Determinación de curvas características temperatura - tiempo (curvas de ciclos de trabajo), en fuentes de energía analógicas y digitales, para soldadura SMAW

Abstract

Este proyecto de investigación analiza comparativamente el comportamiento térmico de fuentes de energía analógicas y digitales empleadas en el proceso de soldadura por arco metálico con electrodo revestido (SMAW). El objetivo principal, determinar las curvas características temperatura–tiempo que definen los ciclos de trabajo en ambos tipos de fuentes, para evaluar su eficiencia térmica y estabilidad operativa bajo condiciones reales, específicamente en la altitud de La Paz, Bolivia. La metodología se fundamentó en un modelo térmico integral, que incluyó las leyes físicas de transferencia de calor: Ley de Fourier (conducción), Ley de Newton (convección) y Ley de Stefan-Boltzmann (radiación). Estos modelos fueron resueltos mediante métodos numéricos (Euler y Runge-Kutta), programados en MATLAB, permitiendo simular la evolución temporal de la temperatura en función de variables como voltaje, corriente, temperatura ambiente, velocidad del viento, eficiencia del equipo y ciclos de trabajo. Los resultados mostraron diferencias significativas entre ambas tecnologías. Las fuentes digitales evidenciaron una mejor disipación térmica y menor variabilidad en sus curvas, reflejando una mayor estabilidad térmica y eficiencia energética durante ciclos prolongados. En cambio, las fuentes analógicas presentaron mayor inestabilidad en la gestión del calor, con picos de temperatura más pronunciados. Asimismo, se constató el impacto de las condiciones ambientales propias de La Paz, como la baja presión y la disminución de la densidad del aire, sobre la eficiencia del enfriamiento por convección.