Diseño e implementación de un sistema de extracción de características microestructurales empleando técnicas de procesamiento digital de imágenes a escala mesoscópica de cerámicas

Abstract

En este documento el desarrollo de la investigación se muestra por capítulos de la siguiente manera: en el capítulo 2 se encuentra una descripción de la diversidad de tipos, propiedades y aplicaciones de las cerámicas, además del panorama actual del mercado alrededor de dichos materiales, esto con el fin de señalar lo atractivo que resulta trabajar con este tipo de materiales, así como su vigencia tanto en la investigación científica como en las aplicaciones a nivel industrial. Ligado a lo anterior, también se presentan la importancia de la microestructura cerámica, los estudios alrededor de su determinación (estado del arte) y la conexión entre la microestructura cerámica, las propiedades exhibidas por el material y el procesamiento cerámico (incluyéndose la detección de fallas en la fabricación). El capítulo 3 se centra en la detección de las partículas presentes en las imágenes que luego serán analizadas como se indica en el capítulo 4. Estos dos capítulos son el fuerte del trabajo y muestran como se atacó el problema de la determinación de la microestructura. En la primera parte del capítulo 3 se señala el estudio realizado sobre las imágenes, obteniendo como resultado la fijación de las etapas de pre-procesamiento y procesamiento y la importancia de una correcta preparación de la muestra en aras de un análisis de calidad. En este capítulo se encuentra principalmente el desarrollo de la etapa de filtrado, segmentación de bordes o fronteras de grano, segmentación de poros, localización de bordes y discriminación de partículas. El capítulo 4 muestra la última etapa del sistema, el análisis de las partículas segmentadas o detectadas previamente; dejando en claro que este no es un análisis de imagen típico sino aplicado a la determinación de la microestructura cerámica. En este capítulo se encuentra la metodología para calcular los descriptores de medida más relevantes para el analista en ciencia de materiales, y por último el despliegue de resultados. El capítulo 5 da cuenta de la evaluación de los resultados obtenidos con el método desarrollado, detectando la precisión de las medidas y las posibles causas de inclusión de error. Por otra parte, en el capítulo se muestra la comparación del software desarrollado y otros software en su mayoría comerciales, cotejando principalmente tiempos de análisis y precisión. En el capítulo 6 se encuentran las recomendaciones y trabajos futuros y en el capítulo 7 las conclusiones del trabajo. Por último, en el capítulo 8 y 9 las referencias y la bibliografía empleada en el desarrollo de la propuesta.