BIBLIOTECA UNIVERSIDAD EIA
REPOSITORIO INSTITUCIONAL
"CIENCIA, INNOVACIÓN Y CULTURA"
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Diseño de Chasis Para Sistema de Transporte Terrestre Monoplaza Util en Entornos Urbanos Planos y Pavimentados
(Universidad EIA, 2013) Arroyave Peña, David Alexander
En este trabajo se hizo el diseño conceptual del bastidor para un medio de transporte monoplaza dirigido a entornos urbanos terrestres planos y pavimentados. El trabajo tuvo su origen en la necesidad de implementar estrategias que mejoren la movilidad en las ciudades a partir del uso de vehículos pequeños monoplaza, de bajo costo de adquisición, manteniendo y consumo energético. Para este fin se partió de una serie de necesidades y especificaciones orientadas principalmente a la facilidad de construcción, su fácil construcción con materiales y métodos comunes en el medio local, la posibilidad de usar componentes comerciales de automotores y motocicletas y la preservación de la seguridad e integridad del usuario.
El proyecto de diseño se centró en el bastidor puesto que esta estructura determina en gran medida las características que suplen estos vehículos y usó los fundamentos del diseño y desarrollo de producto centrándose en la etapa de concepción, para lo cual se partió de la identificación de necesidades y la construcción de especificaciones de diseño. Con esta información se elaboró una estructura funcional que fue la base subsecuente para una matriz morfológica dirigida al planteamiento de soluciones y la construcción de conceptos. Los conceptos solución obtenidos de la matriz fueron calificados usando criterios basados en las especificaciones de diseño, obteniendo al final un concepto solución que fue alterado en función de la disponibilidad de elementos y componentes comerciales en el mercado local, así como medidas estándares que garanticen comodidad para el usuario. El diseño obtenido fue construido con ayuda de herramientas CAD. Con la finalidad de garantizar la integridad de los usuarios potenciales del vehículo portador del bastidor diseñado, se realizaron simulaciones basadas en herramientas computacionales que permitieron refinar el diseño. El diseño final obtenido responde a todas las especificaciones de diseño planteadas al inicio del proceso, garantizando bajos costos de producción e implementación gracias a que es compatible con componentes comerciales de fácil acceso en Colombia.
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Desarrollo de Herramientas de Pre y Post Procesamiento Para Nessy-Usinage
(Universidad EIA, 2014) Posada Moreno, Andrés Felipe
Este informe trata sobre el desarrollo de herramientas de pre y post procesamiento para el software de simulación “Nessy-Usinage”.
El proyecto comenzó con el post procesamiento de resultados, donde se toman los datos de salida del simulador y se tratan para obtener datos y graficas más relevantes y fáciles de interpretar.
La segunda etapa fue la programación de herramientas de pre procesamiento, se desarrolló una nueva estructura de datos de entrada para Nessy-Usinage. Se usaron los lenguajes XML y XSD para definir el formato de la trayectoria utilizada como dato de entrada por el software de simulación.
La tercera etapa está relacionada con la modelación y simulación de una maquina CNC. Se comenzó por obtener el modelo matemático de los ejes de una maquina CNC ortogonal. Luego, se hicieron ensayos (siguiendo diferentes trayectorias) para obtener datos e identificar los parámetros que describen los ejes de una maquina CNC. Por último, se usaron los modelos matemáticos y los parámetros obtenidos anteriormente para simular el comportamiento de una maquinan al intentar seguir una trayectoria determinada. El resultado de esta etapa es un código de simulación que permite aproximar el comportamiento de una maquina CNC con una precisión de algunos micrómetros.
Al finalizar el proyecto, se obtuvieron varias herramientas (algunas ya implementadas) para el simulador Nessy-Usinage.
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Reactor de Atmosfera y Temperatura Controlada Para la Produccionde Carbones Vitreos
(Universidad EIA, 2012) DIEZ RAMIREZ, ANDRES FELIPE
Este trabajo trata el diseño conceptual y de detalle de un reactor de atmosfera controlada para la producción de carbones vítreos en los laboratorios de la Escuela de Ingeniería de Antioquia.
En el desarrollo de investigaciones institucionales se llegan a encontrar varias barreras que impiden llegar a desarrollos prácticos de los resultados teóricos encontrados, debido a la falta de maquinaria especializada capas de cumplir con las condiciones necesarias para proporcionar un entorno que permita ejecutar físicamente acciones que busquen materializar procesos. La producción de materiales modernos es quizá una de las ramas de la investigación que exige de maquinaria muy especializada que permita proporcionar condiciones específicas para someter materiales a procesos de temperatura y atmosfera controlada.
En la búsqueda de la adecuación de los laboratorios de la E.I.A, se encuentra la necesidad de contar con maquinas capaces de desarrollar diversos procesos desarrollando las competencias pactadas para cada área de énfasis de las diferentes carreras. Para este caso se busco proporcionar una maquina capaz de desarrollar procesos térmicos controlando las etapas de calentamiento y garantizando la precisión de las medidas pactadas, en pro del desarrollo del área de materiales en la búsqueda de investigaciones experimentales que conlleven a la producción de materiales modernos dentro la las instalaciones de la institución.
Debido a lo anterior se realizo un diseño de concepto y detalle de un reactor de temperatura y atmosfera controlada enfocado a la producción de carbones vítreos dentro de los laboratorios de la E.I.A. Las necesidades pactadas para este reactor están enfocadas a la posibilidad de poder variar los parámetros de funcionamiento, de tal forma que se pueda incursionar en el desarrollo de procesos diferentes a la producción de los carbones vítreos. A partir de las necesidades se crean soluciones mecánicas, estructurales, electrónicas y de software, enfocadas al funcionamiento conjunto del reactor de temperatura y atmosfera controlada.
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Baldosa Piezoeléctrica Para Alimentar Sistemas de Iluminación de Bajo Consumo Energético
(Universidad EIA, 2013) Cifuentes Gutiérrez, Jorge Andrés
La gran demanda energética en el mundo actual, ha ocasionado que muchos individuos se enfoquen en el estudio y la implementación de tecnologías más modernas para la generación, almacenamiento y utilización de energías renovables. Es por esto que el presente trabajo se centra en el diseño de una baldosa piezoeléctrica, la cual tiene la capacidad de tomar la energía mecánica proveniente de peatones y transformarla en energía eléctrica, la cual pueda ser almacenada en una batería y luego sirva como alimentación para un sistema de iluminación de baja potencia, en este caso, compuesto por LEDs.
El proceso de diseño consta entonces de múltiples etapas, donde lo primero es elegir un material que sea apropiado como baldosa (el cual será instalado en el suelo), posteriormente se realiza un estudio de las características de los materiales piezoeléctricos para elegir así, el más conveniente para el proyecto. Una vez este proceso está listo, se procede a determinar una manera adecuada para fusionar la baldosa y el piezoeléctrico, haciendo que quede como un solo elemento, el cual para nuestro caso es el generador de energía eléctrica.
El siguiente paso describe el diseño de los circuitos electrónicos, los cuales como primera instancia tienen el objetivo de convertir el voltaje alterno generado por el piezoeléctrico, en voltaje directo para que este pueda ser almacenado por una batería. En este paso se incluyen los circuitos de rectificación y almacenamiento, al igual que el circuito completo en el cual se incluye el sistema de iluminación con LEDs.
Una vez concluido el diseño, se pasa a la etapa de simulaciones en donde se observa el comportamiento del sistema. Se empieza desde lo más simple (simulación eléctrica de un solo piezoeléctrico), hasta la simulación final que emula un comportamiento de todo el sistema más aproximado a la realidad, donde se tiene en cuenta la compresión generada sobre cada piezoeléctrico para hallar así, la respuesta eléctrica del circuito.
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Diseño de Paneles Generadores de Electricidad por Efecto Seebeck
(Universidad EIA, 2013) Duque Solís, Mateo
Los materiales termoeléctricos (TE) son usados para la generación de energía usando un delta de temperatura, convirtiendo el calor en electricidad. Otro uso de los materiales TE es la refrigeración sin necesidad de pates móviles. Esta interesante característica de los materiales TE podría jugar un papel muy importante en la actual carrera por crear fuentes de energía alternativas y ayudar a la humanidad a reducir su dependencia en los combustibles fósiles.
La conversión de energía solar en electricidad está dominado por sistemas fotovoltaicos sin concentradores y sistemas concentradores termo-solares. Actualmente se ha comenzado a observar que generadores solares termoeléctricos (STEGs) son una alternativa viable en el área de generadores solares. En este proyecto se habla de la posibilidad de usar STEGs como parte central en un sistema de generación de electricidad aprovechando la energía solar. Los STEGs no poseen partes móviles, pueden ser usados en escala y eliminan la necesidad de usar un generador termomecánico externo, tales como motores Stirling o turbinas de vapor. Usando materiales TE existentes tales como el bismuto de teluro (Bi²Te³) y Skutterudite se pretende crear un STEG con una alta eficiencia.
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Diseño de Concepto de un Aerogenerador Vertical Tipo H
(Universidad EIA, 2014) Présiga Caro, Catalina
La energía limpia del viento es una fracción de la energía solar, obedece al calentamiento no uniforme del aire de la atmósfera e históricamente ha sido aprovechada mediante configuraciones de velas en navegación, molinos para bombeo de agua y molienda de cereales, y recientemente en aerogeneradores para producir energía eléctrica.
Por falta de desarrollo y consolidación de la tecnología de aerogeneradores y por costos por potencia y energía que han resultado mayores que los correspondientes a otras fuentes no se ha incorporado masivamente al sistema eléctrico.
Un aerogenerador económico y robusto es el Darrieus, de eje vertical y alerones rectos conocido como Tipo H, para bajas velocidades de viento, no requiere sistema de orientación, sin arranque autónomo por lo cual necesita un sistema paralelo de arranque.
Dando respuesta a la necesidad de soluciones para abastecer áreas aisladas, acelerar el uso de la energía limpia del viento en áreas interconectadas y por la importancia del estudio de aerogeneradores en la línea de investigación de la Escuela de Ingeniería de Antioquia, se realiza como proyecto de grado el “Diseño de Concepto de un Aerogenerador Vertical Tipo H” para condiciones de viento con potencial energético.
El producto del diseño es un aerogenerador vertical de tres alerones distribuidos en cascada con perfil aerodinámico S1046, de 2.4 m de largo, 0.1 m de cuerda y 1.2 m de radio de giro, fabricados en aluminio comercial 6061 con refuerzos de armazón y peso de 1.5 kg por alerón, ubicados a 10 m de altura. El aerogenerador produce 80 W con vientos de 4 m/s y 600 W con vientos de 8 m/s con un generador eléctrico de velocidad variable, 24 pares de polos de imanes permanentes y velocidades de giro entre 30 rpm y 600 rpm alcanzando esfuerzos mecánicos para los alerones hasta de 2600 N sin riesgo estructural.
El desarrollo tuvo como pilares fundamentales el diseño de concepto, las tecnologías aerodinámicas para el aprovechamiento de la energía del viento, la identificación de especificaciones y parámetros, la caracterización de la condiciones del viento en un lugar con registros históricos, la simulación de condiciones operativas, el diseño asistido por computador para los bocetos y la simulación de esfuerzos por análisis de elementos finitos para asegurar que el aerogenerador operará para las condiciones para las que fue diseñado sin fallas estructurales. Con ello se da cumplimiento a los objetivos general y específicos del proyecto de realizar el diseño y evaluar integralmente su desempeño.
Un resultado establecido con el análisis de los registros históricos indica que la EIA Sede Las Palmas no posee vientos de superficie con potencial energético. Por lo tanto, la construcción e instalación de prototipos como el diseñado requieren buscar condiciones de viento a mayor altura o en otros lugares en la sede.