Ingeniería Mecánica

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Evaluación de metodologías de diseño para el cálculo de sistemas de llenado y alimentación y su efecto sobre la eficiencia en la producción de una pieza fundida en arena.

Valencia García, Marco Fidel | 2022

RESUMEN: El siguiente trabajo evalúa y compara la eficiencia en términos de calidad y consumo de material de un componente fundido en arena, empleando dos métodos diferentes para el diseño de los sistemas de llenado y alimentación, uno tradicional y otro computacional. Se seleccionó la pieza a fundir y se identificaron las metodologías que fueron utilizadas en este trabajo (Siscalco y Software SolidCast). La pieza se creó en el software Autodesk Inventor y se exportó a un archivo .STL para su uso en el software SolidCast. Posteriormente, se realizaron los cálculos pertinentes a cada uno de los métodos, apoyándose en herramientas ofimáticas y software CAD, en particular Fusion 360. Llevando así a la creación del modelo mediante impresión 3D para su posterior uso en la fabricación de cada uno de los moldes creados y utilizados en el proceso de fundición. Finalmente, se obtuvo la pieza fundida en una aleación de aluminio con una composición de aproximadamente 94.6% de aluminio, 2.2% de cobre y 1.4% de zinc. Luego de tener las dos piezas, cada una elaborada con los diseños de los métodos escogidos, se procedió a hacer comparaciones teóricas y reales del consumo de material, arrojando mejores resultados la metodología que emplea el software SolidCast, además a eso se hizo una inspección visual de las piezas, teniendo resultados similares

Parametrización de variables para la creación de un sólido 3D por medio del proceso WAAM/GMAW

Rodríguez Fernández, Johnnatan | 2022

RESUMEN: En el presente trabajo de grado se exploró la variación y optimización del proceso WAAM/GMAW para un acero al carbono realizando una “puesta a punto” de los parámetros de soldadura como el voltaje, amperaje y velocidad de avance. Para esto se empleó la máquina de soldadura Millermatic 212 autoset, en conjunto con una fresadora CNC Wabeco. La ejecución del proyecto requirió la construcción de un diseño de experimentos 2^3 para encontrar las combinaciones de los parámetros más significativas y así predecir el comportamiento de las variables de respuesta adecuado para la construcción de solidos 3D. Posteriormente se realizaron pruebas de tracción, micro dureza y microscopía óptica. Se encontró que las probetas de tracción soportaron esfuerzos y fuerzas máximas inferiores a las especificadas por el fabricante del electrodo de soldadura, sin embargo, el resultado fue esperado debido a el proceso de construcción de la estructura 3D. Además, se determinó que está constituida principalmente de ferrita α y en menor medida de perlita gruesa P, encontrando un rango de dureza de 138 HV a 253 HV. Finalmente, se realizó una simulación numérica y un montaje experimental para determinar el comportamiento de la distribución de temperatura atreves del material base durante la adición de una capa de material y posteriormente concluir realizando una comparación entre ambos sistemas. Los resultados comparativos no fueron congruentes debido a retardos o falta de sensibilidad en la lectura de los datos del sistema de adquisición.

Adaptación tecnológica del doblado de maderas para fabricar aspas de aerogeneradores

Restrepo Montoya, José William | 2022

RESUMEN: Los aerogeneradores de eje vertical son una alternativa para proveer energía en zonas no interconectadas a la red eléctrica colombiana. Por este motivo en el marco del proyecto “Generación distribuida de energía eléctrica en Colombia a partir de energía solar y eólica” del programa energética 2030, investigadores de la Universidad EIA diseñaron y construyeron un prototipo de aerogenerador Darrieus H costo-eficiente. Las aspas de este aerogenerador se fabricaron en un armazón de cartón recubierto con láminas finas de madera. Este proceso de fabricación resulto dispendioso, lo cual resta costo-eficiencia al proceso de fabricación de las aspas del aerogenerador. Siguiendo la metodología de diseño mecánico de Ulrich, se generó un diseño tecnológico que adapta el proceso de doblado de láminas de madera, usado en fabricación de instrumentos musicales y mobiliario, para fabricar las aspas del aerogenerador armazón. Este trabajo de grado se centró en diseñar una máquina para conformar las aspas mediante el doblado de láminas de madera. El diseño establecido reduce el tiempo de fabricación y garantiza mayor uniformidad dimensional de las aspas; lo cual aumenta la costoeficiencia del aerogenerador.

Diseño de un dispositivo de protección respiratoria portátil personal

Wilches Peña, Luis Vicente | 2022

RESUMEN: La alta transmisibilidad del virus SARS-CoV-2 y las complicaciones asociadas a la COVID – 19 han sido responsables de una pandemia con hondas repercusiones económicas y con más de tres millones de muertes. La tasa de mortalidad de la Covid – 19 se ha incrementado significativamente debido al mal funcionamiento de los protocolos de bioseguridad y sistemas de protección antivirus. A partir de las falencias detectadas en el uso de dichos protocolos, se propone un método de protección útil para inhibir el contagio por SARS-CoV-2 y por otros agentes biológicos similares. Para ello se realizó el diseño conceptual de un dispositivo de protección respiratoria personal portátil (DPRP), para proteger a personas expuestas a altas cargas virales transmisibles por vía aérea. Así mismo, se consideró el uso del dispositivo resultante como medio de protección en otros escenarios donde la contaminación del aire por partículas sólidas sea preponderante. El proceso de diseño se realizó siguiendo pautas de diseño mecánico sistémico basadas en definición de especificaciones, funciones y estructuras de trabajo. El diseño conceptual final estuvo enriquecido con características aportadas por elementos de diseño de detalle y por el análisis de elementos críticos, que fueron evaluados mediante elementos finitos.

Registro tecnológico del proceso de modernización de la viga pivote para el Metro de Medellín

Hoyos Pulgarin, Elizabeth | 2022

RESUMEN: El Metro de Medellín se encuentra a la fecha en un proceso de modernización de los vagones de primera generación, esto debido a que se encuentran cercanos a cumplir su vida útil, este proceso incluye varios subsistemas del Metro, entre los que se encuentra su principal elemento estructural, la viga pivote. En este trabajo se generó un registro tecnológico de este proceso, considerando la información suministrada por la empresa y la obtenida en visitas técnicas, este documento contiene información de interés de la viga pivote, características, funcionamiento, en que se diferencia la viga antigua de la nueva y como se debe dar el proceso para remplazarla. En el pasado el Metro ha realizado registros tecnológicos, pero en esta ocasión se buscó migrar a un formato dinámico y de fácil acceso, que, además, puede ampliarse más adelante al realizar el registro de los demás sistemas en proceso de modernización, por lo que en este trabajo se generaron las bases para definir como se deben realizar los registros de información tecnológica de dichos sistemas. La implementación de una página web como medio de almacenamiento de la información permite acceso fácil y rápido a la información, una navegación dinámica y la capacidad de incluir distintos formatos que no son posibles de unir con otros medios de almacenamiento. Además, se incluyeron elementos multimedia como fotos y videos, estos con el fin de permitir al usuario final tener una inmersión más profunda en el proceso sin tener la necesidad de presenciarlo directamente. El resultado presenta una interfaz sencilla e intuitiva para cualquier lector. En este sitio web se encuentra una descripción básica de cada sistema modernizado y botones que direccionan al usuario a la descripción profunda de cada sistema, al haberse recolectado únicamente la información del cambio de la viga pivote, este será el único subsistema que estará diligenciado en la página web, en el futuro se espera que la información recolectada por el Metro de Medellín se diligencie en el espacio establecido para cada pieza. En el apartado de la Viga pivote encontrara la ubicación de esta en el tren, modelos en 3D de la pieza antigua y de la nueva, además de la información requerida para el desmontaje de la viga antigua y el montaje de la viga nueva, esta incluye procesos de medición, corte, limpieza y soldadura y culmina con videos demostrativos de las diferentes etapas.

Evaluación de resinas odontológicas fluidas fotopolimerizables por medio de elementos finitos

Montoya Goez, Yesid | 2022

RESUMEN: Los desarrollos que se han llevado a cabo en prótesis dentales han involucrado la exploración de nuevos materiales que permitan generar tiempos más rápidos de tratamiento, procedimientos más sencillos y menos costosos al igual que mejoras en el desempeño mecánico del injerto. En este trabajo de grado se presentan los resultados de la simulación comparativa, entre el desempeño de dos resinas usadas actualmente por odontólogos, GC AENIAL y 3M Filtek, con el comportamiento natural de un diente. Para ello, se hicieron pruebas mecánicas de tracción, flexión y dureza, con el fin de establecer las propiedades mecánicas de las mismas. Adicionalmente se realizaron simulaciones por elementos finitos que permitieran comparar los esfuerzos entre un diente reparado con la resina y un diente sin reparar. Los resultados mostraron, en cuanto a la prueba de tracción, la resina 3M Filtek mostro un mejor desempeño en cuanto a su resistencia y carga máxima, sin embargo, en los ensayos de flexión la resina GC AENIAL resiste mayores cargas y cuenta con un mayor módulo de Young. En cuanto a las simulaciones realizadas, no se evidencia que ninguna de las resinas usadas genera más o menos estrés en comparación al comportamiento normal del diente, sin embargo, en el diente con la modificación de resina se evidencian más desplazamientos al someterlo a las cargas de mordida

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

Alcaraz, Wilson | 2022

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.

Estudio de los efectos mecánicos y dinámicos sobre la estabilidad y maniobrabilidad de una motocicleta estándar de bajo cilindraje y típica del mercado colombiano debido a la implementación de un kit de hibridación.

Córdoba Morales, Jorge Hernán | 2022

ABSTRACT: The problem addressed is part of the development of the Energy 2030 program, in the project associated with electromobility. As an alternative for land mobility, the hybridization of Street-type motorcycles, the most common in the Colombian market, is proposed through the implementation of a kit that, by adding additional components, allows the use of sources of electric and combustion power, the effect that the inclusion of kit items can have on the stability of the motorcycle. The methodology used goes through the identification of the motorcycle, the case studies, and the search of the literature to know the important parameters. Then the information is recorded to implement the mathematical models related to stability indicators, such as the position of the center of mass, geometric proportions, among others. Afterwards, the results of the models in the modified motorcycle are compared to the values and ranges defined in the literature, and thus be able to indicate if the motorcycle is in a stable range. The results of the application of the mathematical models show that with the inclusion of the elements to adapt the motorcycle to hybrid operation, the motorcycle is directionally stable, but it affects the weight distribution and increases the possibility of performing a Wheelie during starting.

Evaluación de la viabilidad del uso del proceso FSW para la obtención de unión soldada tubo/platina de aluminio

Hoyos Pulgarín, Elizabeth | 2021

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.

Evaluación de herramienta de hombro estacionario para la obtención de juntas disímiles de aluminio-polímero por FSW

Hoyos Pulgarín, Elizabeth | 2021

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.

Comparación del desempeño de generadores eólicos darrieus de pequeña escala operando a bajas velocidades de viento

Sánchez Posada, Mario Alejandro | 2021

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.

Herramienta del tipo caja transparente enfocada a la solución de problemas estático-lineales en estructuras delgadas mediante la simulación por elementos finitos.

Mercado Navarro, Fredy Andrés | 2021

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.

Diseño de sistema de abastecimiento de agua para la Finca Quinta Madrid, en el municipio de San Rafael con el uso de energías renovables

Córdoba Morales, Jorge Hernán | 2021

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.

Diseño del sistema electromecánico para una hidroeléctrica de pequeña escala: caso Truchera la Tulia, Jardín, Antioquia

Ortega Arango, Santiago | 2021

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.

Caracterización y fabricación de un prototipo en material compuesto para el álabe del generador eólico de baja velocidad de la Universidad EIA

Restrepo Montoya, José William | 2020

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.

Modelo de negocio para una empresa dedicada a manufactura de productos derivados del caucho reciclado de llantas

Velazquez Naranjo, Álvaro | 2020

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.

Diseño de horno deshidratador de residuos orgánicos

Tejada Orjuela, Juan Camilo | 2019

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.

Análisis de las condiciones de los martillos del proceso de molienda en la empresa CONTEGRAL S.A.S

Hoyos Pulgarín, Elizabeth | 2019

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.

Diseño de intercambiadores de calor para un prototipo potabilizador de agua

Sánchez Posada, Mario Alejandro | 2019

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.

Evaluación experimental y numérica de módulos fotovoltaicos bifaciales flotantes en comparación con sistemas monofaciales y terrestres

Sánchez Posada, Mario Alejandro | 2019

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.