Ingeniería Mecánica

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Desarrollo de mapa de procesos para FRICTION STIR WELDING (FSW) de la aleación comercial de aluminio AA7075 – T6.
(Universidad EIA, 2017) Escobar Muñoz, Santiago; Guzmán Mejía, Juan Esteban; Hoyos Pulgarín, Elizabeth
En el marco nacional se utilizan múltiples aleaciones de aluminio para la construcción de dispositivos y estructuras, entre las cuales se encuentra la AA7075-T6; pero su aplicación es limitada, al igual que otras aleaciones de las series 2XXX y 7XXX consideradas de baja soldabilidad por procesos de unión convencionales. El proceso Friction Stir Welding (FSW) se plantea como una alternativa para resolver las problemáticas asociadas al cambio de estado en procesos de soldadura por fusión, pero debido al desconocimiento y a la complejidad de la selección de parámetros adecuados para su implementación, se requiere el desarrollo de mapas de procesos. En el este trabajo se plantea la obtención de un mapa de proceso de FSW para la aleación de aluminio AA7075-T6, que permita la implementación del proceso en la industria local, fomentando así el uso de materiales de baja soldabilidad y altas prestaciones en sus aplicaciones. Para el desarrollo de un mapa de proceso se planteó un procedimiento experimental a partir del análisis de las variables del proceso, seleccionando dos factores principales. Esta aproximación arrojó como resultado que los intervalos comprendidos entre 500 y 1085 RPM para la velocidad de avance de 45 mm/min, así como aquellos entre 65 y 90 mm/min para 1085 RPM con una herramienta de hombro cóncavo y pin cónico roscado, producen juntas soldadas por FSW de la aleación mencionada con las condiciones de sanidad más favorables.
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Efecto de los factores de diseño en el cálculo de sistemas de llenado y alimentación sobre la calidad de dos componentes fundidos en arena
(Universidad EIA, 2018) Montoya Alzate, Sara; Hoyos Pulgarín, Elizabeth
En este trabajo de grado se evaluó el efecto de los factores de diseño en el cálculo de sistemas de llenado y alimentación sobre la calidad de dos componentes fundidos en arena, por medio de dos metodologías que adicionalmente emplearon dos formas de mediación del objeto, una a partir de un CAD y otra a partir de una simplificación teórica, denominada Formas. En el documento se hace una breve introducción de los principales elementos de un proceso de fundición en arena, y de los métodos empleados para realizar los cálculos. Como se mencionó anteriormente, se evaluarán dos componentes, el primero es una pieza ornamental, con apariencia de un catapiz, y el segundo es una pieza con una condición de carga, denominada polea, la cual corresponde a un desarrollo previo de una de las metodologías que se empleara a continuación. Los cálculos obtenidos nos indican que, respecto al orden de solidificación los métodos pueden llegar a mostrar los mismos resultados, pero el efecto de trabajar con Formas o con CAD, fuentes de medición del objeto, pueden llegar alteran los resultados del orden, el cual es un insumo fundamental para definir la ubicación de los canales de ataque del sistema de llenado, como las uniones del sistema de alimentación. Adicional al desarrollo de estas metodologías se realizó, una valoración experimental de los componentes fundidos y simulaciones empleando el software SolidCast ®t, con el fin de verificar los cálculos hallados. A partir de esto se encontró, consistencia entre las últimas regiones en solidificar y las que, de acuerdo a la simulación, tenían una mayor temperatura.
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Plan de negocios para una empresa comercializadora de etiquetas con tecnología NFC
(Universidad EIA, 2019, 2019) Gaitán Ortiz, Sebastián; Arango Mesa, Isabel
En el presente documento se desarrolló un modelo de negocio de un servicio de mercadeo a través del uso de tecnología de NFC. El modelo de negocio se basa en dos cosas; una es el mercadeo diferenciador e innovador; y la segunda es el análisis de datos para la venta a través de la tecnología NFC. Se codifican tags con la información requerida para mostrar al consumidor final y al interactuar con el tag se generan datos para analizados y evaluar el comportamiento de los consumidores. En el documento se puede evidenciar la forma como se hizo el análisis del entorno, utilizando herramientas como análisis PESTEL, las 5 fuerzas de Porter y demás. Se hizo una amplia investigación del sector tanto del cliente como de la futura empresa ofrecedora del servicio y se diseñó una estrategia de mercadeo. Se investigó el mercado potencial y se validó la investigación haciendo encuestas al consumidor final para evaluar aceptación de la tecnología, y entrevistas a empresas donde se halló el valor del servicio y la disposición a comprarlo. También se hizo la viabilidad técnica, donde se escogió un lugar apropiado, se identificaron los dos diferentes procesos de la compañía, se diseñó una maquina haciendo uso de la metodología de Karl T. Ulrich para el proceso de codificación masiva, se identificaron los insumos y necesidades y sus respectivos precios para operar la empresa y se planificó la capacidad del negocio según la proyección de ventas hallada con el análisis del mercado. Con la capacidad del negocio se identificó el personal requerido y con toda esta información se hizo el calendario de inversiones. La inversión inicial fue de $16.845.207. Se definieron los aspectos organizacionales y legales, donde se definió de manera exacta el organigrama de la compañía, se fijó una misión y visión y se escogió el tipo de sociedad S.A.S. (Sociedad por Acciones Simplificada). Por último, se evaluó la viabilidad financiera. Se hicieron 4 análisis a 5 años, uno regular según lo hallado en el análisis de mercado, un análisis de sensibilidad, un análisis pesimista y uno optimista. Los resultados obtenidos fueron que la tasa interna de retorno del análisis regular dio más alta que la tasa promedio del sector (10.39% vs 10.13). La inversión total deberá ser de $62.066.233, valor presente neto del flujo de caja es $ 2.977.700, los periodos de inversión son 6 y los periodos para la recuperación de la inversión son 18 meses. El resultado del análisis de sensibilidad fue debajo del promedio pero rentable (6.82% vs 10.13%). El pesimista no fue rentable al ser menor a la tasa de inflación (1.83%) y el optimista retornó una tasa de 17.20%. Solo la inversión acumulada del pesimista excedió el presupuesto que se tenía para el proyecto de $100.000.000
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Propuesta de una metodología para la fabricación de prótesis para miembro inferior BK (por debajo de rodilla)
(Universidad EIA, 2019, 2019) Vásquez Giraldo, Esteban
Durante el censo de 2005 se encontró que en Colombia hay aproximadamente 780.000 personas que sufren de una discapacidad que afecta su capacidad de desplazarse de manera independiente, debido a la pérdida del miembro inferior por diferentes causas. Debido a limitaciones económicas, no es fácil para la población vulnerable acceder a una de estas prótesis, por ello corporaciones como Fundacion Mahavir-Kmina fabrican prótesis de muy bajo costo para ser donadas. Pese a que los productos de la Fundación son útiles para enfrentar la invalidez de personas discapacitadas de miembro inferior, estas presentan fallas mecánicas debido a los materiales y los procesos empleados durante su fabricación. Los reprocesos generados por producto no conforme y por fallas en productos terminados dentro de su vida útil, genera pérdidas significativas a la Fundación. En este trabajo de grado se plantea la propuesta de una metodología para la fabricación de prótesis para miembro inferior, que disminuya el retorno por fallas mecánicas disminuyendo costos y mejorando la calidad de vida de las personas. La propuesta es evaluada a la luz de su viabilidad en planta con los operarios de la Fundación, y se descarta debido a la deformación incontrolada del material usado. No obstante, el concepto de solución propuesto y el prototipo construido para procesar las prótesis resultan prometedores.
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Análisis de las condiciones de los martillos del proceso de molienda en la empresa CONTEGRAL S.A.S
(Universidad EIA, 2019) Jaramillo Tobón, Juan José; Hoyos Pulgarín, Elizabeth; Wilches, Luis Vicente
El proceso de molienda es uno de los más importantes empleados en Contegral S.A.S, empresa dedicada a la producción de concentrado para animales. En producción se emplean 4 molinos de martillos que trabajan 24 horas al día y 6 días a la semana durante todo el año, procesando una gran cantidad de materia prima de origen vegetal, principalmente maíz. Las condiciones del proceso sumadas a la alta tasa de trabajo mencionada anteriormente hacen que los martillos sufran de un rápido desgaste debido a la combinación de abrasión e impacto presente en el proceso, generando el cambio periódico de los mismos. En este trabajo se empleó como referencia el molino con las condiciones más exigentes de operación, ya que es el caso más crítico para los martillos. La empresa usaba martillos nacionales de acero cementado que posteriormente fueron reemplazados por martillos importados, cuya duración resulto muy superior a los locales. La principal razón de esta diferencia estribo en el recubrimiento aplicado a las puntas de los martillos, el cual posee una matriz metálica con carburos de tungsteno. Este trabajo evalúa alternativas orientadas al incremento de la vida útil de los martillos nacionales usados en la molienda para la producción de concentrado de la empresa Contegral S.A.S, mediante la comparación con sus similares internacionales. Para ello, se evaluaron las condiciones de operación de ambos martillos y su duración bajo operación en planta, a partir de las toneladas molidas, la materia prima más relevante, tiempos de recambio e inspección visual. Paralelamente se realizó la caracterización de los materiales empleados, por medio de ensayos de dureza y la composición química, permitiendo una comparación cuantitativa. Las pruebas realizadas guiaron la búsqueda del proceso para obtener mejoras en la respuesta al desgaste de los martillos nacionales. Finalmente empleando la información recopilada y bibliografía pertinente se identificaron y evaluaron alternativas en la industria local para incrementar la resistencia al desgaste de los martillos. Se analizaron las ventajas y desventajas de cada una de las alternativas, y se seleccionó un revestimiento duro, con carburos de tungsteno, aplicado por el proceso OAW. Se incluye una propuesta preliminar de procedimiento de soldadura (WPS) cuyo empleo supone una mejora considerable respecto a los martillos nacionales en su estado actual. Se espera que el WPS será empleado en la fabricación de un lote y posteriormente ensayado en uno de los molinos, por temas de producción y seguridad en la empresa estas actividades están por fuera del alcance de este proyecto.
Acceso abierto
Evaluación experimental y numérica de módulos fotovoltaicos bifaciales flotantes en comparación con sistemas monofaciales y terrestres
(Universidad EIA, 2019) Vega Orrego, Manuela; Sánchez Posada, Mario Alejandro; Cuervo Díaz, Andrés Felipe
La necesidad de reducir la contaminación ambiental ha impulsado el desarrollo de las energías renovables, como la energía solar fotovoltaica. Alrededor de esta se generan constantemente nuevas tecnologías para maximizar el aprovechamiento de los recursos, entre estas los módulos bifaciales y los sistemas flotantes. Este trabajo tiene por objetivo evaluar el efecto en la generación de potencia de combinar estas dos tecnologías, analizando los efectos de le refrigeración y la reflectancia del agua. Para hacerlo se llevó a cabo un experimento en la sede de Las Palmas de la Universidad EIA, en Antioquia y se desarrolló una simulación en CFD en ANSYS FLUENT. Los resultados corroboran los beneficios de cada una de las tecnologías por separado, pero no presentan la combinación de estas como una alternativa interesante para aumentar la producción de energía.
Sólo datos
Propuesta de un mecanismo de liberación de stents en el acueducto de Silvio.
(Universidad EIA, 2019) Cano Acevedo, Juan Pablo; García Manjarrés, Daniel; Góez M. , Yesid Montoya
La estenosis no comunicante a nivel del acueducto de Silvio conlleva a la acumulación de Líquido Céfalo Raquídeo (LCR) y aumento de la presión en las cavidades cerebrales, lo cual afecta la calidad de vida y pone en riesgo de muerte a la mayoría de los infantes quienes la padecen. Una solución alternativa a las intervenciones tradicionales que permita reestablecer el flujo de LCR a nivel del AS, consiste en un stent, el cual, ha venido siendo estudiado a nivel de diseño en la Universidad EIA. No obstante, se requiere además de un sistema que permita la liberación de un stent restableciendo el flujo de LCR. En este trabajo de grado, se presenta el diseño bajo la metodología de Ulrich de un prototipo para el sistema de liberación del stent para el AS desarrollado en la Universidad EIA mediante elementos mecánicos al cual se le desarrollarán unas pruebas de inflado en condiciones similares a las del AS.
Acceso abierto
Diseño de horno deshidratador de residuos orgánicos
(Universidad EIA, 2019) Gil Mesa, Sebastián; Benavides Carvajal, Hugo Andres; Tejada Orjuela, Juan Camilo; Araque Marín, Pedronel; Sánchez Posada, Mario Alejandro
Rionegro, Antioquia, no cuenta con un plan adecuado para manejar los residuos orgánicos de materia vegetal generados en su plaza de mercado, además de esto, la planta de compostaje a la que se planea llevarlos no tiene la capacidad suficiente para procesar todo el material generado y todo aquello que sobra se dispone en un relleno sanitario, el cual sólo da abasto para cuatro años más de funcionamiento. Con base a la problemática planteada se formula la siguiente pregunta de investigación ¿Cómo manejar los residuos orgánicos de materia vegetal generados en las plazas de mercado de la ciudad de Rionegro? De esta manera, para dar respuesta a la pregunta se plantea el diseño de un horno cuya función es secar estos residuos, así pueden ser aprovechados para la creación de compost y ocupan menos espacio durante el proceso y su transporte. Este diseño fue realizado siguiendo la metodología de Ulrich en conjunto de la metodología de Dieter. Su desarrollo se ha llevado a cabo en dos secciones bien definidas, la primera se compone de una serie de ensayos de laboratorio con el fin de conocer el comportamiento de la humedad de los residuos orgánicos con respecto a la temperatura, además de sus propiedades microbiológicas necesarias para un posterior proceso de compostaje y otra en la que se desarrollan balances masicos y energéticos que permitan a través de la aplicación del área de transferencia de calor, el dimensionamiento de un horno capaz de contribuir con el secado de los residuos en condiciones controladas de humedad y temperatura, permitiendo la adecuada selección de los elementos periféricos del horno de secado.
Acceso abierto
Diseño de aeronave eléctrica tipo VTOL para transporte urbano de personas
(Universidad EIA, 2019) Londoño Saldarriaga, Miguel; Hernán Córdoba, Jorge; Hazbon Álvarez, Omar
El tráfico en gran cantidad de zonas urbanas alrededor del mundo es uno de los mayores problemas para sus habitantes, y la implementación de vehículos de transporte que utilicen la tercera dimensión espacial es inminente. En este trabajo se generó el concepto de una aeronave para el transporte urbano de personas, que además incorpora un sistema de propulsión eléctrico. Esto último con el fin de no contribuir a la abultada contaminación de las zonas urbanas que es generada en gran parte por el sector de transporte. Dicho sistema de propulsión se diseñó de manera detallada mediante la teoría del “blade element”, y las alas se dimensionaron mediante la teoría del “lifting line”, a diferencia del resto de elementos de la aeronave que se diseñaron de manera conceptual y mediante simulaciones de CFD se verificó la competencia de estos.
Acceso abierto
Modificación superficial de aceros de bajo carbono mediante laser cladding y suspensión enriquecida con cenizas volantes.
(Universidad EIA, 2019) Valencia Martínez, Santiago; Restrepo Montoya, Jose William
Muchos componentes y piezas mecánicas se fabrican en diferentes tipos de aceros aprovechando las propiedades mecánicas que les provee. Algunos componentes se fabrican en aceros especiales en aplicaciones donde se requiere resistencia superficial al desgaste o altos coeficientes de fricción. Estos aceros, por lo general son costosos, por lo cual una alternativa llamativa es utilizar aceros bajo carbono que son más económicos para modificar sus propiedades superficiales sin alterar todo su volumen. El revestimiento por láser es uno de estos procesos, con la diferencia que este puede ser replicado sin la necesidad de usar equipos de alta tecnología. Este trabajo de grado exploratorio, que se presenta en esta memoria, busco determinar si es posible mejorar la resistencia al desgaste superficial de aceros bajo carbono mediante revestimiento láser usando como precursor cenizas resultantes de la combustión de carbón mineral. Para lograrlo se recolecto cenizas volantes de la combustión del carbón, se elaboró el recubrimiento y se aplicó sobre probetas de acero, haciendo uso de radiación láser para su unión; durante el trabajo exploratorio se desarrolló la metodología para lograr un buen revestimiento láser. A las probetas se les practico ensayos de tribología con los equipos adecuados antes y después de ser recubiertas y se registraron los cambios hallados. Se espera poder evaluar el nivel de unión entre el recubrimiento y la probeta, la modificación de propiedades y la eficiencia del revestimiento láser, así como obtener los datos que permitan comparar la metodología aplicada con los métodos comúnmente usados.
Acceso abierto
Diseño de intercambiadores de calor para un prototipo potabilizador de agua
(Universidad EIA, 2019) Zuluaga Montoya, Nicolás; Sánchez Posada, Mario Alejandro
En el siguiente documento se presenta el desarrollo del trabajo de grado para optar al título de ingeniero mecánico. El proyecto llamado “Diseño de intercambiadores de calor para un prototipo potabilizador de agua” se enmarca en la problemática planteada anteriormente por los estudiantes Esteban Lozada Giraldo y Mateo Sánchez Monsalve sobre la escasez de agua en las zonas costeras más remotas de Colombia. Sin embargo, el prototipo presentado por Esteban y Mateo no alcanzó los resultados esperados debido a una falla crítica en el diseño de los intercambiadores de calor, lo cual impidió la evaporación de agua y, por ende, la toma de datos para verificar el funcionamiento del prototipo. Este proyecto pretende como tal el diseño de los intercambiadores de calor necesarios para para el prototipo de desalinización de agua que corresponden a un colector solar y a un condensador con un caudal requerido de dicho prototipo de 18 L/día. En el proyecto se realizó un dimensionamiento con base en teoría de diseño de intercambiadores de calor y colectores para luego simular las geometrías calculadas mediante software CFD, luego comparar los resultados de los cálculos, simulación y finalmente realizar ajustes al diseño base.
Acceso abierto
Caracterización y fabricación de un prototipo en material compuesto para el álabe del generador eólico de baja velocidad de la Universidad EIA
(Universidad EIA, 2020) Chancy Lozano, Alejandro; Gallego Sánchez, Alejandro; Restrepo Montoya, José William
RESUMEN: El siguiente trabajo describe el proceso de diseño y fabricación de aspas para un generador eólico de eje vertical, construida a partir de un material compuesto tipo sándwich con núcleo Honeycomb de cartón recubierto con chapilla de madera. Se realizó la caracterización y simulación computacional del material compuesto para determinar si esta configuración cumple los requerimientos mecánicos y funcionales para ser implementado en la fabricación de aspas para generadores de baja velocidad. Lo anterior, comprende desde la estimación de las fuerzas a las que estará sometida el aspa durante su operación, el análisis estructural para establecer los esfuerzos principales, permitiendo obtener una primer referencia de las características y/o propiedades que debe presentar el material seleccionado, el cual se caracterizó por medio de pruebas de laboratorio normalizados, esto con el fin de ingresar sus propiedades mecánicas a un software CAD, en el cual se realizaron una serie de simulaciones para conocer de forma anticipada el comportamiento de estos materiales además de realizar una configuración inicial del modelo del aspa. Esta se realizó con base a una revisión bibliográfica en donde se encontró que la estructura acanalada usada en la industria aeronáutica propiamente en las alas de los aviones resulta ideal para el caso propuesto debido a su bajo peso y fácil construcción. Adicionalmente, en el presente trabajo se encuentra explicado la manera en que fue seleccionado el adhesivo para la unión del cartón y chapilla de madera, materiales que hacen parte de la estructura tipo sándwich del aspa. Los resultados de las simulaciones y la prueba mecánica realizada al prototipo del aspa permiten concluir que el material compuesto desarrollado cumple de manera satisfactoria con las especificaciones de diseño planteadas.
Sólo datos
Modelo de negocio para una empresa dedicada a manufactura de productos derivados del caucho reciclado de llantas
(Universidad EIA, 2020) Toro Acero, Pedro; Velazquez Naranjo, Álvaro
RESUMEN: En este documento se presenta el trabajo de grado en modo emprendimiento para una empresa dedicada al reciclaje de llantas en Medellín, Colombia. Este trabajo es realizado por el autor acompañado de docentes de la universidad EIA. El trabajo se realizó de manera que al final de este se obtuviera un plan de negocio completo, comenzando por un análisis general del funcionamiento, como se tritura, que se puede obtener de este producto, que componen las llantas entre otra cosas. Continuando con un estudio del mercado en Colombia, donde se analizaron temas como el crecimiento de la industria de las llantas, del reciclaje, del caucho y de los sectores que se relacionarían directamente con el negocio. La tercera etapa se basó en estructurar el proceso de manufactura, en el cual se precisaron cosas como la maquinaria, sus capacidades, procesos y necesidades dentro del área de producción. En el cierre del plan de negocio se hizo el estudio financiero. En este se realizaron los flujos de caja, el estado de pérdidas y ganancias, se establecieron proyecciones en ventas y en costos y se realizó la estructura de funcionamiento para así decretar si este negocio es o no viable.
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Evaluación de herramienta de hombro estacionario para la obtención de juntas disímiles de aluminio-polímero por FSW
(Universidad EIA, 2021) Cadavid Arenas, Juan José; Hoyos Pulgarín, Elizabeth
RESUMEN: Se evaluó la posibilidad de obtener juntas disímiles entre polímero y aluminio empleando una herramienta de hombro estacionario para el proceso de FSW, fue necesario realizar ensayos con distintas combinaciones de parámetros de velocidad de avance y de rotación con el fin de evaluar cuales de estas combinaciones proporcionan mejor eficiencia de junta, estos parámetros se determinaron con ayuda de revisión bibliográfica, para así tener un estimado del resultado obtenido antes de realizar la junta, además de los parámetros mencionados anteriormente, fue necesario tener en cuenta variables que influyen en la calidad de la junta, como tiempo de sostenimiento, penetración de la herramienta y lado de avance de la soldadura, igualmente estos parámetros se estimaron con la ayuda de revisión bibliográfica y recomendación de autores, además de esto se hicieron pruebas preliminares para establecer estas variables. La eficiencia de estimó con ayuda de ensayos de tracción que se les realizarán a las juntas y comparando esta resistencia obtenida con la del material más débil, en este caso, polietileno de alta densidad. Además de las juntas mencionadas se realizaron soldaduras con desfase para evaluar el resultado modificando este parámetro, igualmente a esas juntas se les realizaron ensayos de tracción para lograr compararlas con aquellas que no tenían desfase. Con el fin de estimar con más detalle el desempeño de la herramienta de hombro estacionario, se realizó una simulación por elementos finitos, la cual se basó en una condición crítica de operación para la herramienta, con esta simulación se lograron establecer recomendaciones acerca del diseño de la herramienta de hombro estacionario.
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Herramienta del tipo caja transparente enfocada a la solución de problemas estático-lineales en estructuras delgadas mediante la simulación por elementos finitos.
(Universidad EIA, 2021) Medina Martínez, Urbano Alfonso; Mercado Navarro, Fredy Andrés
RESUMEN: En el presente trabajo se desarrolla una herramienta computacional basada en elementos finitos enfocada a la solución de problemas estático-lineales en estructuras delgadas, definidas como aquellas en donde una de las direcciones es de mucho menor magnitud que las otras dos. Se implementa el elemento MITC4 para la discretización del sistema para poder solucionar el problema de bloqueo numérico, el cual genera rigideces artificiales en la matriz y causa que se prediga de manera errónea las variables solución y es intrínseco del tipo de estructuras por tratar. Se decide realizar el presente trabajo para poder generar una guía en donde el usuario pueda obtener un entendimiento teórico-práctico del método de elementos finitos y pueda realizar este tipo de simulaciones con mejor criterio ingenieril, de manera óptima y con más seguridad respecto a la solución. Para obtener estos resultados, se hace primero un planteamiento teórico del fenómeno físico correspondiente a la mecánica estructural, el modelo matemático asociado y el método numérico necesario para llegar a la solución. En esta sección se identifican las principales asunciones realizadas en las distintas formulaciones, esenciales para no plantear problemas en los que estas no se cumplan. Luego, se entra en detalle en el elemento MITC4, exponiendo los distintos sistemas y bases coordenados asociados, la relación constitutiva para materiales isótropos, el tensor de deformaciones infinitesimales y el proceso para obtener la matriz de rigidez. Una vez estudiadas todas estas ideas, se realiza la implementación del elemento en la herramienta computacional y se pone a prueba. Se emplean distintos casos pruebas formulados en la literatura para verificar un correcto desarrollo y convergencia de los resultados. Por último, se estudia la respuesta estático-lineal de una estructura, realizando un análisis de convergencia de malla y comparando los resultados con la solución analítica del caso de estudio y la solución dada por el software comercial ADINA. De esta forma, se tiene como resultado del presente trabajo una herramienta computacional de uso abierto la cual se puede descargar de la cuenta de GitHub del autor, usuario UrbanoMedina o directamente mediante el link https://bit.ly/2TRcVtX aplicable a la solución de problemas estructurales en estructuras delgadas planas.
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Comparación del desempeño de generadores eólicos darrieus de pequeña escala operando a bajas velocidades de viento
(Universidad EIA, 2021) Ramírez Arboleda, Julián; Sánchez Posada, Mario Alejandro
RESUMEN: El presente documento corresponde al trabajo de grado “Comparación del desempeño de generadores eólicos Darrieus de pequeña escala operando a bajas velocidades de viento”, donde se busca comparar 3 modelos de aerogeneradores tipo Darrieus de pequeña escala para la generación de energía en zonas con baja velocidad de viento. Se realizarán simulaciones en el software Q-Blade para evaluar el efecto sobre el desempeño de parámetros como el tipo de perfil aerodinámico, el número de aspas, la solidez y el aspect ratio y posteriormente se simularán las geometrías más promisorias en un software de dinámica de fluidos computacional para corroborar los resultados del mismo. Las simulaciones tanto en el software Q-Blade como en el software CFD se simularán a una velocidad de viento de 6 m/s con el fin de identificar perfiles aerodinámicos y la combinación de parámetros geométricos que permitan obtener buen desempeño en estas condiciones de baja velocidad de viento.
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Diseño de sistema de abastecimiento de agua para la Finca Quinta Madrid, en el municipio de San Rafael con el uso de energías renovables
(Universidad EIA, 2021) Vélez Madrid, Felipe; Córdoba Morales, Jorge Hernán
RESUMEN: El desarrollo de este trabajo nace de la necesidad de obtener acceso al recurso hídrico en la finca Quinta Madrid ubicada en San Rafael-Antioquia, Colombia. Esta es una finca de recreación y trabajo donde la accesibilidad al agua es fundamental para su funcionamiento, pero posee varios desafíos, por ejemplo, la falta de fuentes de energías convencionales y la topografía accidentada del sitio de estudio. Este documento presenta el proceso de diseño de un sistema de abastecimiento alimentado con energía renovable que cumpla con los requerimientos del caso de estudio. Este diseño se realiza mediante un proceso de identificación de requerimientos realizando mediciones in situ y a partir de estas mediciones establecer el diseño que cumpla con los requerimientos encontrados. Luego de identificar los requerimientos se pasó al diseño final, el cual se basó en la selección de componentes que mejor se acoplen a las necesidades encontradas y cumpla estas necesidades o requerimientos a cabalidad.
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Evaluación de la viabilidad del uso del proceso FSW para la obtención de unión soldada tubo/platina de aluminio
(Universidad EIA, 2021) Serna Ruiz, Maria Camila; Hoyos Pulgarín, Elizabeth
RESUMEN: El presente trabajo evaluó la viabilidad del uso del proceso Friction Stir Welding (FSW) para la obtención de soldaduras en componentes conocidos como ductos de barras, los cuales están situados en centrales hidroeléctricas de Empresas Públicas de Medellín (EPM). El proceso Friction Stir Welding (FSW) se planteó como alternativa para resolver problemas de calidad asociados al proceso de fusión dado que debido al método de soldadura empleado para su fabricación (GMAW) se han encontrado discontinuidades tales como grietas o porosidades afectando su función principal, la cual es transmitir electricidad. Para la ejecución de este proyecto se utilizó la metodología de Ulrich para el diseño del montaje, y se desarrolló un WPS en el que se definieron las variables involucradas en la soldadura. Se concluyó que se debe utilizar como velocidad de avance 120 mm/min y como velocidad de rotación 600 rpm, también se realizó una recopilación bibliografía con 87 autores los cuales incluyen 217 ensayos para de esta forma plantear una estrategia para definir las dimensiones requeridas para la herramienta a utilizar, así se llegó a un diámetro de hombro de 31 mm, diámetro de pin 13.1 mm y longitud de pin 19.3 mm. A modo de comprobación, se utilizó Autodesk Inventor para realizar simulaciones de elementos finitos tales como: lineal estática y de frecuencias modales, por medio de estas se comprobó que el montaje si soportaba las cargas ejercidas y a su vez, que las frecuencias a las que se plantea la realización de la soldadura (62,8 Hz) no entra en resonancia.
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Diseño del sistema electromecánico para una hidroeléctrica de pequeña escala: caso Truchera la Tulia, Jardín, Antioquia
(Universidad EIA, 2021) Mesa Martínez, Santiago; Ortega Arango, Santiago
RESUMEN: El presente trabajo busca diseñar un sistema de generación de energía eléctrica a partir del recurso hídrico presente en la truchera La Tulia. Como paso inicial se realiza una revisión bibliográfica de tecnologías de generación hidroeléctrica delimitado por un rango de potencia de generación entre 0 y 100 kW. Luego se realiza una identificación del sitio con el fin de determinar la demanda energética que debe suplir el sistema y la energía potencial disponible. Una vez hecho esto se realiza una etapa de diseño conceptual y posteriormente de detalle del sistema de generación. Por último, se realiza una evaluación técnico-financiera del proyecto, donde se tiene en cuenta el diseño propuesto, además de la reglamentación vigente en Colombia para proyectos de autogeneración.
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Evaluación de las posibles soluciones que permitan la operación de una bomba centrífuga dentro de los rangos de flujo establecidos por el diseño. Caso Refinería Barrancabermeja
(Universidad EIA, 2022) Alcaraz Cano, Jose Manuel; Alcaraz, Wilson
RESUMEN: En este documento se presenta el proyecto de trabajo de grado que tiene como objetivo la evaluación de diferentes soluciones ante la falla en una bomba centrífuga que opera por fuera de su ventana mínima de integridad en términos de flujo, en una unidad de destilación en la refinería de Barrancabermeja, mediante la simulación de diferentes alternativas de solución previamente identificadas y la elección de las más adecuada haciendo un análisis costo beneficio de estas. El trabajo parte de la conceptualización de diferentes temas en los que se basa el proyecto: Bomba centrífuga, ventana de integridad de bombas, variadores de velocidad, recirculación en bombas y demás conceptos relacionados con esta. También la conceptualización de las diferentes soluciones ante la problemática presentada, mediante una revisión bibliográfica de casos relacionados. Para la ejecución del proyecto, inicialmente se realizó una revisión bibliográfica donde se identificaron las diferentes soluciones ante la falla de la bomba centrífuga que opera por fuera de la ventana mínima de operación. Ya con las soluciones identificadas se procedió con iniciar la parte más crítica del proyecto, la cual se trata de la simulación en estado estable y dinámico de las diferentes soluciones y la verificación de la validez de estas simulaciones mediante métodos estadísticos, para así poder realizar la comparación de las soluciones y elegir la más adecuada, con base a las condiciones dadas en la refinería. Al final se obtiene como recomendación de solución la alternativa del variador de velocidad ya que esta bajo el contexto actual del proceso es las más optima de manera integral.