El shot peening, también conocido como granallado controlado, es un tratamiento mecánico realizado a temperatura ambiente consistente en el bombardeo o perdigoneado, en condiciones muy controladas, de la superficie de una pieza metálica mediante un haz de microesferas metálicas proyectadas a alta velocidad.

El impacto de la granalla, provoca la deformación plástica de las capas superficiales que tienden a extenderse mientras las capas internas intentan devolverlas a su estado original. El equilibrio resultante, provoca que las capas superficiales queden sometidas a tensiones residuales de compresión, aumentando así la resistencia contra la fatiga mecánica del componente tratado.

El 28 de Abril de 1988, sucedió un aterrizaje milagroso salvándose 90 pasajeros y 4 miembros de la tripulación. La única víctima, fue un asistente de vuelo. El aterrizaje de una aeronave con una pérdida tan significativa de integridad estructural fue y sigue siendo un hecho sin precedentes. El informe oficial de la United States National Transportation Safety Board concluyó que el incidente fue causado por solicitaciones de carga debidas a las repetidas compresiones y descompresiones de la cabina. Se calcula que el 90% de las roturas en componentes mecánicos son atribuibles a fenómenos de fatiga debidos a los cuales frecuentemente las consecuencias son catastróficas. La fatiga, es un mecanismo de acumulación y propagación del daño en un componente mecánico sometido a  esfuerzos variables en el tiempo. Se trata de un fenómeno extremadamente complejo que no siempre es fácilmente evaluable en fase de diseño.

Como regla general se puede afirmar que el shot peening incrementa la resistencia a la fatiga mínimo en un 10-15%  y hasta puede alcanzar en casos  de tratamientos debidamente optimizados de sorprendentes incrementos de hasta el 50% del límite de fatiga. Las tensiones superficiales de compresión junto con determinados niveles de distorsión reticular, permiten incrementar la resistencia a la fatiga mecánica de un componente sometido a cargas monoaxiales o multiaxiales en el caso de altas concentraciones de tensiones. Se puede, también, utilizar con éxito en casos de fatiga de contacto como el pitting y el fretting. La microrugosidad superficial generada puede ser útil en la resolución de problemas relacionados con rumorosidad o falta de lubricación.

La instalación de shot peening es fundamental en el proceso. El shot peening, entra dentro de la categoría de “procesos especiales”. Es por ello que la única manera de controlar el proceso es asegurarse de que los parámetros del proceso sean mantenidos en un estrecho margen de tolerancia durante todo el tratamiento. Las instalaciones de aire comprimido, son universalmente conocidas como las más adecuadas para realizar el tratamiento. Nuestras instalaciones más modernas y avanzadas, que garantizan la mejor repetibilidad están completamente automatizadas. Nuestras máquinas, están controladas por autómatas que procesan las señales de retroalimentación de los diversos sensores para garantizar las condiciones de disparo más precisas posibles.

Cuando la granalla impacta en la superficie del componente, se produce una micro impronta con un borde a modo de anillo  perimetral. La impronta  y el anillo, son el resultado de dos eventos simultáneos. En el impacto, la granalla plastifica los estratos superficiales del material, haciéndolos más grandes y comprime los que están en sub-superficie, según la conocida teoría de Hertz.  La superposición de estos dos eventos, produce un perfil de tensión residual con un valor elevado en superficie y un pico en sub-superficie que dependen de las condiciones del tratamiento. Las tensiones superficiales de compresión generadas por el shot peening son las principales responsables del incremento de la resistencia a la fatiga de los componentes tratados.

La historia tecnológica del shot peening es relativamente reciente y todavía está evolucionando. El proceso depende de tres parámetros fundamentales: La Granalla, La Intensidad y La Cobertura. La granalla, es la “herramienta” con la que se introducen las tensiones residuales de compresión. Su forma, debe ser estrictamente esférica. Partículas de granalla de forma angular, pueden ser causantes de inicios de rotura. La intensidad, es un parámetro que se determina a través de la “Curva de Saturación” y está directamente relacionada con la energía cinética del haz de granalla. No tiene nada que ver con el consumo de corriente de la instalación. La cobertura, se representa como la relación porcentual entre la superficie de los impactos de granalla respecto a la de la zona a tratar. Para obtener las mejores prestaciones del tratamiento es necesario trabajar tanto sobre la definición de los parámetros como del control de estos durante el procesado de las piezas.