Granallado de pretensado: el proceso shot peening

El shot peening es un proceso de microforjado de precisión. Cuando las partículas esféricas —denominadas granalla— impactan contra la pieza, generan microimprontas por deformación plástica. Este impacto provoca una expansión local del material que, al ser restringida por el sustrato subyacente, genera tensiones de compresión paralelas a la superficie. Estas tensiones actúan como un escudo frente a la iniciación y propagación de grietas, siendo el fenómeno de la fatiga el causante de aproximadamente el 90% de los fallos mecánicos en componentes metálicos, según estudios técnicos.

A diferencia del granallado convencional de limpieza, el shot peening requiere un control riguroso de los parámetros del proceso, ya que la intensidad del tratamiento debe ser constante y repetible para garantizar la integridad estructural del componente.

La eficacia del proceso depende de la precisión en la ejecución. Para asegurar que el tratamiento cumple con las especificaciones técnicas, se utilizan sistemas de control normalizados.

La intensidad Almen

La intensidad Almen es el parámetro que cuantifica la energía del flujo de granalla. Se mide mediante el ensayo normalizado según la norma SAE J442, que consiste en exponer una probeta de acero al resorte (lámina Almen) al flujo de granalla. La curvatura resultante en la lámina se mide con un reloj comparador. El punto de saturación se alcanza cuando, al duplicar el tiempo de exposición, la altura del arco de la lámina no aumenta más de un 10%.

Normativa y estándares aplicables

El sector industrial exige el cumplimiento de normativas estrictas para garantizar la seguridad, especialmente en componentes críticos como los de automoción o aeronáutica.

• ISO 8504-2: Normativa internacional que regula los métodos de preparación de superficies mediante granallado.
• SAE J442: Estándar fundamental para la medición de la intensidad del shot peening.
• AMS 2431: Especificaciones de la industria aeroespacial para los medios de granallado.

Es vital destacar que, aunque empresas especializadas como Izadi Mecanizados ofrecen servicios de alta precisión, la trazabilidad de los datos es obligatoria. En el contexto de la normativa española, la Ley 7/2022 de residuos y suelos contaminados para una economía circular también influye en la gestión de los abrasivos utilizados durante el proceso, exigiendo una correcta gestión de los residuos generados.

El uso del shot peening es indispensable en componentes sometidos a esfuerzos cíclicos elevados. Los beneficios reportados incluyen incrementos en la resistencia a la fatiga que pueden oscilar entre un 10% y un 50% en condiciones debidamente optimizadas.

1. Industria aeronáutica: Tratamiento de alabes de turbina y trenes de aterrizaje.
2. Automoción: Mejora de la vida útil en cigüeñales, bielas, engranajes y resortes helicoidales.
3. Energía: Refuerzo de componentes de turbinas eólicas y ejes de transmisión.
4. Minería: Resistencia al desgaste en taladradores de roca y varillas de pistón.

¿Quién debe aplicar este proceso? Cualquier empresa que fabrique elementos mecánicos sujetos a flexión, torsión o vibraciones constantes, donde un fallo por fatiga suponga un riesgo para la seguridad o una pérdida económica significativa. La inversión en equipos de control automático, como los sistemas HMI (Human Machine Interface) para el almacenamiento de datos, es hoy el estándar para cumplir con las exigencias de calidad del mercado actual.

• International Organization for Standardization (ISO)^[1]
• UNE (Asociación Española de Normalización)^[2]
• SAE International - Normas de ingeniería aeroespacial y automotriz^[3]
• CyM Materiales - Introducción técnica al shot peening^[4]