IES Peñamayor

Ensayos de tracción y penetración en telas

Introducción 

El objetivo de esta investigación es determinar si las condiciones estratosféricas pueden afectar a las propiedades de las telas que han sido enviadas a dicho lugar. 

En el lanzamiento del globo donde la subida duró 1h 15minutos y 45min de bajada aproximadamente, tiempo con condiciones diferentes a las normales a nivel terrestre. En el proceso las telas alcanzaron una altitud de 33000m sobre el nivel del mar. 

Unos sensores que medían la radiación UV iban tapados con muestras de tela. El único que iba sólo marcaba una radiación constante de 3300 unidades de medida (en lo sucesivo: udmUV), el sensor tapado con la tela de protección UV (UV UPF50+) se mantiene constante en 300 udmUV y por último la tela de algodón tiene una gran dispersión entre 1500 y 3000 udmUV. Pero estos datos solo están almacenados hasta los 11000m donde el sistema se estropea. Hubiese sido interesante ver la información a partir de 15000m donde se encuentra la capa de ozono donde la radiación UV hubiese tomado valores mucho mayores.

(Gráfica con lectura de datos tomados durante la prueba)

Ensayo de penetración

Diseño del ensayo 

Para este ensayo vamos a arrojar un elemento punzante sobre una tela con algún elemento. En concreto un destornillador con peso, lanzándolo desde diferentes alturas respecto a la probeta. La probeta se situará sobre una caja de cartón pegada a la tapa con cinta.

Probetas

En este ensayo de penetración hemos diseñado una probeta cuadrada debido a su gran facilidad de obtención y a la gran área donde realizar el experimento. Las medidas de las probetas son de 50mm X 50mm, teniendo así un área de 2500mm cuadrados. Para estandarizar las probetas hemos creado un diseño en SketchUp y una plantilla, permitiendo calcar la forma de las probetas que después se recortarían.

(Diseño de la probeta para el ensayo de penetración realizado con SketchUp)

Experimentación

Para estandarizar las alturas y los pesos necesarios se ha ido arrojando el destornillador hasta encontrar una altura en la que con la tela penetrase entre 2cm y 10m. Si la penetración era una cifra demasiado pequeña o grande dificultaba la medición de la prueba, así que, para encontrar esa penetración idónea, se varían los pesos. Como la altura inicial de caída libre era demasiado alta, dejar caer el destornillador en la posición que debía caer era muy complicado, se disminuyó la altura y aumento el peso, dejando unas medidas útiles. Una vez ya estandarizado el proceso, se podía repetir en las mismas condiciones indefinidamente. Finalmente, para las pruebas de la tela de microfibra y la de protección UV se arrojará un destornillador al que se le sumarán 400g a una altura de 12,5cm y la tela de algodón con sólo 100g (además del peso del destornillador) se arrojará desde 41,0cm.

(Imagen del ensayo de penetración)

Resultados y conclusiones

Las pruebas de ambas telas muestran resultados casi idénticos, salvo quizás el caso del algodón, donde tenemos mayor penetración en la muestra que fue a la estratosfera. En cualquier caso, estos datos podrían indicar que el ensayo no es concluyente debido a la manera en que se mide la penetración de las telas. La dificultad para medir dicha penetración puede deberse a la forma en que el destornillador impacta las telas ya que, una vez que la punta ha penetrado, la única fuerza que lo frena es la fricción, la cual puede variar fácilmente según el ángulo de penetración. Este ángulo depende de la técnica de lanzamiento, ya que el destornillador se deja caer desde una barra, lo que hace difícil obtener una gran precisión.

Ensayo de tracción

Diseño del ensayo

Para poder sujetar la probeta y que no se rompa por esta parte, hemos optado por enroscarla alrededor de dos cilindros de madera. Esto permite que se apriete más, evitando el deslizamiento y dificultando la rotura por esta zona, lo que invalidaría el ensayo. La forma de la probeta es rectangular con un estrechamiento en el centro con forma circular y con dos cortes de diferentes medidas en función de la tela, con el fin de conseguir un estrechamiento mayor. Este estrechamiento sirve para forzar que la probeta rompa por la zona más estrecha, utilizando la forma circular para que no haya ningún punto crítico donde se pueda romper invalidando la prueba. La estructura inferior donde se colocan los pesos está formada por una caja donde se encajan dos palos para engancharlo y en la estructura superior hay que pegarla por los dos extremos a una mesa para así dejar un hueco en el medio para que la caja quede colgando.

Probetas

La probeta base del ensayo de tracción es la misma en todas las telas. Tiene una altura de 250 mm y una anchura de 50mm. En cuanto al estrechamiento, se ha hecho con un CD que tiene un radio de 120mm. Además, vamos a hacerle un corte en medio del estrechamiento en función de si es la tela UV UPF50+, microfibra o algodón, cuyas medidas serian de 1, 0,5 y 0 cm respectivamente.

Experimentación

La primera tela que hemos probado ha sido la de algodón. En ese momento todavía no teníamos los pesos por lo que no sabíamos exactamente lo que había aguantado. Después probando las demás telas llegamos a la conclusión de que la que más aguanta es la tela UV UPF50+ debido a su elasticidad, después la microfibra y por último la de algodón. Es por este motivo que decidimos hacer los cortes que antes hemos mencionado, así no necesitaremos colocar demasiados pesos. Cuando tuvimos los pesos fuimos experimentando con todas las telas para ver cómo se comportaban y si la estructura que habíamos construido para el ensayo funcionaba bien. Después de muchas pruebas nos dimos cuenta de que la tela de microfibra tenía un sentido de corte que resistía más que otro y la probeta que mandamos no sabíamos que sentido era, pero por lo demás las experimentaciones salieron bien.

 Conclusiones

Después de hacer los ensayos a las probetas que mandamos y compararlas con las que hicimos aquí, llegamos a la conclusión de que en general no hay diferencias perceptibles entre las dos. Excepto en la tela de microfibra donde dependiendo del sentido de las fibras, si se puede notar una diferencia considerable en el aguante del peso. Al principio pensábamos que se debía a la exposición de radiación, pero después de hacer más pruebas concluímos que no.

Organización de las tareas

Para saber qué tareas teníamos que hacer y cuales ya estaban hechas, hemos utilizado un tablero Kanban online. Con este software se han creado las tareas principales y después, si aparecía una tarea nueva, se iba añadiendo a las demás. Según se avanzaban las tareas, se trasladaban al apartado de “Tareas completadas”:

Jornada 2

Jornada 8

(Imagen del tablero Kanban realizado con miro.com)

Jornada 12

(Imagen del tablero Kanban realizado con miro.com)

Así nos hemos podido repartir el trabajo de manera más eficiente y sabíamos siempre las tareas que estaban en curso acabadas o, para empezar.