91116206

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Watson L. Vargas, Lyda M. Pineda, Luz Elena Santaella
Rugosidad y textura de superficies: experimentos y simulaciones
Ciencia e Ingeniería Neogranadina, vol. 16, núm. 2, agosto-diciembre, 2006, pp. 54-63,
Universidad Militar Nueva Granada
Colombia
Disponible en:http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=91116206

Ciencia e Ingeniería Neogranadina,
ISSN (Versión impresa): 0124-8170
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CIENCIA E INGENIERÍA NEOGRANADINA

RUGOSIDAD YTEXTURA DE SUPERFICIES: EXPERIMENTOS Y SIMULACIONES
SURFACE ROUGHNESS AND TEXTURE: EXPERIMENTS AND SIMULATIONS

Fecha de Recepción: 30 de Agosto de 2006
Fecha de Aprobación: 11 de Octubre de 2006

Watson L. Vargas 1-2
Lyda M. Pineda 3
Luz Elena Santaella 4

RESUMEN: En este trabajo se aplican algunos elementos de la geometría fractal al estudio y caracterización de la rugosidad superficial. Losmateriales bajo estudio consisten en
agregados naturales, de amplia aplicación en la industria de la construcción. Se aplican
tanto técnicas experimentales basadas en análisis de imágenes como modelos teóricos.
En particular se explora el potencial de la lacunaridad –un método de análisis derivado de
la geometría fractal, para describir patrones y dispersión espacial. Los resultados ilustran
suaplicación en la caracterización de rugosidad superficial. Se discuten igualmente, limitaciones y ventajas de esta aproximación.
PALABRA CLAVES: Geometría fractal, rugosidad, lacunaridad, dimensión fractal.
ABSTRACT: In this work, some elements of fractal geometry are used to study and characterize surface roughness. The materials under study are natural aggregates commonly used
in the constructionindustry. Both experimental and theoretical approaches are used. In particular, we explore lacunarity analysis –a multi-scaled method derived from fractal geometry- used for the describing patterns and dispersion. We illustrate its application to characterize
surface roughness. Limitations and advantages of this approach are also discussed.
KEYWORDS: Fractal geometry, roughness, lacunarity, fractaldimension.

1
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3
4

Profesor Asociado, Facultad de Ingeniería (UMNG) Ing. Químico, MSc., Ph.D Autor corresponsal: wvargas@etb.net.co
Dirección actual: 1249 Benedum Hall, Department of Chemical and Petroleum Engineering University of Pi�sburgh, Pi�sburgh, PA 15261
Ing. Civil, Joven Inves�gadora programa UMNG
Profesora asistente, Facultad de Ingeniería (UMNG), Ing. Civil, Ph.D

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Vol. 16 - No. 2• Diciembre 2006

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

I. INTRODUCCIÓN
El análisis de superficies rugosas �ene aplicaciones
obvias y algunas otras más subje�vas en diversos
campos de la ingeniería. Por ejemplo, una rugosidad
superficial de tan solo unos cuantos nanómetros es
suficiente para remover la adherencia entre dos superficies sólidas elás�cas[ ], aún la ablación de superficies glaciares siguecomportamientos que generan superficies rugosas denominadas penitentes de
importancia significa�va en el estudio de procesos de
erosión terrestre y de seguimiento de cambio climá�co[ ]. La formulación de modelos y técnicas que puedan caracterizar la topogra�a de superficies rugosas
ha sido un área de inves�gación ac�va por muchas
décadas. Por casi un siglo la comunidad cien�fica ha
lidiado con elproblema de caracterizar la geometría
de superficies, usando una gran variedad de modelos
matemá�cos y técnicas de análisis[ ]. Dichos trabajos
han mostrado resultados notables, sin embargo, existen aún descripciones incompletas. La historia de
esta área de inves�gación inicio fundamentalmente
con descripciones estadís�cas, con un giro reciente
hacia inves�gaciones basadas en geometría fractal.
Aun...