232

Asociación Española de
Ingeniería Mecánica

XVIII CONGRESO NACIONAL
DE INGENIERÍA MECÁNICA

Diseño de experimentos y su aplicación en la investigación de la
predicción del desgaste de recubrimientos Ni-Cr-B-Si
A. García, A. Noriega, J.L. Cortizo, J.M. Sierra, A. Higuera
Dpto. Construcción e Ingeniería de Fabricación. Universidad de Oviedo
garciamalberto.uo@uniovi.es

Resumen
Este artículopresenta la aplicación del diseño de experimentos a la investigación experimental predictiva del
comportamiento a desgaste de recubrimientos Ni-Cr-B-Si proyectados mediante plasma-spray y mallados. Este
tipo de recubrimientos presenta una elevada resistencia al desgaste, especialmente en contactos lubricados [1].
A partir de la experiencia del grupo investigador, el presente trabajo expone las ventajasque ofrecen las
técnicas de diseño de experimentos así como sus limitaciones o puntos débiles en su aplicación al campo de la
Tribología. Se apoya en los ensayos de desgaste realizados en el Área de ingeniería Mecánica de la Universidad
de Oviedo para investigar el comportamiento de los citados recubrimientos en función de las condiciones de
contacto y de las condiciones geométricas delrecubrimiento. Esta investigación se encuadra en el proyecto de
investigación MAT 2007-61777
Se analiza tanto el diseño de experimentos propuesto en la investigación, como los resultados obtenidos en la
misma. Se localizan los puntos débiles del diseño de experimentos y se exponen las soluciones o alternativas
adoptadas para conseguir obtener unos resultados satisfactorios para la predicción del desgastede los
recubrimientos Ni-Cr-B-Si, con la máxima eficiencia posible, teniendo en cuenta las características de los
materiales ensayados, la duración de los ensayos, el elevado coste que suponen los mismos y la propia
variabilidad de los ensayos realizados, tanto por las características de los materiales como por el propio
método experimental empleado.
Los resultados de la experimentación sonanalizados con modelos de predicción mediante regresión polinomial
y Redes Neuronales Artificiales.

INTRODUCCIÓN
La investigación experimental requiere siempre la realización de ensayos o experimentos y consecuentemente
llevan asociada el coste de dichos ensayos. Cada área científica o más concretamente cada investigación en
particular precisará de determinado tipo de ensayos y consecuentementetendrá unos costes de experimentación
asociados más o menos importantes, entendiendo por coste experimental tanto el coste económico de la
investigación como el tiempo empleado en la misma [2].
Cuando los costes experimentales son bajos la planificación y optimización del número de ensayos a realizar no
resulta especialmente crítico. Sin embargo a medida que los costes experimentales aumentan laplanificación de
los experimentos toma cada vez más trascendencia. El objetivo de cualquier investigación científica es obtener
unos resultados que contrasten una hipótesis de partida. Cuantos más experimentos, pruebas o ensayos se
realicen se tendrán más datos del fenómeno estudiado y en consecuencia las conclusiones extraídas tendrán
mayor solidez. El investigador tiene la responsabilidad de buscarun equilibrio entre los costes de
experimentación y la información que extraerá de dichos experimentos. En ciencias experimentales, cualquier
hipótesis o teoría tan solo será contrastable bajo unas determinadas condiciones. Cuando el investigador pretende
que sus conclusiones tengan un ámbito de aplicación muy amplio, será necesario que contraste su hipótesis en
unos rangos de variables muyamplios, y por tanto precisará de un gran número de experimentos [3].
En tribología, la modelización de fenómenos de desgaste requiere de experimentación muy costosa (económica y

A. García et al. / XVIII Congreso Nacional de Ingeniería Mecánica (2010)

2

temporalmente). El coste en tiempo de ensayos se contrarresta realizando ensayos acelerados que no reproducen
de manera fiel las condiciones de...