos, así como el envió de señal hacia la servoválvula para controlar su apertura, se realiza mediante una tarjeta DAQ National Instruments, la cual se encarga de digitalizar las señales provenientes de los sensores, para luego ser enviadas al ordenador del laboratorio. Análogamente, los valores de apertura y posición necesarios para la servoválvula, son enviados desde el ordenador en formato digital de salida hacia la DAQ, en donde son convertidos en señales de corriente análoga y está a su vez es enviada a la servoválvula para controlar así su posición y apertura. LA DAQ, o módulo de adquisición de datos trabaja dentro de un gabinete que incluye también los módulos de conversión para los diferentes tipos de sensores necesarios para implementar el procesamiento de señales, desde y hacia los diferentes transductores, incluyendo un módulo de especial para galgas extensiométricas.
Este control indirecto de la carga, o de la posición, se logra vía software, mediante la retroalimentación entre la señal del sensor de desplazamiento, o en su caso la celda de carga (sensor de fuerza) y la señal de apertura/sentido de la servo-válvula; es decir, se emplea un sistema de control de lazo cerrado.
Platina de medicion directa con sensor de LVDT para ,medir la deformacion de las probetas de roca.
El valor de la fuerza real aplicada en todo momento, es medido mediante una celda de carga que queda colocada entre el extremo exterior del embolo del actuador, y la platina de acero templado, la cual distribuye la fuerza, sobre la muestra; mientras que el valor de la posición, para un instante determinado en el transcurso de un ensayo, se mide mediante sensores de desplazamiento de LVDT (transductor diferencial de variación lineal). El algoritmo de control de nuestro sistema, va generando una rampa lineal de posiciones, (o fuerzas según sea el caso) y los valores obtenidos con dicha rampa, son ocupados como valores de consigna, para lograr una variación constante de la magnitud a controlar; la pendiente de dicha rampa representa la velocidad de aplicación de la carga, o la deformación de la muestra.
La diferencia entre el valor de consigna, y la magnitud medida, es evaluada en tiempo real, y en base a dicha diferencia se calcula una corrección proporcional, tal que pueda modificar adecuadamente la apertura de la Servo-Válvula, y la dirección del flujo (en base al signo del error) y por consiguiente defina adecuadamente estos dos valores, tomándolos como apertura propuesta para la siguiente iteración del ciclo, la cual tiene una duración de 2 milisegundos. Para lograr la carga o esfuerzo controlado, se utiliza un algoritmo basado en control proporcional integral derivativo, o control P.I.D, el cual permite tomar en cuenta el error actual, el historial del error, y la variación del error, para así lograr en cada iteración, una oscilación del valor medido más estable , y con menor amplitud.
Tanto el control, como la operación y el procesamiento de resultados son realizados en ordenador mediante software desarrollado por GEOSA sobre la plataforma National instruments LAB VIEW.
Durante toda la prueba, se van registrando digitalmente los valores de carga, deformación y energía de absorción en su caso, lográndose una tabulación graficada con resolución continua, de las gráficas esfuerzo- deformación. Y Fuerza-Absorción de energía (en el caso de este último ensaye).
Softewer de control medicion y registro.
Softwear para ensayo de compresion uniaxial, con carga controlada.
Contamos con la licencia de desarrollo National Instrunments LAb View, para desarrollar cualquier solucion de control y medicion, a la medida de niuestros clientes.
Equipo para la realización de Ensayo de Viga, simplemente apoyada 14488-3 EFNARK apoyada e 4 puntos.
Equipos y herramientas de corte, labrado y nivelado para probetas de roca y concreto.
El laboratorio cuenta con una cortadora eléctrica de roca, con motor bifásico, disco de diamante y sistema de enfriamiento por agua, con la cual se pueden labrar muestras con caras perfectamente perpendiculares al eje de la muestra
Se cuenta con material abrasivo para lograr una nivelación perfecta, aplicando el material fino a las caras de la probeta con agua para así pulir sobre una superficie plana de vidrio, aquellas imperfecciones derivadas del corte. Iterativamente se checa la nivelación lograda mediante un triangulo de acero con tornillos de nivelación, y un nivel circular, para verificar si la probeta esta ya lista para ser ensayada, o por el contrario, es necesario pulir localmente alguna protuberancia en la probeta. Mediante un calibrador, se obtienen, la altura y diámetro de la probeta, para su registro y ensayo, ya que con estos dos valores se podrá calcular el esfuerzo durante la prueba, siendo también necesaria, la captura o registro del peso de la probeta, para lo cual contamos con una bascula electrónica.
Calibración.
Para mantener actualizadas las constantes de calibración de nuestra celda de carga , se contrata, una vez al año, los servicios de el Instituto,Mexicano del CEMENTO Y CONCRETO, IMCYC. Los sensores se calibran mediante el calibrador Mitutoyo con el que cuenta el laboratorio. Todas las correcciones se realizan dentro de los programas de cada tipo de ensayo, vía la plataforma de desarrollo de Lab View.
Albercas de curado.
Se utilizan para realizar el curado de probetas de concreto, ya sean cilindros, o paneles, mediante la inmersión en agua de las mismas, durante 28 días, a una temperatura controlada.
Material de colocación de Galgas. Contamos con los materiales y herramientas para adherir galgas extensiométricas en la superficie de a las muestras, y estas son conectadas a la DAQ para sensar y registrar la deformación directamente.
Instrumentación de galga extensométrica sobre probeta de roca, para una medición precisa del modulo de elasticidad en rocas.
Platinas y soportes especiales.
Sistema de Platinas para ensayo de esfuerzos residuales.
