DSpace Colección: Trabajo de Integración Curricular
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22380
Trabajo de Integración Curricular2024-03-28T11:35:51ZCaracterización de la interfaz de un material compuesto de matriz polimérica reforzado con fibra natural obtenida por medio de dos procesos diferentes con el uso de microscopía : caracterización de la interfaz de un material compuesto de matriz polimérica reforzado con fibra natural obtenida por medio de estratificación manual con el uso de microscopía.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25098
Título: Caracterización de la interfaz de un material compuesto de matriz polimérica reforzado con fibra natural obtenida por medio de dos procesos diferentes con el uso de microscopía : caracterización de la interfaz de un material compuesto de matriz polimérica reforzado con fibra natural obtenida por medio de estratificación manual con el uso de microscopía.
Autor: Pastuña Maza, Luis Alfredo
Director: Salazar Rodríguez, Patricia Araceli
Resumen: This work describes the procedure carried out to obtain specimens of polymer matrix composite materials with reinforcement of rope fiber fabric, using the manufacturing method by manual stratification. Once the specimens were obtained, they were characterized by standardized traction, bending and impact tests according to the ASTM D3039/D3039 M-17, ASTM D7264/D7264 M-15 and ASTM 5628 standards, respectively, in order to determine their mechanical properties. . With the data obtained, the values of resistance to breakage in tensile and flexural specimens were calculated, while, in the impact specimens, the average failure height and the average failure energy were calculated, with which the energy was determined. that the composite material can absorb before fracturing. After carrying out the standardized tests on the specimens, the matrix-reinforcement interface was examined by means of optical microscopy to be able to visualize the level of adhesion and compaction between them and to intuit conditions that produced the failures of the material in the tests carried out, as well as , observe possible manufacturing defects present in the specimens such as pores, fissures or cracks. Finally, the results of the mechanical properties in composite material specimens obtained through the manual stratification technique are compared with the specimens obtained by vacuum infusion to establish the technique that provides better mechanical properties in the manufacture of reinforced polymer matrix composite materials. with natural fiber fabrics.
Descripción: En el presente trabajo se describe el procedimiento realizado para la obtención de probetas de materiales compuestos de matriz polimérica con refuerzo de tejido de fibras de cabuya, empleando el método de fabricación por estratificación manual. Una vez obtenidas las probetas, estas fueron caracterizadas mediante ensayos normalizados de tracción, flexión e impacto de acuerdo a las normas ASTM D3039/D3039 M-17, ASTM D7264/D7264 M-15 y ASTM 5628, respectivamente, para poder determinar sus propiedades mecánicas. Con los datos obtenidos se calculó los valores de resistencia a la rotura en probetas de tracción y flexión, mientras que, en las probetas de impacto, se calculó la altura media de falla y la energía media de falla, con lo cual se determinó la energía que el material compuesto puede absorber antes de fracturarse. Después de efectuarse los ensayos normalizados en las probetas, por medio de microscopia óptica se examinó la interfaz matriz- refuerzo para poder visualizar el nivel de adherencia y compactación entre ellos e intuir condiciones que produjeron las fallas del material en los ensayos realizados, así como también, observar posibles defectos de fabricación presentes en las probetas como poros, fisuras o grietas. Finalmente, se comparan los resultados de las propiedades mecánicas en probetas de material compuesto obtenidas mediante la técnica de estratificación manual, con las probetas obtenidas por infusión al vacío para establecer la técnica que proporciona mejores propiedades mecánicas en la fabricación de materiales compuestos de matriz polimérica reforzadas con tejidos de fibras naturales.2023-08-01T00:00:00ZAnálisis dinámico de un sistema fotovoltaico flotante para el embalse de mazar : análisis para la zona 3 – cota inferior.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25097
Título: Análisis dinámico de un sistema fotovoltaico flotante para el embalse de mazar : análisis para la zona 3 – cota inferior.
Autor: Chillagana Valverde, Bryan Alexander
Director: Guachamin Acero, Wilson Iván
Resumen: Currently, the demand for renewable resources has increased. Photovoltaic energy is an attractive renewable resource for Ecuador for three reasons: geographic location, solar radiation, and energy complementarity in times of drought. The Mazar reservoir has a large surface area of water that can be used for the installation of a floating photovoltaic plant (FPV), which consists of a floating structure, photovoltaic panels, and a mooring system. During the year, the rain, dry season, flood, and drainage generate large variations in the water level (elevation) in the reservoir. Traditional mooring systems are not capable of controlling the movement of an FPV with these variations in water level. This project proposes a conceptual model of an FPV with a passive mooring system, which adapts to elevation variation and guarantees stability under environmental loads. The component begins with a topographic analysis of zone 3 of the Mazar reservoir for the lower level, followed by the geometric dimensioning of the FPV. A preliminary geometry for the mooring system is proposed and environmental loads are analyzed. A numerical model is developed and various, simulation scenarios are conducted considering variation of the wave spectrum, variation of inertial parameters of submerged bodies, and variation of the mooring pattern. Finally, the dynamic responses and stability of the model are analyzed. The results show that a mooring system composed of pulleys, mooring lines, and submerged bodies restricts movement and guarantees FPV stability for the lower elevation. The oscillating displacement of the FPV depends on the gravity of the inertial parameters of the submerged bodies of the mooring system, it also depends to a lesser extent on the arrangement and direction of the mooring lines.
Descripción: Actualmente a nivel mundial, la demanda de recursos renovables se ha incrementado. La energía fotovoltaica es un recurso renovable atractiva para el Ecuador por tres motivos: ubicación geográfica, radiación solar y complementariedad energética en tiempos de estiaje. El embalse de Mazar dispone de una gran superficie de agua que puede ser aprovechada para la instalación de una planta fotovoltaica flotante (FPV), la cual consta de una estructura flotante, paneles fotovoltaicos y un sistema amarre. En el transcurso del año, las lluvias, estiaje, inundaciones y drenados generan grandes variaciones del nivel del agua (cota) en el embalse, los sistemas de amarre tradicionales no son capaces de restringir el movimiento de una FPV con estas variaciones de cota. En este proyecto se propone un modelo conceptual de una FPV con un sistema de amarre pasivo, que se adapta a la variación de cota y garantiza la estabilidad bajo cargas medioambientales. El componente inicia con un análisis topográfico de la zona 3 del embalse de Mazar para la cota inferior, seguido se realiza el dimensionamiento de la FPV, se propone una geometría preliminar para el sistema de amarre y se analiza las cargas medioambientales. Posteriormente se plantea un modelo numérico que recoge toda la información anterior, se define escenarios de simulación clasificados en: variación del espectro de ola, variación de parámetros inerciales de los cuerpos sumergidos y variación del patrón de amarre. Finalmente se analiza las respuestas dinámicas y estabilidad del modelo. Los resultados muestran que un sistema de amarre compuesto de poleas, líneas de amarre y cuerpos sumergidos restringen el movimiento y garantiza la estabilidad de la FPV para la cota inferior. El desplazamiento oscilante de la FPV depende considerablemente de los parámetros inerciales de los cuerpos sumergidos del sistema de amarre, también depende en menor medida de la disposición y dirección de las líneas de amarre.2023-08-01T00:00:00ZCaracterización de la interfaz de un material compuesto de matriz polimérica reforzado con fibra natural obtenido por medio de dos procesos diferentes con el uso de microscopía : caracterización de la interfaz de un material compuesto de matriz polimérica reforzado con fibra natural obtenido por medio de infusión al vacío con el uso de microscopía.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25096
Título: Caracterización de la interfaz de un material compuesto de matriz polimérica reforzado con fibra natural obtenido por medio de dos procesos diferentes con el uso de microscopía : caracterización de la interfaz de un material compuesto de matriz polimérica reforzado con fibra natural obtenido por medio de infusión al vacío con el uso de microscopía.
Autor: Cadena Paspuezán, David Sebastián
Director: Rodríguez Salazar, Patricia Aracelly
Resumen: This work details the obtaining of a composite material with a polymeric matrix based on polyester resin, reinforced with natural cabuya fiber fabric, through the vacuum infusion procedure through which laminates are manufactured from which different types of test tubes are obtained. To be characterized to determine the physical and mechanical properties of the material. The tests carried out are those of traction according to the parameters established in the ASTM D3039/D3039 M-17 standard, bending according to the ASTM D7264/D7264 M-15 standard, and impact that complies with the ASTM D7264-96 standard. Subsequently, a microscopic analysis is carried out in the failure zone of the tested specimens to determine the state of the matrix-reinforcement interface in the material. Finally, a comparison of the results is made against other curricular integration work carried out under the same elaboration parameters for the material (relative amounts of matrix, reinforcement, and additives) but under a different process for obtaining the laminate, in order to determine Which method gives the best results? It was possible to conclude that the best results in terms of physical characteristics and mechanical properties are obtained with the vacuum infusion process used in this work.
Descripción: Este trabajo detalla la obtención de un material compuesto de matriz polimérica a base de resina poliéster, reforzado con tejido de fibra natural de cabuya, mediante el procedimiento de infusión al vacío por medio del cual se fabrican laminados de los que se obtienen diferentes tipos de probetas con la finalidad de ser caracterizadas para determinar las propiedades físicas y mecánicas del material. Los ensayos realizados son los de: tracción de acuerdo con los parámetros establecidos en la norma ASTM D3039/D3039 M-17, flexión según la norma ASTM D7264/D7264 M-15, e impacto que cumple la norma ASTM D7264-96. Posteriormente se realiza un análisis microscópico en la zona de falla de las probetas ensayadas para determinar el estado de la interfase matriz-refuerzo en el material. Finalmente se realiza una comparación de los resultados frente a otro trabajo de integración curricular realizado bajo los mismos parámetros de elaboración para el material (cantidades relativas de matriz, refuerzo y aditivos) pero bajo un diferente proceso de obtención del laminado, para de esta manera determinar que método presenta los mejores resultados. Se pudo concluir que los mejores resultados en cuanto a características físicas y propiedades mecánicas se obtiene con el proceso de infusión al vacío empleado en el presente trabajo.2023-08-01T00:00:00ZDiseño conceptual de una batidora semindustrial para la elaboración de alimentos : análisis de parámetros de funcionalidad y diseño de un prototipo de una batidora semindustrial con control computarizado.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25082
Título: Diseño conceptual de una batidora semindustrial para la elaboración de alimentos : análisis de parámetros de funcionalidad y diseño de un prototipo de una batidora semindustrial con control computarizado.
Autor: Guerrero Guanuche, Fernando Marcelo
Director: Espinosa Chauvín, Diego Marcelo
Resumen: The integrating project emerge because within the Ecuadorian food industry there are several artisan workshops that produce high value-added foods; however, they do not have the machinery that meets the mixing and cooking requirements for the creation of their products in an artisanal way, in addition, there is no control over the variables that directly influence them. This is how, in this document, a preliminary study is carried out their technical characteristics of functionality and design that are involved in the mixing and cooking process will be analyzed within a previously selected prototype of a semi-industrial mixer. Once the technical specifications were determined, based on a quality house, a design sketch was proposed for a prototype of a 10-liter semi-industrial mixer within the Inventor Autodesk software, which with the help of computerized control was programmed and simulated the operation of the prototype manipulating the changing parameters of cooking temperature, the mixing speed and regulation of times in the STEP7, CADeSIMU and PCSIMU softwares. Also, possible conceptual design solutions, materialization solutions and cost analysis are briefly exposed. Finally, the plans for the possible construction of the prototype were presented.
Descripción: El presente proyecto integrador emerge debido a que dentro de la industria alimenticia ecuatoriana existen varios talleres artesanales que producen alimentos de alto valor agregado; sin embargo, no poseen la maquinaria que cumpla con los requerimientos de mezclado y cocción para la creación de sus productos de manera artesanal, además que no se posee el control sobre las variables que influyen directamente en estos. Es así como, en este documento se realiza un estudio preliminar donde se analizarán características técnicas de funcionalidad y diseño que intervienen en el proceso de batido y cocción dentro de un prototipo, previamente seleccionado, de batidora semindustrial. Una vez determinados los detalles técnicos, basados en una matriz de la calidad, se propuso un boceto de diseño para un prototipo de batidora semindustrial de capacidad de 10 litros dentro del programa Inventor Autodesk, que con ayuda de control computarizado se programó y simuló el funcionamiento del prototipo manipulando las variables de temperatura, cocción, control de la velocidad de mezclado y regulación de tiempos, en el programa STEP7, CADeSIMU Y PCSIMU. También, se exponen brevemente las posibles soluciones de diseño y análisis de costos. Finalmente, se presentó los planos para la posible construcción del prototipo.2023-08-01T00:00:00ZAnálisis de los escenarios respecto al crecimiento de las energías no convencionales en el Ecuador para el año 2030 : prospectiva de las energías renovables no convencionales en el ecuador para el año 2030.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25081
Título: Análisis de los escenarios respecto al crecimiento de las energías no convencionales en el Ecuador para el año 2030 : prospectiva de las energías renovables no convencionales en el ecuador para el año 2030.
Autor: Páez Vera, Byron Adrián
Director: Palacios Encalada, José Luis
Resumen: In this Curricular Integration Work (ICT), an analysis of Ecuador's Energy Prospective for the year 2030 was carried out, with a specific focus on Non-Conventional Renewable Energies, focusing mainly on energy supply. Three scenarios were proposed: the BAU Scenario (Business As Usual), the Medium Incorporation Scenario (EIM) and the High Incorporation Scenario (EIA). The BAU Scenario reflects the current situation and its respective growth in energy supply based on historical trends. On the other hand, the Medium Incorporation (EIM) and High Incorporation (EIA) Scenarios show different possibilities regarding the diversification of energy sources and their contribution to the national energy matrix, taking into account how Non-Conventional Renewable Energies (ERNC) can play an increasingly important role in the country's energy supply. A comparison of these scenarios is also made with the projected demand and imports of various energy resources for the year 2030, based on historical data of at least a decade to have greater reliability in the results obtained. This comparison sheds light on the potential implications of policy and strategic decisions on the nation's energy future. To carry out this analysis, modeling tools were used and graphs were generated in Microsoft Excel to facilitate visualization and understanding of the results. This allows decision makers and the community in general to obtain a clearer vision of the possible energy scenarios for the year 2030.
Descripción: En el presente Trabajo de Integración Curricular (TIC) se llevó a cabo un análisis de la Prospectiva Energética de Ecuador para el año 2030, con un enfoque específico en las Energías Renovables No Convencionales, centrándose principalmente en la oferta energética. Se plantearon tres escenarios: el Escenario BAU (Business As Usual) , el Escenario de Incorporación Media (EIM) y el Escenario de Incorporación Alta (EIA). El Escenario BAU refleja la situación actual y su respectivo crecimiento en la oferta de energía basado en las tendencias históricas. Por otro lado, los Escenarios de Incorporación Media (EIM) y de Incorporación Alta (EIA) muestran diferentes posibilidades en cuanto a la diversificación de fuentes de energía y su contribución a la matríz energética, nacional tomando en cuenta cómo las Energías Renovables No Convencionales (ERNC) pueden desempeñar un papel cada vez más importante en el suministro de energía del país. También se realiza una comparativa de estos escenarios con la demanda proyectada y las importaciones de diversos recursos energéticos para el año 2030, basándose en datos históricos de al menos una década para tener una mayor confiabilidad en los resultados obtenidos. Esta comparación arroja luz sobre las posibles implicaciones de políticas y decisiones estratégicas en el futuro energético de la nación. Para llevar a cabo este análisis, se utilizaron herramientas de modelado y se generaron gráficos en Microsoft Excel para facilitar la visualización y comprensión de los resultados. Esto permite a los tomadores de decisiones y a la comunidad en general obtener una visión más clara de los posibles escenarios energéticos para el año 2030.2023-08-01T00:00:00ZDiseño de la cadena de frío postcosecha para conservar rosas de exportación : diseño del cuarto frío para hidratar y enfriar el producto florícola.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25080
Título: Diseño de la cadena de frío postcosecha para conservar rosas de exportación : diseño del cuarto frío para hidratar y enfriar el producto florícola.
Autor: Noroña Carrera, Dennis Adrián
Director: Reina Guzmán, Washington Salvatore
Resumen: Rose production in Ecuador has grown in recent years, as it is one of the most important nonenergy products for export. The main challenge for small and medium companies dedicated to its production is the poorly developed cold chain in the country, involving the intermediation or use of refrigeration services that imply a high cost of distribution. This work of curricular integration was carried out in order to provide a series of steps by which a refrigeration room can be designed, adding a CFD simulation, to be certain about the selection of components and try to avoid oversizing or overinvestment. It includes the design of structures for the correct organization and to allow agility in the daily production of roses.
Descripción: La producción de rosas en Ecuador ha tenido un crecimiento en los últimos años, ya que es uno de los productos no energéticos de mayor proyección para exportación. El principal desafío para las pequeñas y medianas empresas dedicadas a su producción, es la cadena de frio poco desarrollada en el país, implicando la intermediación o el uso de servicios de refrigeración que implican un alto costo de distribución. El presente trabajo de integración curricular se realizó con el fin de aportar con una serie de pasos mediante los cuales se puede diseñar un cuarto de refrigeración, añadiendo una simulación mediante la Dinámica de Fluidos Computarizada (CFD), para tener certezas en cuanto a la selección de componentes y tratar de evitar el sobredimensionamiento o la inversión excesiva. Se incluye el diseño de estructuras para la correcta organización y permitir la agilidad en la producción diaria de rosas.2023-08-01T00:00:00ZTenacidad a la fractura del ácido poliláctico (PLA) impreso en 3D antes y después de ser expuesto a un ambiente de degradación salino : evaluación de la tenacidad a la fractura de probetas de ácido poliláctico (PLA) preparadas con dos condiciones de impresión 3d y sin exposición a un ambiente de degradación salino.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25079
Título: Tenacidad a la fractura del ácido poliláctico (PLA) impreso en 3D antes y después de ser expuesto a un ambiente de degradación salino : evaluación de la tenacidad a la fractura de probetas de ácido poliláctico (PLA) preparadas con dos condiciones de impresión 3d y sin exposición a un ambiente de degradación salino.
Autor: Pazmiño Naranjo, Joaquin Santiago
Director: Pontón Bravo, Patricia Isabel
Resumen: This work evaluated the fracture toughness of 3D printed polylactic acid (PLA), without exposure to a degradation environment. In this way, two appropriate 3D printing conditions for the manufacture of fracture toughness specimens were defined. The afore mentioned conditions comprise: two infill densities (60 y 80 %) and two infill patterns (concentric and gyroid), which were selected based on the literature. Other printing patterns like the print nozzle temperatures, printing speed, adhesion condition to the printing base, were established as parameters. Subsequently, fracture toughness specimens were manufactured, type SEN B (Single Edge notch bending), with the size and geometry described in the ASTM D5045-14 standard. Since these specimens have a notch where a pre-crack must be introduced, a literature review was carried out that allowed defining the method for fulfillment this requirement. Finally, the specimens were tested based on the previously indicated standard, in fracture mode I, thus establishing the effect of two 3D printing conditions on the fracture toughness of the prepared specimens. From the results obtained in this work, the gyroid pattern allowed obtaining values of fracture toughness higher than the concentric counterpart, independent of the infill density. In the case of an infill density of 60 %, the results of fracture toughness were similar to those obtained when a density of 80 % was used, implying a saving of material, for both concentric and gyroid pattens.
Descripción: Este trabajo evaluó la tenacidad del PLA impreso en 3D, sin tratamientos térmicos ni exposición a ambientes de degradación. De esta forma, fueron definidas dos condiciones de impresión 3D apropiadas para la manufactura de probetas de tenacidad a la fractura. Dichas condiciones comprenden: dos densidades de relleno (60 y 80 %) y dos patrones de impresión (concéntrico y giroide), mismas que fueron seleccionadas mediante una revisión bibliográfica. Otros factores de impresión, tales como: temperaturas de boquilla de impresión, velocidad de impresión, condición de adhesión a la base de impresión, se establecieron como parámetros. Posteriormente, se fabricaron probetas de tenacidad a la fractura, tipo SEN B (Single Edge notch bending, por sus siglas en inglés), con el tamaño y geometría descritas en la ASTM D5045-14. Debido a que estas probetas poseen un entalle en donde se debe introducir una pre-grieta, se realizó una revisión bibliográfica acompañada de pruebas experimentales para definir el método más idóneo para cumplir este requisito de las probetas. Finalmente, se procedió a ensayar las probetas con base en la norma indicada anteriormente, en modo I de fractura, con lo que se estableció la condición de impresión 3D que permitió obtener el mayor valor de la tenacidad a la fractura de las probetas preparadas. De los resultados obtenidos en este trabajo, se concluye que el patrón de relleno giroide permite obtener resultados superiores de tenacidad a la fractura que el patrón concéntrico, independientemente de la densidad de relleno. Una densidad de relleno del 60 % presenta resultados similares de tenacidad a la fractura que la densidad del 80%, con el consecuente ahorro de material, tanto para el patrón de relleno concéntrico y giroide.2023-09-01T00:00:00ZDiseño de modelo determinístico para estimar el tiempo de vidade una caja de cambios de una turbina eòlica offshore : determinaciòn de cargas aerodinámicas resultantes sobre los àlabes debido a la acciòn de cargas de viento.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25078
Título: Diseño de modelo determinístico para estimar el tiempo de vidade una caja de cambios de una turbina eòlica offshore : determinaciòn de cargas aerodinámicas resultantes sobre los àlabes debido a la acciòn de cargas de viento.
Autor: Espinoza Berrezueta, Andy Johan
Director: Guachamín Acero, Wilson Iván
Resumen: In this project, the loads produced on the blades of an offshore wind turbine due to wind loads were determined. The determination of the loads stardted with the collection of information and its respective aerodinamic analysis. From the information gathered, it was possible to determine the equations for calculation of loads and other related variables. For this purpose the software code QBlade (an open source software) was used. The software allows to determine the aerodinamic coefficients and loads of the turbine. From the creation of the airfoils, through the implementation of parameters to the graphs resulting from the computational Simulation, the aerodinamic loads are assessed.
Descripción: En este proyecto se determinaron las cargas aerodinámicas que se producen sobre los álabes de una turbina eólica offshore a partir de cargas de viento. La determinación de las cargas inició con la recolección de información y su respectivo análisis aerodinámico. A partir de la información recopilada se pudo determinar las ecuaciones para el cálculo de las cargas aerodinámicas y otras variables relacionadas. Para este propósito se utilizó el software informático QBlade (un software de código libre). El software permite determinar los coeficientes aerodinámicos y las cargas en la turbina. Desde la creación de los perfiles aerodinámicos, pasando por la implementación de los parámetros, hasta las gráficas resultantes de la simulación computacional, se evalúan las cargas aerodinámicas.2023-02-01T00:00:00ZEstudio de trabajo a fatiga en ductos marinos para una unidad flotante de producción, almacenamiento y descarga (FPSO) usando un sistema pasivo de compensación de rolido : análisis estático o cuasiestático en ductos marinos con elementos finitos.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25077
Título: Estudio de trabajo a fatiga en ductos marinos para una unidad flotante de producción, almacenamiento y descarga (FPSO) usando un sistema pasivo de compensación de rolido : análisis estático o cuasiestático en ductos marinos con elementos finitos.
Autor: Zambonino Soria, Mario Sebastián
Director: Guachamín Acero, Wilson Iván
Resumen: The production, storage and offloading units (FPSOs) have the objective of store the hydrocarbons produced on the seabed. This floating unit contains balcony risers, which are pipelines with an attachment point at the top of the duct and a contact point in the seabed. In this project, a preliminary design of the pipeline and a finite element model for a J-type configuration were carried out, which was realized a static and quasi-static analysis. The purpose of each analysis is to find the stresses and strains produced in the curvature zone and attachment point of the riser. For a static tension of 0.88 MN, a maximum stress of 36.51 MPa and a maximum strain of 6.4𝑥10−4 were obtained at the attachment point. On the other hand, a maximum stress of 109 MPa and a maximum strain of 9.6𝑥10−4 were obtained at the curvature zone. With a study where the tension was varied, a critical case was obtained. The simulation of this critical case was carried out with a tension of 1.144 MN; where a maximum stress of 74.85 MPa and a maximum strain of 7.8𝑥10−4 were obtained at the attachment point. On the other hand, a maximum stress of 134.69 MPa and a maximum strain of 1.17𝑥10−3 were obtained at the curvature zone. Using results from the static analyses, it observed that the stresses and the unit strains decrease 23.5%. In addition, it indicated that the most critical section of the riser is the curvature zone.
Descripción: Las unidades de producción, almacenamiento y descargade petróleo (FPSO) tienen como objetivo almacenar los hidrocarburos producidos en el fondo marino. Esta unidad flotante contiene risers tipo balcón, que corresponde a tuberías con un punto de sujeción en la parte superior del ducto y punto de contacto con el lecho marino. En este trabajo se realizó un diseño preliminar de la tubería y un modelo en elementos finitos para una configuración tipo J, en el cual se realizó un análisis estático y cuasi estático. La finalidad de cada análisis mencionado, es encontrar los esfuerzos y las deformaciones producidas en las zonas de curvatura y en el punto superior de sujeción del “riser”. Para una tensión estática de 0.88 MN, en el punto de sujeción se obtuvo un esfuerzo máximo de 36.51 MPa y una deformación unitaria máxima de 6.4𝑥10−4. En cambio, para la zona de curvatura se obtuvo un esfuerzo máximo de 109 MPa y una deformación unitaria máxima de 9.6𝑥10−4.Con el estudio paramétrico de la tensión, se obtuvo un caso crítico de estudio. La simulación de este caso crítico se realizó con una tensión de 1.144 MN; donde el punto de sujeción del riser tuvo un esfuerzo máximo de 74.85 MPa y una deformación unitaria máxima de 7.8𝑥10−4. En cambio, para la zona de curvatura se obtuvo un esfuerzo máximo de 134.69 MPa y una deformación unitaria máxima de 1.17𝑥10−3. Entre el análisis estático y el estudio paramétrico se observó que existe una disminución del 23.5% entre los esfuerzos y las deformaciones unitarias. Además, se indica que la zona de curvatura es la sección más crítica del riser.2023-09-01T00:00:00ZEstudio de trabajo a fatiga en ductos marinos para una unidad flotante de producción, almacenamiento y descarga (FPSO) usando un sistema pasivo de compensación de rolido : estudio del comportamiento mecánico del sistema de risers de un FPSO usando métodos numéricos.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25076
Título: Estudio de trabajo a fatiga en ductos marinos para una unidad flotante de producción, almacenamiento y descarga (FPSO) usando un sistema pasivo de compensación de rolido : estudio del comportamiento mecánico del sistema de risers de un FPSO usando métodos numéricos.
Autor: González López, William Johann
Director: Guachamín Acero, Wilson Iván
Resumen: The production and transportation of hydrocarbons in the deep water requires the use of a system of underwater pipelines (risers) that transport oil to floating storage and offloading units (FPSO). These risers are subjected to fatigue loading due to the roll motions of the vessel, caused by the cyclical loads of the waves. In the present work, a static analysis of the riser system was carried out, in which pipes that connect from the seabed to a balcony in the FPSO, have a ""J"" shaped configuration. In this configuration, two analysis points were identified: a fixed suspension point and a point in the curvature region, for which the calculation of stresses for the FPSO with and without passive roll compensation system was carried out. For the static study, two analytical models are used: one that considers the pipe as a flexible cable and another that approximates it to a beam in a first section of the riser and cable in the next section. For the cable approach model, without the compensation system, the maximum stress of 29.8 [MPa] is obtained at the point of attachment and at the point of curvature 46.9 [MPa]. With the addition of the compensation system, the values are reduced to 27.4 [MPa] at the fixing point and 43.3 [MPa] at the sag bend region. With these results, it was concluded that the use of a passive compensation system, coupled to the FPSO, reduces the maximum stresses in the risers by 8.5%.
Descripción: La producción y transporte de hidrocarburos en altamar es una industria que basa sus actividades en la utilización de un sistema de tuberías submarinas (risers) que transportan petróleo hacia las unidades flotantes de almacenamiento y descarga (FPSO). Estos risers están sometidos a trabajo a fatiga debido al movimiento de rolido del barco, ocasionado por las cargas cíclicas de las olas. En el presente Trabajo de Integración Curricular se realizó el análisis estático del sistema de risers, cuyas tuberías que se conectan desde el fondo marino hacia una zona elevada en el casco del FPSO, tienen una configuración en forma de “J”. En esta configuración se identificaron dos puntos de análisis: punto de sujeción y punto en la región de curvatura, para los cuales realizó el cálculo de tensiones y esfuerzos para el FPSO con y sin sistema pasivo de compensación de rolido. Para el estudio estático se utilizan dos modelos analíticos: uno que considera la tubería como cable flexible y otro que la aproxima a viga en un primer tramo del riser y cable en el siguiente tramo. Para el modelo de aproximación a cable, sin el sistema de compensación, se obtiene en el punto de sujeción el esfuerzo máximo de 29.8 [MPa] y en el punto de curvatura 46.9 [MPa]. Con la adición del sistema de compensación, los valores se reducen a 27.4 [MPa] en el punto de sujeción y 43.3 [MPa] en el punto de región de curvatura. Con estos resultados se concluyó que el uso sistema pasivo de compensación, acoplado al FPSO, reduce un 8.5 % los esfuerzos máximos en los risers."2023-08-01T00:00:00ZAnálisis de sistemas híbridos de generación fotovoltaica y recolección de agua lluvia para aplicaciones agroindustriales : diseño y evaluación de estructuras de soporte de paneles fotovoltaicos que mejoren la captación de agua de lluvia en la ciudad de Quito.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25075
Título: Análisis de sistemas híbridos de generación fotovoltaica y recolección de agua lluvia para aplicaciones agroindustriales : diseño y evaluación de estructuras de soporte de paneles fotovoltaicos que mejoren la captación de agua de lluvia en la ciudad de Quito.
Autor: Aguilar Macias, Nathaly Daniela
Director: Vaca Jiménez, Santiago David
Resumen: Ecuador's economy has a strong reliance on the agricultural sector. However, most of the current agricultural production doesn't achieve high yield levels. A fundamental requirement to increase these yields is irrigation. Studies have determined that irrigation with warm wáter provides better benefits for the plants. Moreover, the pumping of irrigation water also consumes significant amounts of energy. This project aims to design and analyze a hybrid system that enables capturing the water required for cultivation from precipitation and utilizing a photovoltaic system to meet the energy demand for both pumping and heating the irrigation water. For the system design, it was necessary to consider the photovoltaic panel system and rainwater harvesting system together. This was carried out in two phases: the experimental phase, in which a module was defined to measure water temperature and Surface temperature of a single panel; and the analytical phase, in which, based on the experimental results, an approximation of the system was developed for a specific agricultural area to accommodate a panel array. The results indicated that the water could be heated up to 31°C during the sunniest hours of the day. This temperature gain falls within the range that literature has suggested for improving crop performance. In this regard, the proposed design, which employs renewable energy and captured rainwater, could be beneficial for shade crops.
Descripción: La economía del Ecuador tiene una alta dependencia del sector agrícola. Sin embargo, la mayoría de producción agrícola actual no llega a niveles de rendimiento altos. Un requisito fundamental para aumentar estos rendimientos es el riego. Estudios han determinado que el riego con agua caliente tiene mejores beneficios para la planta. Además, el bombeo de agua de riego también consume grandes cantidades de energía. Este proyecto busca diseñar y analizar un sistema híbrido que permita capturar el agua requerida por el cultivo de la precipitación, y usar un sistema fotovoltaico que permita suplir la demanda energética de bombeo y calor para el riego de este. Para el diseño del sistema fue necesario considerar al sistema de paneles fotovoltaicos y el de captación de agua lluvia de manera conjunta. Esto se realizó en dos fases: la experimental, en la cual se definió un módulo que permitió tomar valores de temperatura de agua, y temperatura superficial de un solo panel; y la analítica, en la cual luego de obtener los resultados experimentales se realiza una aproximación del sistema en función a un área agrícola específica, para acomodar un arreglo de paneles. Los resultados indicaron que el agua podría llegar a calentarse hasta 31°C durante las horas más soleadas del día. Esta ganancia de temperatura está dentro del rango que la literatura ha sugerido para mejorar el rendimiento de los cultivos. En este sentido, el diseño planteado, que usa energía renovable y agua de lluvia capturada, podría ser beneficioso para cultivos de sombra.2023-08-01T00:00:00ZCaracterización dinámica de una vía ferroviaria mediante un dispositivo de masa desbalanceada : diseño y simulación de un dispositivo de masa desbalanceada con un disco rígido y con precarga en su estructura.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25074
Título: Caracterización dinámica de una vía ferroviaria mediante un dispositivo de masa desbalanceada : diseño y simulación de un dispositivo de masa desbalanceada con un disco rígido y con precarga en su estructura.
Autor: Maila Carrillo, Patricio Javier
Director: Reina Guzmán, Washington Salvatore
Resumen: In recent years there has been a growing demand for cargo transportation, both for the industrial and urban sectors, due to this, the use of rail transportation has increased, since it can be applied for passenger transportation in the city as well as for heavy cargo transportation in the industrial sector, As technology has been advancing to a great extent, the materials that are usually used for the manufacture of the structure of the railway rails have also been advancing, due to new studies and tests that have been applied to determine and improve the mechanical properties of the elements that make up the rails. With the purpose of characterizing the mechanical properties of this structure, this work seeks to apply theoretically the application of mechanical energy on the rails, causing vibration and thus determine the degree of deflection that this would cause on the structure. Based on researches consulted we have obtained the parameters that will help us to achieve this objective, in recent researches we have obtained the values at which a structure of this type presents deformation before a system of unbalancing mass, the force parameters are between 10 KN with the use of an external mass subject to a disk which by means of a 15 KW motor will provide an approximate speed from 1800 rpm to 4800 rpm, As can be seen, the motor must be connected to the distribution shaft by means of a transmission system which acts as a shock absorber preventing the motor shaft and the distribution shaft from having direct contact, which could cause failures due to misalignment at the moment of transferring the power.
Descripción: En los últimos años se ha observado la creciente demanda de transporte de carga, tanto para el sector industrial como el urbano, debido a esto se ha incrementado el uso de medios de transporte ferroviario, ya que este puede ser aplicado para el transporte de pasajeros en la ciudad como para el transporte de carga pesada en el sector industrial, tomado en cuenta que la tecnología ha ido avanzando en gran medida, lo materiales que se suelen usar para la fabricación de la estructura de las rieles ferroviarias también han ido avanzando, esto debido a nuevos estudios y ensayos que han sido aplicados para determinar y mejorar las propiedades mecánicas de los elementos que componen las rieles. Con la finalidad de caracterizar las propiedades mecánicas de esta estructura, en el presente trabajo se busca aplicar de manera teórica la aplicación de energía mecánica sobre los rieles, provocando vibración y así determinar el grado de deflexión que esta causaría sobre la estructura. En base a investigaciones consultados se ha obtenido los parámetros que nos ayudaran a logar dicho objetivo, en investigaciones recientes se ha obtenido los valores a los cuales una estructura de este tipo presenta deformación ante un sistema de masa desbalanceadora, los parámetros de fuerza se encuentran entre 10 [kN], con el uso de una masa externa sujeta a un disco el cual mediante un motor de 15 [kW] proporcionara una velocidad aproximada desde 1800 rpm a 4800 rpm, en una frecuencia de 20Hz a 80 Hz, como se puede apreciar el motor deberá estar conectado al eje de distribución mediante un sistema de transmisión el cual actúa como amortiguador evitando que el eje del motor y el eje de distribución tengan contacto directo, y se pueda presentar fallas por desalineamiento al momento de transferir la potencia.2023-08-01T00:00:00ZDiseño y simulación de un sistema híbrido fotovoltáico-hidráulico para riego de cultivo en Pimampiro : diseño y simulación de un sistema híbrido fotovoltáico-hidráulico para riego de cultivo en Pimampiro.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25073
Título: Diseño y simulación de un sistema híbrido fotovoltáico-hidráulico para riego de cultivo en Pimampiro : diseño y simulación de un sistema híbrido fotovoltáico-hidráulico para riego de cultivo en Pimampiro.
Autor: Padilla Tufiño, Zachary Nicolas
Director: Vaca Jiménez, Santiago David
Resumen: Crop irrigation for potatoes is carried out using systems that rely on conventional fossil energy sources in Pimampiro, Ibarra province, Ecuador. This current curricular integration project proposes the design of a hybrid photovoltaic-hydraulic system to replace the existing systems, utilizing a functional unit of 1 hectare of cultivation. The designed system conveys water from a deep well to a reservoir through a hydraulic pump powered by a photovoltaic solar array. Subsequently, before being employed in a flood irrigation system, the water passes through a Pump-as-Turbine (PAT), which manages to recover a portion of the energy used for pumping. The operation of this system was analyzed through calculations and simulations in the RETSCREEN software. The obtained results indicate that, by using an approach involving the elevation difference between the water well and the cultivation terrain for one-third of the crop's water requirement, the hybrid system can recover a significant amount of energy. This transformation reduces the electrical consumption effectively from 10.8 kWh to 1.8 kWh. Consequently, this work suggests the feasibility of replacing the energy source for an irrigation system by implementing renewable sources such as photovoltaic and hydraulic energy.
Descripción: El riego de cultivo de papa se aplica mediante sistemas que ocupan fuentes de energía fósiles convencionales en Pimampiro provincia de Ibarra en Ecuador. El presente trabajo de integración curricular se plantea el diseño de un sistema híbrido fotovoltaico-hidráulico para reemplazar a los sistemas actuales, usando una unidad funcional de 1 ha de cultivo. El sistema diseñado lleva agua desde un pozo profundo hacia a un reservorio usando una bomba hidráulica accionada por un campo solar fotovoltaico. Posteriormente, antes de su uso en un sistema de riego por inundación, el agua pasa por una bomba como turbina (PAT), que logra recuperar parte de la energía que se utilizó para su bombeo. La operación de este sistema fue analizada mediante cálculos y simulaciones en el software RETSCREEN. Los resultados obtenidos indican que, usando una aproximación de la elevación del pozo de agua y el terreno de cultivo para un tercio del requerimiento de agua del cultivo, el sistema híbrido puede recuperar una gran cantidad de energía, lo que hace que el consumo eléctrico pase de 10.8 kWh a 1.8 kWh, efectivos. Por lo tanto, este trabajo sugiere que es posible reemplazar la fuente de energía para un sistema de riego implementando fuentes renovables como la fotovoltaica e hidráulica.2023-08-01T00:00:00ZDiseño y simulación de un acumulador de energía vibracional electromagnética para aplicaciones en válvulas de control : diseño y simulación de un recolector de energía electromagnética en válvulas de control con carga no armónica.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25072
Título: Diseño y simulación de un acumulador de energía vibracional electromagnética para aplicaciones en válvulas de control : diseño y simulación de un recolector de energía electromagnética en válvulas de control con carga no armónica.
Autor: Estévez Coque, Jairo Mauricio
Director: Reina Guzmán, Washington Salvatore
Resumen: In this work, the electrical power that an electromagnetic generator can produce when assembled in a control valve was analytically investigated. The assembly in the control valve was carried out with the help of the Inventor software, an equivalent model was made through a damper spring mass system with a single degree of freedom, in order to obtain a mathematical model of the system, to be able to implement it in a simulation in the Matlab software. To carry out the simulation, some parameters are necessary, both the materials for the electromagnetic generator and the operation of the control valve; these parameters were obtained through research and applied to the simulation. The results are shown depending on the length of the cantilever beam between 1 mm and 5 mm because in that range is the geometry of maximum energy collection, a maximum power of 0.359mW could be obtained when working on a valve. control unit with a nominal diameter of 200 mm, a frequency of 3800 Hz and an amplitude of 0.0005 g. To achieve the maximum result, the input frequency and amplitude, the geometry of the cantilever beam and the caliber of the enameled wire are varied. . The results are then validated by comparing them with similar studies by other authors when implementing electromagnetic generators in systems with conditions close to those of this study.
Descripción: En este trabajo se investigó de forma analítica la potencia eléctrica que puede llegar a producir un generador electromagnético al ser ensamblado en una válvula de control. El montaje en la válvula de control se lo realizó con la ayuda del software Inventor, se realizó un modelo equivalente a través de un sistema masa resorte amortiguador de un solo grado de libertad, con la finalidad de obtener un modelo matemático del sistema, para poder implementarlo en una simulación en el software Matlab. Para llevar a cabo la simulación es necesario de algunos parámetros, tanto de los materiales para el generador electromagnético como de funcionamiento de la válvula de control, dichos parámetros fueron obtenidos mediante investigación y aplicados a la simulación. Los resultados se muestran en función del largo de la viga en cantiléver entre 1 mm y 5 mm debido a que en ese rango se encuentra la geometría de máxima recolección de energía, se pudo obtener una potencia máxima de 0,359mW cuando está trabajando en una válvula de control de 200 mm de diámetro nominal, frecuencia de 3800 Hz y una amplitud de 0,0005 g, para lograr llegar al máximo resultado se varía la frecuencia y amplitud de entrada, la geometría de la viga en cantiléver y el calibre del alambre esmaltado. Después se procede a validar los resultados comparando con estudios similares de otros autores al implementar generadores electromagnéticos en sistemas con condiciones cercanas a las de este estudio.2023-08-01T00:00:00ZDiseño de un convertidor de energía undimotriz para el archipiélago de galápagos : diseño hidromecánico y estructural de una estructura sumergida con perfil hidrodinámico y doble fuerza de arrastre que permita el control de movimiento de un wec.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25071
Título: Diseño de un convertidor de energía undimotriz para el archipiélago de galápagos : diseño hidromecánico y estructural de una estructura sumergida con perfil hidrodinámico y doble fuerza de arrastre que permita el control de movimiento de un wec.
Autor: Salguero Rodríguez, Marcelo Joel
Director: Guachamín Acero, Wilson Iván
Resumen: The work deals with the hydromechanical, and structural design of a double drag force subsea structure, which may be able to modify the roll natural period of a vessel, and make it resonate with the peak period of swells in The Galapagos Islands. These subsea bodies are attached from the sided of a vessel by using cables, its hydrodynamic geometry in addition of considering strcutrual mass, the entrapped water mass inside the object allows the increasing of the mass moment of inertia, and thus, increase the roll natural period. To control the excess of roll motion, drag leaf springs are linked to the perimeter of the subsea bodies, whose structural fatigue limit design is carried out. For a vessel of 14 (m) width, 30 (m) length, and a draught of 2.60 (m), the subsea bodies lead to increase the natural period from 5 (s) to 13 (s) approximately.
Descripción: El presente trabajo describe el diseño hidromecánico y estructural de un cuerpo sumergido, con capacidad para generar doble fuerza de arrastre, y permitir la modificación de la frecuencia natural de rolido de una barcaza, hasta llevarla a la resonancia con la frecuencia pico de las olas en las Islas Galápagos. Para esto inicialmente se propuso una geometría capaz de cuplir con la generación de doble fuerza de arrastre, que tiene forma de embudo, y en cuyo perímetro se establecieron aletas con formas de ballestas, las mismas que se abren al subir el cuerpo, mientras que se cierran al descender la estructura. Además, se establecen parámteros dimensionales tanto para la barcaza tales como: longitud, ancho, altura y calado; así como para los objetos sumergidos, considerando diámetros, alturas longitudes y espesores de tal manera que, al tomar en cuenta su masa estructural, así como la masa de agua atrapada en el interior del embudo, y la masa de agua añadida en el reverso de las aletas, se incremente el momento de inercia de masa del barco, y por ende, cambie el periodo natural de rolido del barco, hasta que coincida con el periodo pico (Tp) de las olas. Posteriormente se evalúan los parámetros hidrodinámicos como el coeficiente de arrastre y la correspondiente fuerza de arrastre. Esto con el fin de garantizar que no se pierda tensión a través de los cables de conexión de los objetos sumergidos. Finalmente se diseñan las aletas perimetrales, para trabajo a fatiga. Para un caso de estudio de una embarcación de 14 (m) de ancho, 30 (m) de largo, y 2.60 (m) de calado, el diseño de los cuerpos sumergidos, tanto para el embudo, como para sus respectivas aletas perimetrales, permite incrementar su periodo natural de 5 (s) a 13 (s).2023-09-01T00:00:00ZDiseño de un convertidor de energía undimotriz para el Archipielago de las Galápagos : sintonización y prueba de concepto de un convertidor de energía undimotriz.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25070
Título: Diseño de un convertidor de energía undimotriz para el Archipielago de las Galápagos : sintonización y prueba de concepto de un convertidor de energía undimotriz.
Autor: Segovia Solano, Jordany Esequiel
Director: Guachamin Acero, Wilson Iván
Resumen: Currently there are several device concepts that allow the conversion of waves into mechanical energy. However, none of these options proves to be efficient because their oscilation frequency does not coincide with that one of the waves. In fact, the natural period of the device is generally lower than that of waves, so that, it is not posible to reach a resonance state. As a solution to this problem, a wave energy conversion (WEC) device based on the roll motion is proposed. For this, two underwater structures, one on each side of a vessel, can increase the mass moment os inertia of the barge and thus, it's the natural period. Preliminary results show that the roll natural period for a scale model of a vessel (0.30 m long and 0.20 m wide)is 0.86 seconds, while adding the subsea conical structure (0.10 m radius and 0.12 m height) increases the natural period to 2.80 seconds. The analysis and proof of concept conduced in this work to better design and more efficient devices, which is necessary at a local and global scale.
Descripción: En la actualidad existen diversos dispositivos que permiten la conversión de energía proveniente de las olas, sin embargo, ninguna de estas opciones prueba ser eficiente porque su frecuencia natural de oscilación no coincide debido a que generalmente el periodo natural del dispositivo es inferior al periodo pico característico de las olas, de manera que no se logra llegar al estado de resonancia. Como solución a este problema, en el presente trabajo se propone un dispositivo para la transformación de energía undimotriz (WEC), basado en el movimiento de rolido. Para esto, a un elemento flotante (barcaza) se incluye dos estructuras submarinas (una en cada lado), lo que aumentará el momento de inercia de masa y por tanto será viable el incremento del periodo natural.
Con el fin de ilustrar la solución propuesta se realiza un análisis numérico preliminar y posteriormente una prueba de concepto en escala 1:100. Los resultados preliminares muestran que el periodo natural para el elemento flotante (0.30 metros de largo y 0.20 metros de ancho) es de 0.86 segundos, mientras que al añadir los elementos sumergibles (0.10 m de radio y 0.12 metros de altura) el periodo natural aumenta a los 2.80 segundos. A través de este trabajo, este análisis y prueba de concepto permitirán diseñar de mejor manera dispositivos más eficientes y necesarios para el problema energético mundial.2023-09-01T00:00:00ZEstudio de la recolección de energía de vibración electromagnética en válvulas de control de distribución de agua : análisis y simulación del recolector de energía electromagnética en válvulas aplicado una carga no periódica.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25069
Título: Estudio de la recolección de energía de vibración electromagnética en válvulas de control de distribución de agua : análisis y simulación del recolector de energía electromagnética en válvulas aplicado una carga no periódica.
Autor: Farinango Quishpe, Victor Jampier
Director: Reina Guzmán, Washington Salvatore
Resumen: This paper shows the analysis and results obtained based on the design of an electromagnetic energy collector (EMVEH) applied to a water control valve. The vibrational energy that is generated in the valve by the passage of a fluid and its interaction with the internal components of the valve, are the main source of energy that they provide to the collector, which transforms it into electrical energy. For this, the correct study of the case was carried out accompanied by a simulation in Inventor and MATLAB which resulted in the output power of the EMVEH, depending on the frequency at which it operates. As these are low frequencies and considering the EMVEH available in the market, the results are given in a range of (0 Hz to 100 Hz), while the power is in the range of (mW). Based on this, the first value presented is 0.0494 (mW) where the frequency has a peak of 58.29 Hz. This same procedure and analysis are carried out by varying the mass in order to determine the increase or reduction of power as a function of mass. After validating the results with the information shared by the academic authors. We proceed to schematize the assembly and exploded views for an EMVEH and couple it to the area that presents the greatest vibration, to obtain the greatest amount of energy possible. For the design, various external and internal aspects were considered, and these were material to be used, internal elements, their characteristics and their composition, analysis of the product in the market, among others.
Descripción: El presente trabajo muestra el análisis y los resultados obtenidos en base al diseño de un recolector de energía electromagnética (EMVEH) aplicado en una válvula de distribución de agua de agua. La energía vibracional que se genera en la válvula por el paso de un fluido y su interacción con los componentes internos de la válvula, son la principal fuente de energía que aportan para al recolector, mismo que la transforma en energía eléctrica. Para ello se realizó el correcto estudio del caso acompañado de una simulación en Inventor y Matlab las cuales dieron como resultado la potencia de salida del EMVEH, en función de la frecuencia a la que opera. Al tratarse de frecuencias bajas y tomando en cuenta los EMVEH disponibles en el mercado, se tiene que los resultados se dan en un rango de (0 Hz a 100 Hz), mientras que la potencia se encuentra en el rango de los (mW). En base a esto, el primer valor presentado es de 0,0494 (mW) donde la frecuencia posee un pico de 58,29 Hz. Este mismo procedimiento y análisis se o realiza variado la masa con el fin de determinar el incremento o reducción de la potencia en función de la masa. Tras validar los resultados con la información compartida por parte de los autores académicos. Se procede a esquematizar los planos de conjunto y de despiece para un EMVEH y acoplar a este en la zona que presenta mayor vibración, para de esta manera obtener la mayor cantidad de energía posible. Para el diseño se tomaron en cuenta diversos aspectos tanto externos como internos y esos fueron; material a utilizar, elementos internos, sus características y su composición, análisis del producto en el mercado, entre otras.2023-08-01T00:00:00ZDiseño de un vehículo aéreo no tripulado (uav) con sistema de propulsión eléctrico para despegue y aterrizaje vertical (vtol) : dimensionamiento y ensamblaje de un sistema de propulsión eléctrico para un uav tipo vtol de configuración tipo tricóptero.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25068
Título: Diseño de un vehículo aéreo no tripulado (uav) con sistema de propulsión eléctrico para despegue y aterrizaje vertical (vtol) : dimensionamiento y ensamblaje de un sistema de propulsión eléctrico para un uav tipo vtol de configuración tipo tricóptero.
Autor: Rivera Padilla, Santiago Daniel
Director: Valencia Torres, Esteban Alejandro
Resumen: The existing prototype in the laboratory is overweight due to its hybrid carbon and kevlar fiber coating, which hinders the UAV VTOL's takeoff and its autonomy. Additionally, there are issues with the tilting mechanism. To address these issues, a material change for the structure and a relocation of the coating are proposed to solve the weight problem. Simultaneously, a redesign of the electric propulsion system is planned to ensure better takeoff performance. Furthermore, in accordance with the laboratory's requirements, a tilting mechanism will be installed at the tail. This was accomplished by constructing the prototype using XPS for the structure and placing fiberglass in the weak sections of the UAV VTOL. Additionally, a test bench was set up to select the motor and propeller. The results show an approximate weight reduction of 2033 [g], representing a 282% improvement compared to the preexisting design. Moreover, the T-motor am480 kv650 motor with the 13 x 8 E propeller operates correctly at 50% throttle, generating a total thrust of 4995 [g] with its three motors. In conclusion, the weight of this project's prototype has been reduced, and the electric propulsion system has been improved with the selection of the T-motor am480 kv650 motor and the 13 x 8 E propeller, along with the implemented tilting mechanism.
Descripción: El prototipo existente en el laboratorio presenta un exceso de peso debido a su recubrimiento de fibra híbrida de carbono y kevlar, lo que dificulta el despegue del UAV VTOL y su autonomía, además se evidencia problemas en el mecanismo tilting. Para lo que se plantea un cambio de material para la estructura y la reubicación de recubrimiento, para solucionar el problema de sobrepeso, y a su vez rediseñar el sistema de propulsión eléctrico para garantizar un mejor despegue, también por requerimiento del laboratorio se colocará un mecanismo tilting en la cola. Esto se realizó con la fabricación del prototipo con XPS para la estructura y la colocación de fibra de vidrio localizada en los perfiles débiles del UAV VTOL, por otro lado, se realizó un banco de pruebas para la selección de motor y propela. Obteniendo como resultados una disminución de peso aproximado de 2033 [g] lo que representa un 282% en comparación con el diseño preexistente, además el motor T-motor am480 kv650 con la propela 13 x 8 E funcionan correctamente con el 50% de aceleración del motor generando un empuje total de 4995 [g] con sus 3 motores. Concluyendo que se disminuyó el peso del prototipo de este proyecto y a su vez se mejoró el sistema de propulsión eléctrico con la selección del motor T-motor am480 kv650 y la propela 13 x 8 E junto con el mecanismo tilitng implementado.2023-08-01T00:00:00ZDiseño y simulación de un columpio turístico para la zona de Intag.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25067
Título: Diseño y simulación de un columpio turístico para la zona de Intag.
Autor: Jaya Mena, Andrés Sebastián
Director: Guamán Alarcón, Marco Vinicio
Resumen: The construction of tourist swings in Ecuador has been increasing over the years, but one of the present drawbacks is that they are made by hand, without following standards and the basic methodology of mechanical design. Because they are structures in which people are involved, it is necessary to implement an engineering approach to their construction, as well as give a plus to their common design. For this purpose, this work begins with a collection of information regarding the state of the art of swings and their application in activities related to tourism in Ecuador. The main customer requirements were: 60º balancing and 90º rotation with respect to the vertical axis; from which the technical specifications of the tourist swing were raised, to later obtain a virtual solution through the presentation and evaluation of alternatives of the modules present in the functional structure. Next, the swing and its components were dimensioned, resulting in an arm-type structure 2.5 m high and 1.80 m wide, which will be manufactured with a 6"" structural tube. In addition, the standardized elements were selected to obtain the assembly and manufacturing plans, which in total are 18 plans. Additionally, an animation of the swing movements and the simulation of important elements were made. Finally, a cost analysis was made, resulting in a value of $1,902.28 for the construction of the tourist swing, without considering the calculation of the settlement.
Descripción: La construcción de columpios turísticos en el Ecuador se ha ido incrementando con el pasar de los años, pero uno de los inconvenientes presentes es que los hacen artesanalmente, sin seguir normas y la metodología básica del diseño mecánico. Debido a que son estructuras en las cuales se ven involucradas personas, es necesario implementar un enfoque ingenieril a su construcción, así como darle un plus a su diseño común. Para tal efecto, este trabajo inicia con una recolección de información respecto al estado del arte de los columpios y su aplicación en actividades relacionadas con el turismo en el Ecuador. Los principales requerimientos del cliente fueron: balanceo de 60º y rotación respecto al eje vertical de 90º; a partir de los cuales se plantearon las especificaciones técnicas del columpio turístico, para posteriormente obtener una solución virtual mediante la presentación y evaluación de alternativas de los módulos presentes en la estructura funcional. A seguir, se dimensionó el columpio y sus componentes, dando como resultado una estructura tipo brazo de 2,5 m de altura y 1,80 m de ancho, la cual será fabricada con un tubo estructural de 6”. Además, se seleccionaron los elementos normalizados para obtener los planos de conjunto y de fabricación, que en su totalidad son 18 planos. Adicionalmente, se realizó una animación de los movimientos del columpio y la simulación de elementos importantes. Finalmente, se elaboró un análisis de costos dando como resultado un valor de $1 902,28 para la construcción del columpio turístico, sin considerar el cálculo del asentamiento.2023-09-01T00:00:00ZEstudio de trabajo a fatiga en ductos marinos para una unidad flotante de producción, almacenamiento y descarga (FPSO) usando un sistema pasivo de compensación de rolido : evaluación de daño por fatiga en ductos marinos.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25066
Título: Estudio de trabajo a fatiga en ductos marinos para una unidad flotante de producción, almacenamiento y descarga (FPSO) usando un sistema pasivo de compensación de rolido : evaluación de daño por fatiga en ductos marinos.
Autor: Curay Cepeda, Christian Marcelo
Director: Ayabaca Sarria, Wilson Iván
Resumen: Offshore hydrocarbon extraction uses flexible pipelines (risers) attached to the balcony of an oil production, storage, and offloading (FPSO) vessel. These risers are subjected to cyclic loads caused by wave impacts. This project deals with a methodology to assess fatigue damage in the upper attachment point of a riser. This analysis was performed for different wave heights (Hs) a peak period (Tp), with and without a roll compensation system on the FPSO. The Rain Flow Counting (RFC) method and the Palmgren Miner rule were used to evaluate fatigue damage in the riser using of MATLAB functions. The application of the RFC method starts from a stress time history. Then, it is converted into a histogram of cycles as a function of stress ranges. The Wöhler curve of the API 5L X65 material and the Palmgren Miner rule, allows to compute the fatigue damage of the riser in the upper section. The results indicate that for the most critical cases when Hs = 5 [m] and the period Tp = 14[s], there is a stress range of ∆σ = 63.27 [MPa] y ∆σ = 103.84 [MPa] with and without a roll compensation system, respectively. The stress ranges mentioned above are below the fatigue strength limit of the material σe = 150 [MPa]. For the pipeline studied in this work, it is concluded that there will be no fatigue damage at the riser attachment point
Descripción: Para la extracción de hidrocarburos en alta mar se utiliza ductos flexibles (“risers”) acoplados a un barco de producción, almacenamiento y descargas de petróleo (FPSO). Estos “risers” se encuentran sometidos a cargas cíclicas provocadas por los movimientos del FPSO. En el presente trabajo se desarrolló una metodología para determinar si existe daño por fatiga en el punto de sujeción del “riser”. Este análisis se lo realizó para diferentes alturas de ola (Hs) y períodos pico(Tp). Para un FPSO con y sin un sistema de compensación de rolido. Para evaluar el daño por fatiga en el “riser” se utilizó el método “Rain Flow Counting” (RFC) y la regla de Palmgren Miner mediante funciones de MATLAB. La aplicación del método (RFC) comienza en el historial de esfuerzos del “riser”, para obtener un histograma de ciclos en función de rangos de esfuerzos. Con los resultados del histograma, la curva de Wöhler del material API 5L X65 y la regla de Palmgren Miner, se analizó el daño por fatiga del “riser” en dicha sección. Los resultados indican que para los casos críticos cuando Hs = 5 [m] y Tp = 14[s], se tiene un rango de esfuerzos de ∆σ = 63.27 [MPa] y ∆σ = 103.84 [MPa] con y sin un sistema de compensación de rolido respectivamente. Los rangos de esfuerzos ya mencionados se encuentran por debajo del límite de resistencia a la fatiga del material σe = 150 [MPa] y se concluye que para el “riser” escogido no va a existir daño por fatiga en el punto de sujeción.2023-08-01T00:00:00ZVerificación y comprobación de operaciones y parámetros de corte entre el torneado convencional y el torneado CNC : operación de cilindrado.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25065
Título: Verificación y comprobación de operaciones y parámetros de corte entre el torneado convencional y el torneado CNC : operación de cilindrado.
Autor: Bonilla Estévez, Ramses Ruben
Director: Ayabaca Sarria, César Ricardo
Resumen: In this work, 54 specimens were cylindered (27 on the manual turnstile TORRENT 42-72 and 27 on the CNC turnstile ROMI C420) with different combinations of cut parameters (spindle speed, feed rate, and depth of pass) in order to evaluate some criteria like amperage, machining time, error between final and expected diameter, roughness, taper and roundness. In order for realizing this work, transmission steel AISI 1018 was used as job material, and CNMG 12 04 08 – PM 4325 insert was used as job tool. In addition to some measure equipment like clamp meter used to evaluate the amperage of the machine, caliper to determine initial and final diameters (diameter error), roughness meter for the roughness and dial indicator for determining roundness and taper of the specimen. Once the data of the experimentation was obtained, a generalization of parameters to put in the machine (manual or CNC) to obtain the best condition of surface finish and geometric tolerance was realized. Finally, the results of the manual and CNC turnstile were compared with the objective to validate the actual conditions of the manual turnstile and determine if this is still optimum to mechanize specimens according to the requirements of any client.
Descripción: En este trabajo de integración curricular se cilindraron 54 probetas (27 en el torno convencional TORRENT 72-42 y 27 en el torno CNC ROMI C420) con diferentes combinaciones de parámetros de corte (velocidad de husillo, velocidad de avance y profundidad de pasada) para así poder evaluar los criterios de amperaje, tiempo de maquinado, error entre el diámetro final y esperado, rugosidad, conicidad y redondez. Para la realización de este trabajo se utilizó el acero de transmisión AISI 1018 como material de trabajo y el inserto CNMG 12 04 08 – PM 4325 como herramienta de trabajo, además de equipos de medición principales, tales como, la pinza amperimétrica con la cual se evaluó el amperaje utilizado por la máquina, calibrador para determinar diámetros iniciales y finales (error de diámetro), rugosímetro para determinar la rugosidad y el reloj comparador para determinar la redondez y conicidad de la pieza.
Con los datos obtenidos de la experimentación se realizó una generalización de parámetros a imponer en la máquina (sea convencional o CNC) para obtener las mejores condiciones de acabado superficial y tolerancias geométricas, y finalmente se compararon los resultados entre los dos tipos de torneado con lo cual se pudo validar las condiciones en las que se encuentra el torno convencional y si aún es óptimo para mecanizar piezas según las exigencias de cualquier cliente.2023-08-01T00:00:00ZDiseño y simulación de una mesa vibratoria prototipo con señales de entrada senoidal : diseño de materialización de una mesa vibratoria prototipo con señales de entrada senoidal.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25064
Título: Diseño y simulación de una mesa vibratoria prototipo con señales de entrada senoidal : diseño de materialización de una mesa vibratoria prototipo con señales de entrada senoidal.
Autor: Anrango Catucuamba, Jonathan Paul
Director: Granja Ramírez, Mario Germán
Resumen: Mechanical vibrations on vibrating tables with sinusoidal input signals are the most typical case that occurs in the industry. Vibrations are present in rotating equipment such as centrifugal pumps, turbines, washers and classifiers and it is important to know the influence that vibration has on the parameters mass, elastic recovery constant, damping constant. The combination of these parameters is important in vibration control, if you work within resonance the system vibrates easily and with little energy, causing disturbances in the equipment and future damage. The purpose of this curricular integration work is to show the mathematical model and the equations of the fundamental parameters that govern the behavior of the vibratory system of a vibrating table. Analysis of the behavior of mechanical vibrations in vibrating tables is especially useful for vibration control. For this study, we start by identifying the forces acting on the mass-spring-damper vibratory system and, based on a free-body diagram, formulate the mathematical model and the fundamental parameters that describe said dynamic behavior of a vibrating table, such as the peak amplitude at peak, air damping factor, magnification factor and the general equation that models the movement of a mass-damping spring system, to later calculate the logarithmic decrease and the balance of the forces acting on the vibrating system.
Descripción: Las vibraciones mecánicas en mesas vibratorias con señales de entrada senoidal son el caso más típico que se presenta en la industria. Las vibraciones están presentes en los equipos rotatorios como son bombas centrifugas, turbinas, lavadoras y clasificadoras y es muy importante conocer la influencia que tiene la vibración de los parámetros masa, constante de recuperación elástica, constante de amortiguamiento. La combinación de estos parámetros es gravitante en el control de la vibración, si se trabaja dentro de la resonancia el sistema vibra con facilidad y con poca energía ocasionando que haya perturbación en los equipos y daños a futuro. La finalidad del presente trabajo de integración curricular es mostrar el modelo matemático y las ecuaciones de los parámetros fundamentales que rige el comportamiento del sistema vibratorio de una mesa vibratoria. El análisis del comportamiento de las vibraciones mecánicas en mesas vibratorias es de gran utilidad para el control de las vibraciones. Para este estudio se parte identificando las fuerzas actuantes en el sistema vibratorio masa – resorte – amortiguador y a parir de un diagrama de cuerpo libre formular el modelo matemático y los parámetros fundamentales que describen dicho comportamiento dinámico de una mesa vibratoria como lo son la amplitud pico a pico, factor de amortiguamiento del aire, factor de magnificación y la ecuación general que modela el movimiento de un sistema masa – resorte amortiguador, para posteriormente calcular el decremento logarítmico y el equilibrio de las fuerzas actuantes en el sistema vibratorio.2023-03-01T00:00:00ZAutomatización con aplicaciones web (WEB APP) del proceso de mantenimiento centrado en confiabilidad (RCM) para facilidades hidromecánicas : Automatización con Web App, del proceso RCM para una central hidroeléctrica.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/24880
Título: Automatización con aplicaciones web (WEB APP) del proceso de mantenimiento centrado en confiabilidad (RCM) para facilidades hidromecánicas : Automatización con Web App, del proceso RCM para una central hidroeléctrica.
Autor: Herrera Pozo, Darío Gabriel
Director: Aguinaga Barragán, Álvaro Gonzalo
Resumen: The objective of this Curricular Integration Work is to implement a web application to simplify and automate the Reliability-Based Maintenance (RCM) process applied to the Delsitanisagua Hydroelectric Power Plant. The implementation of the web app will improve the planning and preparation of the maintenance plan, increasing the safety and operational reliability of the plant's facilities, systems, equipment and devices, thus reducing the costs associated with maintenance. The fundamental part of a hydroelectric plant is the generation unit, which is highly complex and critical. The efficiency and reliability of your equipment or systems are crucial to maintaining stable energy production. Maintenance plays a vital role in ensuring optimal operation and extending the life cycle of assets. Therefore, the RCM process is applied, a systemic approach to determine failure modes and apply maintenance strategies. So the different common failure modes are analyzed and identified for each of the systems or equipment of the electrical generation unit. To address these failures, possible specific solutions to prevent them are presented. Finally, a web app based on Google Sheets will be developed and implemented to automate the RCM process. The web application provides multiple functionalities, including registration of maintenance and failure data, maintenance activities, and access to the library of proposed solutions. This tool provides an intuitive interface that can be used by any user to simplify decision-making and effectively manage maintenance strategies of the RCM process for each of the facilities, systems, equipment and ISED devices of the hydroelectric plant.
Descripción: El presente Trabajo de Integración Curricular tiene como objetivo implementar una aplicación web para simplificar y automatizar el proceso de Mantenimiento basado en Confiabilidad (RCM) aplicado a la Central Hidroeléctrica Delsitanisagua. La implementación de la web app mejorará la planificación y elaboración del plan de mantenimiento, aumentando la seguridad y confiabilidad operativa de las instalaciones, sistemas, equipos y dispositivos de la central reduciendo así los costes asociados al mantenimiento. La parte fundamental en una central hidroeléctrica es la unidad de generación, la cual es altamente compleja y critica. La eficiencia y confiabilidad de sus equipos o sistemas son cruciales para mantener la producción de energía estable. El mantenimiento desempeña un papel vital para garantizar un funcionamiento óptimo y alargar el ciclo de vida de los activos. Por ello, se aplica el proceso RCM, un enfoque sistémico para determinar los modos de fallo y aplicar estrategias de mantenimiento. De manera que se analiza e identifica los distintos modos de falla comunes para cada uno de los sistemas o equipos de la unidad de generación eléctrica. Para abordar estos fallos, se presentan las posibles soluciones específicas para prevenirlos. Por último, se desarrollará e implementará una web app basada en Google Sheets, para automatizar el proceso RCM. La aplicación web brinda múltiples funcionalidades entre ellas, el registro de datos de mantenimiento y fallos, actividades de mantenimiento, acceso a la biblioteca de soluciones propuestas. Esta herramienta proporciona una interfaz intuitiva que puede ser usada por cualquier usuario para simplificar la toma de decisiones y gestionar eficazmente estrategias de mantenimiento del proceso RCM para cada una de las instalaciones, sistemas, equipos y dispositivos ISED’s de la central hidroeléctrica.2023-10-02T00:00:00ZEvaluación Tecno-económica para la optimización de la producción de energía eléctrica a partir de residuos de palma africana con Ciclo Orgánico Rankine (ORC). Caso de estudio Planta San Daniel de la provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas : Selección de alternativa energética.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/24878
Título: Evaluación Tecno-económica para la optimización de la producción de energía eléctrica a partir de residuos de palma africana con Ciclo Orgánico Rankine (ORC). Caso de estudio Planta San Daniel de la provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas : Selección de alternativa energética.
Autor: Gallegos Bosmediano, Sofía Isabel
Director: Palacios Encalada, José Luis
Resumen: This project evaluates the technical and economic feasibility of the energy proposal on the implementation of an ORC system in the African Palm Extraction Plant "San Daniel" to recover the residual energy produced throughout the process and improve the production of electricity. For these purposes, a bibliographic study of the case study is carried out, as well as the ORC system to be implemented and the technologies available in the market. Subsequently, the energy and resource consumption of the plant is evaluated, as well as the generation of electrical energy, and it is determined that the component with the greatest losses throughout the production process is the boiler, which generates residual energy through the exhaust gases. Once this is done, three possible alternatives of ORC equipment to be implemented are proposed and based on an analysis of criteria, the most economically, technologically and environmentally viable option is determined. Finally, the economic and environmental feasibility of the proposal is determined and it is concluded that the selected option is adequate to optimize and maximize the plant's efficiency.
Descripción: El presente proyecto se enfoca en evaluar la factibilidad técnica y económica de la propuesta energética sobre la implementación de un sistema ORC en la Planta Extractora de Palma Africana “San Daniel” para recuperar la energía residual producida a lo largo del proceso y a su vez mejorar la producción de energía eléctrica. Para estos fines, se realiza un estudio bibliográfico del caso de estudio, así como del sistema ORC a implementar y de las tecnologías disponibles en el mercado. Posteriormente, se evalúa el consumo de energía y recursos de la planta, así como la generación de energía eléctrica y se determina que el componente con mayores pérdidas a lo largo del proceso de producción es la caldera, la cual genera energía residual a través de los gases de escape. Una vez hecho esto se plantean 3 posibles alternativas de equipos ORC a implementar y en base a un análisis de criterios se determina la opción más viable económica, tecnológica y ambientalmente. Finalmente se determina la factibilidad económica y ambiental de la propuesta y de esa manera se concluye que la opción seleccionada es adecuada para optimizar y maximizar la eficiencia de la planta.2023-10-02T00:00:00ZDiseño de una junta empernada trabajando a fatiga.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/24865
Título: Diseño de una junta empernada trabajando a fatiga.
Autor: Portilla Paucar, Juan Daniel
Director: Granja Ramírez, Mario Germán
Resumen: This project presents the design of a bolted joint working under fatigue with an adequate load distribution because the greater load is absorbed by the parts while the bolt absorbs less load, this design is optimal for the correct functioning of the bolted joint and increase in its useful life.
The project started with a bibliographic compilation about machine elements, machine design and main characteristics of bolted joints. Continuing with a general analysis of bolted joints, obtaining the respective technical specifications, the same that through a synthesis and under design criteria it was possible to obtain different preliminary designs of bolted joints, each with a small change in its geometry and type of material. Subsequently, the materialization design of each bolted joint was carried out, which through an analysis found the mathematical model to be applied in each design. Once the equations of each bolted joint were obtained, values close to reality were assumed for the respective calculation of the different design parameters of the same, mainly the safety factor and the distribution constant.
Finally, the values of each bolted joint were evaluated and through a comparison it was possible to identify the best design with a high safety factor and low distribution constant, which indicates that the greatest load goes to the parts and the bolt is lighter, guaranteeing greater useful life of this machine element.
Descripción: Este proyecto presenta el diseño de una junta empernada trabajando a fatiga con una distribución de carga adecuada, es decir, que la mayor carga es absorbida por las piezas mientras que el perno absorbe la menor carga, este diseño es óptimo para el correcto funcionamiento de la junta empernada e incremento de vida útil de la misma.
El proyecto inició con una recopilación bibliográfica acerca de elementos de máquinas, diseño de máquinas y características principales de juntas empernadas. Continuando con un análisis general de juntas empernadas obteniendo las respectivas especificaciones técnicas, las mismas que mediante una síntesis y bajo criterios de diseño se logró obtener distintos diseños preliminares de juntas empernadas, cada uno con un pequeño cambio en su geometría y tipo de material. Posteriormente se realizó el diseño de materialización de cada junta empernada que mediante un análisis se encontró el modelo matemático a ser aplicado en cada diseño. Una vez obtenidas las ecuaciones de cada junta empernada se asumió valores cercanos a la realidad para el respectivo cálculo de los distintos parámetros de diseño de la misma, principalmente el factor de seguridad y la constante de distribución.
Finalmente se evaluó los valores de cada junta empernada y mediante una comparación se logró identificar el mejor diseño con un factor de seguridad alto y una constante de distribución baja, lo cual indica que la mayor carga se va a las piezas y el perno queda más alivianado, garantizando mayor vida útil de este elemento de máquina.2023-10-02T00:00:00ZEstudio de trabajo a fatiga en ductos marinos para una unidad flotante de producción, almacenamiento y descarga (FPSO) usando un sistema pasivo de compensación de rolido : Análisis cinemático de un FPSO.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/24864
Título: Estudio de trabajo a fatiga en ductos marinos para una unidad flotante de producción, almacenamiento y descarga (FPSO) usando un sistema pasivo de compensación de rolido : Análisis cinemático de un FPSO.
Autor: Pazmiño Rivas, Ruben Alejandro
Director: Guachamin Acero, Wilson Iván
Resumen: Oil extraction in offshore fields is carried out with floating storage, and offloading units (FPSO) for oil production, attached with risers to a balcony. These vessels have roll movements that can be reduced by using a passive compensation system.
In this project, a methodology was implemented to perform a kinematic analysis of an FPSO at the riser attachment point. This analysis was performed with and without a roll compensation system.
A hydrodynamic model of the FPSO with the compensator is modelled in the ANSYS AQWA software. From various time domain analyses for possible combinations of significant wave height and peak periods, the 2rms values of the accelerations and roll angles were compared with and without the compensation system. In addition, the transfer functions are obtained to assess the change in roll natural period.
The results show that in the critical cases the FPSO roll decreases from 23.97° to 12.51° and the accelerations at the attachment point decrease from 2.14 m/s^2 to 0.92 m/s^2, as well as the natural period of FPSO roll increases from 13 seconds to 14.5 seconds with the system.
Descripción: Oil extraction in offshore fields is carried out with floating storage, and offloading units (FPSO) for oil production, attached with risers to a balcony. These vessels have roll movements that can be reduced by using a passive compensation system.
In this project, a methodology was implemented to perform a kinematic analysis of an FPSO at the riser attachment point. This analysis was performed with and without a roll compensation system.
A hydrodynamic model of the FPSO with the compensator is modelled in the ANSYS AQWA software. From various time domain analyses for possible combinations of significant wave height and peak periods, the 2rms values of the accelerations and roll angles were compared with and without the compensation system. In addition, the transfer functions are obtained to assess the change in roll natural period.
The results show that in the critical cases the FPSO roll decreases from 23.97° to 12.51° and the accelerations at the attachment point decrease from 2.14 m/s^2 to 0.92 m/s^2, as well as the natural period of FPSO roll increases from 13 seconds to 14.5 seconds with the system.2023-10-02T00:00:00ZDiseño y fabricación de una propela para dron de material compuesto de matriz polimérica reforzado con material particulado y obtenidas por el método de compresión : Diseño y fabricación de propelas con material compuesto de matriz polimérica reforzado con material particulado y obtenidas por el método de compresión.Diseño y fabricación de una propela para dron de material compuesto de matriz polimérica reforzado con material particulado y obtenidas por el método de compresión : Diseño y fabricación de propelas con material compuesto de matriz polimérica reforzado con material particulado y obtenidas por el método de compresión.Diseño y fabricación de una propela para dron de material compuesto de matriz polimérica reforzado con material particulado y obtenidas por el método de compresión : Diseño y fabricación de propelas con material compuesto de matriz polimérica reforzado con material particulado y obtenidas por el método de compresión.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/24863
Título: Diseño y fabricación de una propela para dron de material compuesto de matriz polimérica reforzado con material particulado y obtenidas por el método de compresión : Diseño y fabricación de propelas con material compuesto de matriz polimérica reforzado con material particulado y obtenidas por el método de compresión.Diseño y fabricación de una propela para dron de material compuesto de matriz polimérica reforzado con material particulado y obtenidas por el método de compresión : Diseño y fabricación de propelas con material compuesto de matriz polimérica reforzado con material particulado y obtenidas por el método de compresión.Diseño y fabricación de una propela para dron de material compuesto de matriz polimérica reforzado con material particulado y obtenidas por el método de compresión : Diseño y fabricación de propelas con material compuesto de matriz polimérica reforzado con material particulado y obtenidas por el método de compresión.
Autor: Muñoz Chapaca, Jorge Andrés
Director: Rodríguez Salazar, Patricia Aracelly
Resumen: The eggshell powder composite research process is an innovative technique that aims to improve sustainability in material manufacturing. There are several areas where this powder has been used as reinforcement in paint. The manufacturing process of these propellers has been carried out by compression molding using wooden molds. These types of techniques can be applied in different areas of the industry to achieve a more sustainable and environmentally friendly production.
The first step of the process was the collection of information on the alternatives for the creation of the propellers, after which the propeller was designed for the design of the mold and the subsequent machining process. In this case, a CNC machine was used for the machining of the molds (male and female).
Then the eggshells were collected to grind them, turn them into powder and mix it with epoxy resin in proportions according to bibliography. This mixture was subjected to a stirring process and later poured into previously prepared wooden molds. Next, a constant pressure of 20 [kg] was applied for two days to achieve compaction of the material and its subsequent curing.
Once the propellers were obtained, they were subjected to static loads to see their behavior, and then placed in a wind tunnel simulating the propeller in a real environment. Then we proceeded to obtain data and subsequent comparison with the real propeller.
Descripción: El proceso de investigación de materiales compuestos con polvo de cáscara de huevo es una técnica innovadora que tiene como objetivo mejorar la sostenibilidad en la fabricación de materiales. Existes varios ámbitos donde se ha utilizado este polvo como refuerzo en la pintura. El proceso de fabricación de estas propelas se ha llevado a cabo mediante moldeo a compresión utilizando moldes de madera. Este tipo de técnicas pueden ser aplicadas en diferentes áreas de la industria para lograr una producción más sostenible y respetuosa con el medio ambiente.
El primer paso del proceso fue la recolección de información de las alternativas para la creación de las propelas, hecho eso se diseñó la propela para el diseño del molde y posterior proceso de maquinado en este caso, se utilizó una máquina CNC para el mecanizado de los moldes (macho y hembra).
Luego se recolectó las cascaras de huevo para molerlas, convertirlas en polvo y mezclarlo con resina epoxi en proporciones de acuerdo a bibliografía. Esta mezcla fue sometida a un proceso de agitación y posteriormente se vertió en los moldes de madera previamente preparados. A continuación, se aplicó una presión constante de 20 [kg] durante dos días para lograr la compactación del material y su posterior curado.
Una vez obtenida las propelas se sometió a cargas estáticas para ver el comportamiento de estas, para luego colocarlas en un túnel de viento simulando la propela en un ambiente real. Después se procedió a la obtención de datos y posterior comparación con la propela real.2023-10-02T00:00:00ZEstudio de impulsores de una bomba hidráulica de agua para que funcione como turbina: estudiar los materiales de impulsores para que una bomba hidráulica funcione como turbina.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/24510
Título: Estudio de impulsores de una bomba hidráulica de agua para que funcione como turbina: estudiar los materiales de impulsores para que una bomba hidráulica funcione como turbina.
Autor: Chilig Cadena, Edwin Fernando
Resumen: The present work focused on developing an optimization using the technique of percentage reduction of external diameter. This process was carried out by modifying the 3D model provided by previous studies to increase the efficiency obtained for different flow rates. A material selection analysis was also carried out to determine the advantages of the current impeller. Then, four different percentage reductions in multiples of 5 were used, being 20% the maximum value to be analyzed. After this, we proceeded to obtain the new 3D models and to validate them by using a criterion of acceptance of the increase or decrease in efficiency. To perform this validation, the efficiency calculation was made for each of the new diameters obtained, this calculation is made with a relation of the diameters using the Moody diagram. Finally, a report of the results obtained and the drawing of the corresponding plans for each impeller were draw, considering the mandatory parameters of the mechanical drawing code.
Descripción: El presente trabajo se enfocó en desarrollar una optimización mediante el empleo de la técnica de reducción porcentual de diámetro externo. Este proceso se realizó mediante la modificación de modelo 3D proporcionado por estudios anteriores con la finalidad de incrementar la eficiencia obtenida para diversos caudales. También se realizó un análisis de selección de materiales para determinar las ventajas que posee el rodete actual. Luego se empleó 4 reducciones porcentuales diferentes en múltiplos de 5, siendo así el 20% el valor máximo a analizar. Luego de esto se procede a obtener los nuevos modelos 3D y realizar la validación de estos mediante el uso de un criterio de aceptación del incremento o disminución de la eficiencia. Con la finalidad de realizar esta validación se realiza el cálculo de eficiencia para cada uno de los nuevos diámetros obtenidos, dicho cálculo se realiza con una relación de los diámetros empleando el diagrama de Moody. Finalmente se realizó el informe de resultados obtenidos y el dibujo de los planos correspondientes a cada rodete, teniendo en cuenta los parámetros obligatorios del código de dibujo mecánico.2023-02-01T00:00:00ZDiseño de modelo determinístico para fallas en la caja de cambios de una turbina eólica offshore: trabajo de Integración curricular.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/24469
Título: Diseño de modelo determinístico para fallas en la caja de cambios de una turbina eólica offshore: trabajo de Integración curricular.
Autor: Cañar Melo, Juan Pablo
Resumen: This Work deals with the design of a gearbox for a 5 MW offshore wind turbine, with a service life of 20 years, which is considered infinite life. This study starts reviewing the various types of transmission that uses a wind turbine. Three stages are assumed (planetary, parallel, parallel) and for each of this an iterative process is performed until the conditions and requirements that allow reaching an average transmission ratio is used. The stresses that act on the designed elements are obtained from the torque on the blades. A characteristic value equal to the mean plus one standard deviation is considered. Then the gears are designed using the AGMA equations, with the purpose of dimensioning these mechanical components. Finally, their service life is checked with safety factors.
Descripción: En el presente Trabajo se enfoca en el diseño de la caja de cambios de una turbina eólica offshore de 5 MW, misma que debe alcanzar una vida útil de al menos 20 años, lo que se considera vida infinita. El diseño de los engranajes parte del estudio de los tipos de transmisión que componen un aerogenerador, a partir de esto se suponen tres etapas (planetario, paralelo, paralelo) y para cada una de estas se realiza un proceso iterativo hasta cumplir con las condiciones y requisitos que permiten alcanzar la relación de transmisión promedio. Los esfuerzos que actúan sobre los elementos diseñados se obtienen a partir de un torque, que generan los alabes. Se considera un valor característico igual a la media más una desviación estándar. Después se diseñan los engranajes usando las ecuaciones de la AGMA, con la finalidad de dimensionar estos componentes mecánicos. Finalmente se comprueba su vida útil con los factores de seguridad.2023-02-01T00:00:00ZExo-esqueleto potenciador de fuerza para la mano : análisis de patrones funcionales e impresión 3d (fdm) de un prototipo exo-esqueleto de la mano. enfoque en la rehabilitación de agarre de la mano.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/23176
Título: Exo-esqueleto potenciador de fuerza para la mano : análisis de patrones funcionales e impresión 3d (fdm) de un prototipo exo-esqueleto de la mano. enfoque en la rehabilitación de agarre de la mano.
Autor: Mangia Cuichan, Jairo Andres
Resumen: The hand can be affected by lesions in the peripheral nervous system and or traumatological pathologies caused in different areas where the human being is immersed, the rehabilitation to which the human being proceeds allows to recover the functionality affected by the methods established by the specialist, for them it is it requires the help of an exo-skeleton or also called an orthosis, the same one that will be used by the patient.
In the technological field there are different methods for the manufacture of an orthosis, the same one that is designed by specialists, having as against the method of manufacture of this for the reason of the detail or shape of the element.
Currently there are technologies dedicated to additive manufacturing such as SLA, SLS, FDM, LOM, DLP that would be capable of carrying out this type of work, according to current advances in technology FDM is the most suitable for carrying out this, since its study has increased in these years either in the continuous updating of 3D printers or the creation of filaments suitable for use in different engineering applications.
According to the selection of printing characteristics and material, a total printing of a hand orthosis will be carried out in order to later assemble it with metallic fastening elements, and with the help of data taken from anthropometric characteristics, be able to wear this orthosis most adult people.
Descripción: La mano puede afectarse por lesiones en el sistema nervioso periférico y o patologías traumatológicas causadas en distintas áreas donde está inmerso el ser humano, la rehabilitación a la que el ser humano procede permite recuperar la funcionalidad afectada por los métodos establecidos por el especialista, para ellos se requiere la ayuda de un exo-esqueleto o también llamada ortesis, la misma que será utilizada por el paciente.
En el ámbito tecnológico existen diferentes métodos para la fabricación de una ortesis, la misma que es diseñada por especialistas, teniendo como contra el método de fabricación de esta por la razón del detalle o forma de elemento.
En la actualidad existen tecnologías dedicadas a la fabricación aditiva como son, SLA, SLS, FDM, LOM, DLP que serían capaces de realizar este tipo de trabajos, de acuerdo con el avance actual en la tecnología FDM es la más adecuada para la realización de esto, ya que su estudio ha incrementado en estos años ya sea en la actualización continua de impresoras 3D o la creación de filamentos aptos para ser utilizados en distintas aplicaciones ingenieriles.
De acuerdo con la selección de características de impresión y material, se procederá a la impresión total de una ortesis de mano para después realizar un ensamble de esta con elementos de sujeción metálicos, y con la ayuda de datos tomados de características antropométricas, ser capaces de usar esta ortesis la mayoría de las personas adultas.2022-10-01T00:00:00ZParametrización de una bomba funcionando como turbina: creación del modelo matemático para el análisis de perdidas utilizando python.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/23175
Título: Parametrización de una bomba funcionando como turbina: creación del modelo matemático para el análisis de perdidas utilizando python.
Autor: Castro Noroña, Bryan David
Resumen: The following project aims to review the analysis of losses in the use of a pump operated as a turbine and compare the performance curve given by the manufacturer with the one obtained from the consideration of all mechanical and hydraulic losses that may occur. along the pump, for this a SAER NCB 65-200N A brand pump was acquired, from where from its disassembly it was possible to identify the material, its geometry, and other characteristics of each of its parts, where the impeller and the volute stand out and that for the taking of their data it was decided to obtain each of their important measurements by means of molds, after this and analyzing the phenomenon that occurs both at the entrance and at the exit of the fluid, each one of the formulas that make up the losses that occur in each sector of the pump, after that and making a programming code to create a mathematical model that allows obtaining each loss, it was found that there is an increase in height working as a turbine in relation to the height presented in the catalog, after that a high negative incidence was also found in the calculation of the efficiency of the turbine by losses due to leakage , thus showing an efficiency of no more than 56.11% for nominal values, which is notoriously far from the catalog performance.
Descripción: El siguiente proyecto tiene como objetivo revisar el análisis de perdidas en el uso de una bomba funcionada como turbina y comparar la curva de rendimiento dada por el fabricante con la obtenida a partir de la consideración de todas las perdidas tanto mecánicas como hidráulicas que se pueden presentar a lo largo de la bomba, para esto se adquirió una bomba marca SAER NCB 65-200N A, de donde a partir de su desarme se pudo identificar el material, la geometría de esta, y otras características más de cada una de sus partes, donde destacan el impeler y la voluta y que para la toma de sus datos se optó por obtener mediante moldes cada una de sus medidas importantes, posterior a esto y analizando el fenómeno que ocurre tanto a la entrada como a la salida del fluido se definieron cada una de las fórmulas que componen las pérdidas que se presentan en cada sector de la bomba, posterior a eso y realizando un código de programación para crear un modelo matemático que permite la obtención de cada perdida, se encontró que existe un incremento de la altura funcionando como turbina en relación a la altura que presenta el catálogo, posterior a eso se encontró también una alta incidencia negativa en el cálculo de la eficiencia de la turbina por parte de las perdidas por fuga, generando así una eficiencia de nada más el 56.11% para valores nominales lo cual dista notoriamente al rendimiento del catálogo.2022-10-01T00:00:00ZParametrización de una bomba funcionando como turbina "obtención modelo geométrico y planos"
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/23174
Título: Parametrización de una bomba funcionando como turbina "obtención modelo geométrico y planos"
Autor: Caizaluisa Ortiz, Nicolay Ariel
Resumen: The objective of this project was to perform a parametric study of a pump working as a turbine, this was done first by performing a reverse engineering process where each of the elements of a centrifugal pump acquired by the laboratory were decoupled, and then proceed to make the CAD drawing of each decoupled element using free software, FreeCad, in addition, the complex geometries of the pump such as the impeller and the volute were obtained through the use of silicone rubber molds, and then proceed to perform a 3D scanning of the molds obtained, and obtain the geometry of the centrifugal pump and perform simulations with the bodies obtained.
Descripción: El presente proyecto tuvo como objetivo realizar un estudio paramétrico de una bomba funcionando como turbina, esto se hizo primeramente realizando un proceso de ingeniería inversa en donde se desacoplaron cada uno de los elementos de una bomba centrifuga adquirida por el laboratorio, para posteriormente proceder a realizar el dibujo CAD de cada elemento desacoplado utilizando software libre, FreeCad, además se realizó una obtención de las geometrías complejas de la bomba como el impeler y la voluta mediante el uso de moldes de caucho de silicona, para posteriormente proceder a realizar un escaneo 3D de los moldes obtenidos, y obtener la geometría de la bomba centrifuga y realizar las simulaciones con los cuerpos obtenidos.2022-10-01T00:00:00ZDiseño de una máquina para recoger y moler restos óseos incinerados : diseñar un sistema de compuerta deslizante para abandonar restos incinerados.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22758
Título: Diseño de una máquina para recoger y moler restos óseos incinerados : diseñar un sistema de compuerta deslizante para abandonar restos incinerados.
Autor: Pallo Pavón, Carlos Alberto
Resumen: The present document aims to design and build a collection machine for bone remains incinerated to a mill, where fully automated operation will be a predominant factor in its development. This will eliminate manual operations by operators. For its realization, techniques and strategies described in the concurrent design will be used, which allow us a more detailed analysis with which we will obtain viable solutions in response to the problem raised. In the first place, the client's needs will be compiled and later, with the information collected, establish the requirements of this, from which the quality house will be elaborated that will later serve as a support base for the development of the design. Emphasizing that through this tool the technical specifications of the proposed mechanism will be obtained. It is emphasized that the concurrent design methodology was used considering the main functions that the machine must perform within the modular structure, specifying the components. The construction is then carried out by carrying out a test protocol that confirms the design.
Descripción: El presente documento tiene por objetivos, diseñar y construir una máquina de recolección para restos óseos incinerados a un molino, en donde el funcionamiento totalmente automatizado será un factor predominante en el desarrollo de este. Esto eliminara totalmente las operaciones manuales por parte de los operadores. Para su realización se emplearán técnicas y estrategias descritas en el diseño concurrente las mismas que nos posibilitan un análisis más detallado con lo cual obtendremos soluciones viables en respuesta a la problemática planteada. En primer lugar, se llevará a cabo la recopilación de las necesidades del cliente para después con la información recopilada establecer los requerimientos de este, a partir de los cuales se elaborará la casa de la calidad que posteriormente servirá como base de apoyo para el desarrollo del diseño. Recalcando que por medio de esta herramienta se obtendrá las especificaciones técnicas del mecanismo propuesto. Se destaca que se utilizó la metodología del diseño concurrente considerando las funciones principales que debe cumplir la máquina dentro de la estructura modular, precisando los componentes se procede con la construcción posteriormente realizando un protocolo de pruebas que ratifican el diseño.2022-04-01T00:00:00ZCaracterización de la influencia de la apertura del ángulo de doblez o soldado, para el depósito de la capa de galvanizado.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22619
Título: Caracterización de la influencia de la apertura del ángulo de doblez o soldado, para el depósito de la capa de galvanizado.
Autor: Jácome Ruano, Francisco Xavier
Resumen: The present study analyzed the relationship that exists between the bending angle and the deposit of the galvanized layer when it is placed in structural steel profiles with low carbon content, known as ASTM A36. This type of surface treatment was applied to steel profiles with dimensions of 40x40mm web, 5mm thick and 400mm long, which were previously subjected to a type of cold metal forming, called bending, at an opening of 45 and 90 degrees. Then we proceed with the specified methodology to perform the adhesion measurement on the coating by means of the pull-off test; Subsequently, the metallographic test was carried out, both on the base material and on the galvanized material, in order to analyze the behavior of the coating in the bending area. Thickness measurements were made to see if there is a variation of the galvanized layer between the two specified bending areas. Additionally, it is subjected to micro-hardness and surface roughness tests to, in this way, assess the existing level of adhesion of the coating in each of the profiles. Results are presented that show us the influence of the opening angle of the profiles at 45º if they can influence the deposit of the galvanized layer. Additionally, it is concluded that the cooling rate is an important factor that determines the thickness of the coating.
Descripción: El presente estudio se analizó la relación que existe entre el ángulo de doblez y el depósito de la capa de galvanizado cuando este es colocado en perfiles de acero estructural a bajo contenido de carbono, conocido como, ASTM A36. Este tipo de tratamiento superficial se aplicó en perfiles de acero de dimensiones 40x40mm de alma, 5mm de espesor y 400mm de longitud, que previamente fueron sometidos a un tipo conformación metálica en frío, llamado doblado, a una apertura de 45 y 90 grados. Luego se procede con la metodología especificada para realizar le medición de adherencia en el recubrimiento mediante el ensayo de pull-off; posteriormente se realizó el ensayo metalográfico, tanto del material base como al galvanizado, con el fin de analizar el comportamiento del recubrimiento en la zona del doblez. Se realizó medición de espesores para observar si existe una variación de la capa de galvanizado entre las dos zonas de doblez especificadas. Adicional, se somete a ensayos de micro dureza y rugosidad superficial para, de esa manera, valorar el nivel de adherencia existente del recubrimiento en cada uno de los perfiles. Se presentan resultados que nos muestra la influencia que presenta el ángulo de apertura de los perfiles a 45º si pueden influenciar en el depósito de la capa de galvanizado. Adicionalmente, se concluye que la velocidad de enfriamiento es un factor importante que determina el espesor del recubrimiento2022-04-01T00:00:00ZProyecto de Transferencia Tecnológica PTT-20-01.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22603
Título: Proyecto de Transferencia Tecnológica PTT-20-01.
Autor: Collantes Orbea, Evelyn Paola
Resumen: The objective of this work is to perform the thermal design of an electric pathological incinerator in the steady state. In order to carry out the thermal design of the steady state, we start with the geometric design and proceed with the selection of materials for the incinerator walls, the main function of each of the walls is to reduce energy losses by heat transfer to the environment. As alternatives of the thermal design, there is the possibility of using two insulating materials, fiber cement and glass wool. The sizing of the walls will be done through an iterative process based on a mathematical model developed for the steady state, so that the furnace is sized, materials are selected, heat losses are established, the working temperature of the furnace and the power required for the incineration process are determined. To start the steady state thermal analysis of the incinerator furnace, some specific operating requirements are considered, these values are requirements of the mechanical component of the project and are internal surface temperature of the furnace, external surface temperature of the furnace. The thermal simulation will allow to obtain the interface temperatures between the furnace walls and to observe the steady state behavior for each material. For the development of the mathematical model, the analysis of the thermal circuit of the incinerator furnace is carried out considering that the heat will be unidirectional and as a compound wall. The results of the thermal design are obtained for two scale prototypes and two full-size models of the incinerator furnace and the energy required to incinerate the load is calculated.
Descripción: Este trabajo tiene como objetivo realizar el diseño térmico de un incinerador patológico eléctrico en el estado estable. Para realizar el diseño térmico del estado estable se parte del diseño geométrico y se procede con la selección de materiales de las paredes del horno incinerador, la principal función de cada una de las paredes es reducir las pérdidas de energía por transferencia de calor hacia el ambiente. Como alternativas del diseño térmico se tiene la posibilidad de utilizar dos materiales aislantes, el fibrocemento y lana de vidrio. El dimensionamiento de las paredes se realizará mediante un proceso iterativo en base a un modelo matemático desarrollado para el estado estable, de manera que se dimensiona el horno, se seleccionan materiales, se establecen las pérdidas de calor, se determina la temperatura de trabajo del horno y la potencia necesaria para el proceso de incineración.Para dar inicio al análisis térmico en estado estable del horno incinerador se consideran algunos requerimientos específicos de funcionamiento, estos valores son requerimientos del componente mecánico del proyecto y son: temperatura superficial interna del horno, temperatura superficial externa del horno. La simulación térmica permitirá obtener las temperaturas de interfase entre las paredes del horno y observar el comportamiento en estado estable para cada material. Para el desarrollo del modelo matemático se realiza el análisis del circuito térmico del horno incinerador considerando que el calor será unidireccional y como una pared compuesta. Los resultados del diseño térmico se los obtiene para dos prototipos a escala y dos modelos a tamaño real del horno incinerador y se calcula la energía necesaria para incinerar la carga.2022-05-01T00:00:00ZDiseño y análisis de sistemas energéticos.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22520
Título: Diseño y análisis de sistemas energéticos.
Autor: Silva Cevallos, Jairo Steven
Resumen: Through this project, a modular software DT-Ref is developed for obtaining energy, entropy and exergy thermodynamic graphs of a R134a vaporcompression refrigeration cycle. The computer language selected is Python. Typical refrigeration compression cycle input data is required including pressures, isetropic compressor efficiency, among others, so that useful variables for determine exergy values such as ambient temperature and atmospheric pressure. The interface shows a section for evaluated properties as numeric values for each thermodynamic state into the cycle. It also shows pertinent values around the graph itself. The developed software interactivity occurs when the user changes the input variables and after, selects one of the three graph options generating a visible change in the graph. This let the user to develop visual comparisons when changing one or more input data while showing in this way the sensibility effect. DT-Ref results are compared with analytical results to stablish the relative error showing high precision and consistency. This software will help thermodynamic course students as an additional tool in the learning process.
Descripción: En el presente proyecto se desarrolla el software modular DT-ref que permite representar los diagramas termodinámicos de energía, entropía y exergía asociados a un ciclo de refrigeración por compresión de vapor utilizando refrigeranteR134a como fluido de trabajao. El lenguaje seleccionado es Pyrhon. El software requiere el ingreso de variables típicas asociadas al ciclo de refrigeración como las presiones, rendimiento isentrópico del compresor, entre otras, así como variables que determinan los valores de exergía como son temperatura ambiente y presión atmosfércia. DT-Ref cuenta con una sección de valores numéricos de propiedades calculadas en cada estado del ciclo y muestra también valores pertinentes en el propio diagrama. La interactividad que posee el programa desarrollado se da al cambiar las variables de entrada seguido de la selección por parte del usuario del diagrama escogido para su visualización. Esto permite al usuario realizar comparaciones visuales al momento de cambiar una o más variables y observar las sensibilidad y efecto que tienen estas sobre cada diagrama. Se realiza una comparación y cálculo del error relativo entre los resultados que arroja el programa y los obtenidos por el método analítico con lo que se demuestra precisión y consistencia en los resultados de las propiedades calculadas por el programa. Se prevé que el software sea utilizado como una herramienta adicional en el proceso de enseñanza de termodinámica para los estudiantes de la carrera de Ingeniería Mecánica.2022-02-01T00:00:00ZSimulación de juntas soldadas en traslape utilizando gtaw de acero inoxidable aisi 430.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22516
Título: Simulación de juntas soldadas en traslape utilizando gtaw de acero inoxidable aisi 430.
Autor: Constantine Franco, Habana Nicole
Resumen: Inz this curricular integration work, lap welded joints are characterized by GTAW of ferritic stainless steel AISI 430, using standardized tests. In the first instance, its chemical composition was obtained by means of the spark spectroscopy test. Then, using the ASTM E8 standard, six specimens of the base material (AISI 430) were obtained, and based on the ASME IX standard, the overlap welding of four specimens in 3mm thick plates was analyzed, in the first two specimens a a single weld bead, unlike the other two, in which two weld beads were made in the overlapping joint, austenitic AWS alloys were used as filler material: E-308L according to the AWS A5.9 standard. of the welding behavior was achieved by means of standardized tensile and metallographic tests (macrography and micrography) of the cross-section, in order to analyze the temperature during welding. welding process in the seam and the behavior of each parameter in the welding, all the tests were evaluated under the criteria established by the ASME IX standard.
Descripción: En este trabajo de integración curricular, se caracterizan juntas soldadas en solape mediante GTAW de acero inoxidable ferrítico AISI 430, utilizando ensayos normalizados. En primera instancia, se realizó la obtención de su composición química por medio del ensayo de espectroscopía de chispa. Luego, empleando la norma ASTM E8, se obtuvieron seis probetas del material base (AISI 430), y en base de la norma ASME IX, se analizó la soldadura en solape de cuatro probetas en planchas de 3mm de espesor, en las dos primeras probetas se realizó un solo cordón de soldadura a diferencia de las dos restantes, en las cuales se realizaron dos cordones de soldadura en la junta en solape, se empleó como material de aporte aleaciones austeníticas AWS: E-308L según la norma AWS A5.9. El análisis del comportamiento de la soldadura se logró por medio de ensayos normalizados de tracción y metalográficos (macrografía y micrografía) de la sección transversal, con el fin de analizar la temperatura durante el proceso de soldadura en el cordón y el comportamiento de cada parámetro en la soldadura, todos los ensayos se evaluaron bajo los criterios establecidos por la norma ASME IX.2022-02-01T00:00:00ZDiagramas termonodinámicos interactivos.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22515
Título: Diagramas termonodinámicos interactivos.
Autor: Morillo Echeverría, Martín Andrés
Resumen: En este documento se realiza una revisión de teoría básica del ciclo de potencia Rankine. Con esta información se desarrolla el software interactivo y amigable DT-Rkn que permite resolver problemas del ciclo Rankine a partir de cinco datos fijos de entrada y dos adicionales que se utilizan para el análisis de exergía. El usuario obtiene como resultado las variables termodinámicas relevantes de este ciclo. Igualmente, el programa entrega las gráficas del flujo energético, exergético y de entropía del ciclo, denotando como cada una de estas variables va cambiando alrededor del mismo en cada componente. DT-Rkn se valida a través de una comparativa de resultados con el método analítico, donde se utilizan las tablas de Cengel para la obtención de las propiedades termodinámicas y se encuentra los errores relativos correspondientes. Se realiza un análisis gráfico de la influencia de cada una de las variables de entrada en los resultados del ciclo y su rendimiento. Varios resultados interesantes se obtienen como, por ejemplo, la afectación casi nula que tiene la eficiencia isentrópica de la bomba, debido a que trabaja con fluidos en fase líquida. Por último, se incluye un manual de usuario que detalla el funcionamiento del software desarrollado.
Descripción: En este documento se realiza una revisión de teoría básica del ciclo de potencia Rankine. Con esta información se desarrolla el software interactivo y amigable DT-Rkn que permite resolver problemas del ciclo Rankine a partir de cinco datos fijos de entrada y dos adicionales que se utilizan para el análisis de exergía. El usuario obtiene como resultado las variables termodinámicas relevantes de este ciclo. Igualmente, el programa entrega las gráficas del flujo energético, exergético y de entropía del ciclo, denotando como cada una de estas variables va cambiando alrededor del mismo en cada componente. DT-Rkn se valida a través de una comparativa de resultados con el método analítico, donde se utilizan las tablas de Cengel para la obtención de las propiedades termodinámicas y se encuentra los errores relativos correspondientes. Se realiza un análisis gráfico de la influencia de cada una de las variables de entrada en los resultados del ciclo y su rendimiento. Varios resultados interesantes se obtienen como, por ejemplo, la afectación casi nula que tiene la eficiencia isentrópica de la bomba, debido a que trabaja con fluidos en fase líquida. Por último, se incluye un manual de usuario que detalla el funcionamiento del software desarrollado.2022-02-01T00:00:00ZMejoramiento del rendimiento metálico y de molde en la fundición de hierro nodular y moldeo con resinas furánicas.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22514
Título: Mejoramiento del rendimiento metálico y de molde en la fundición de hierro nodular y moldeo con resinas furánicas.
Autor: Porras Fonseca, Carlos Antonio
Resumen: The following work of curricular integration describes the procedure to obtain the models for the manufacture of the D600C manhole cover cast in ductile iron 80- 55-06 by means of the die casting process constituted in furan resin, catalyst, and sand, considering as part of the design the optimization of the metallic and mold performance yield. For this, the starting point was the dimensioning of a filling system in an analytical way, to later merge it with Taguchi's approach, generating multiple experiments, which were able to predict and avoid the generation of casting defects during the design phase. The evaluation of the different proposals had a numerical approach, where, based on finite element simulation, the filling and solidification phenomena were represented. As a result, the ideal ratio of the proportions of the sprue, runner and gate areas was obtained to produce a circular cast element without defects. Finally, with the proposed CAD model, the CAM model was obtaining for its manufacture by fused deposition modeling; noticing an increase of ten and decrease of twelve percent for the metallic and mold yields respectively.
Descripción: El presente trabajado de integración curricular describe el procedimiento para obtener los modelos para la fabricación de la tapa de alcantarillado D600C fundida en hierro dúctil 80-55-06 mediante el proceso de molde perdido constituido en resina furánica, catalizador y arena, considerando como parte del diseño la optimización de los indicadores de rendimiento metálico y de molde. Para esto se partió del dimensionamiento de un sistema de alimentación de forma analítica, para después fusionarlo con la metodología de Taguchi generando múltiples experimentos, que lograron predecir y evitar la generación de defectos durante la fase de diseño. La evaluación de las distintas propuestas tuvo un enfoque numérico, donde en base a la simulación por elementos finitos se representaron los fenómenos de llenado y de solidificación. Como resultado se obtuvo la relación idónea de proporciones de áreas del bebedero, distribuidor y alimentador que permiten fabricar un elemento circular fundido sin defectos. Finalmente, con el modelo CAD propuesto se obtiene el modelo CAM para su fabricación mediante modelado por deposición fundida; notándose un incremento del diez por ciento y una reducción del doce por ciento para los rendimientos metálicos y de molde respectivamente.2022-02-01T00:00:00ZEstimación del potencial energético para la incorporación de energía renovable en los procesos de producción de los principales minerales en el Ecuador.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22512
Título: Estimación del potencial energético para la incorporación de energía renovable en los procesos de producción de los principales minerales en el Ecuador.
Autor: Romero Lozano, Roberto Ignacio
Resumen: Human activities generate greenhouse gases that accumulate in the atmosphere, and if we do not reduce these gases to near pre-industrial levels, the consequences of climate change will be devastating for humanity. One such activity is mining. Among the main environmental problems related to mining are high energy consumption, which leads to high greenhouse gas emissions and possible energy shortages for other activities. Ecuador has initiated large-scale copper mining with the Mirador Project. This work seeks to determine the feasibility of applying renewable energies for copper processing in this project. The activities and machinery present in each stage of the processing plant are analyzed, a list of the equipment and an energy inventory by equipment, stage and total consumption of the plant are made. The solar energy potential in the sector where the project is located is estimated, and three photovoltaic systems are designed to cover different levels of energy demand. The energy inventory shows that the energy demand is 218053.31 MWh/y, with the milling stage having the highest consumption with 1668192 MWh/y. The solar energy potential of the project sector is 3.91 kW/m2/day. The most feasible design is 6 floating photovoltaic systems placed on the tailings deposit, which covers an area of 97.89 ha (0.92% of the project area) and generates 221658 MWh/y, enough to cover the energy demand with an overproduction of 3604.69 MWh/y.
Descripción: Las actividades humanas generan gases de efecto invernadero que se acumulan en la atmósfera, y si no reducimos estos gases a niveles cercanos a los preindustriales, las consecuencias del cambio climático serán devastadoras. Una estas actividades es la minería. Entre los principales problemas ambientales relacionados con la minería están los altos consumos energéticos, que acarrean altas emisiones de gases de efecto invernadero y posible desabastecimiento energético para realizar otras actividades. Ecuador ha iniciado la minería de cobre a gran escala con el Proyecto Mirador. El presente trabajo busca determinar la factibilidad de aplicar energías renovables para el procesamiento de cobre en este proyecto. Se analizan las actividades y maquinarias presentes en cada etapa de la planta de procesamiento, se realiza un listado de los equipos y un inventario energético por equipo, etapa y consumo total de la planta. Se estima el potencial de energía solar en el sector donde se ubica el proyecto, y se diseñan 3 sistemas fotovoltaicos para cubrir diferentes niveles de demanda energética. El inventario energético muestra que la demanda energética es de 218053.31 MWh/a, siendo la etapa de molienda la de mayor consumo con 1668192 MWh/a. El potencial de energía solar del sector del proyecto es de 3.91 kW/m2/día. El diseño más factible es de 6 sistemas fotovoltaicos flotantes colocados en el depósito de relaves, el cual comprende un área de 97.89 ha (0.92% del área del proyecto) y genera 221658 MWh/a, suficiente para cubrir la demanda energética con una sobreproducción de 3604.69 MWh/a.2022-02-01T00:00:00ZProcedimiento para la realización de carburización de aceros mediante el proceso oaw.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22511
Título: Procedimiento para la realización de carburización de aceros mediante el proceso oaw.
Autor: Mina Salazar, Luis David
Resumen: In this work, the study of the effects in the use of carburizing flames of the oxyacetylene process used in welding, on the surface of a metallic material, is carried out, hoping to achieve an effect similar to carburizing or cementation, for which cylindrical SAE 1018 steel specimens are used, which are subjected to a variable flame, depending on the time and composition in order to obtain an evident increase in the surface hardness of the material, later a metallographic study is carried out in order to determine if there is diffusion of carbon in the attacked surface, in addition to a simplified study of costs to contrast the process with traditional methods. The results show that the hardness increases between 12 and 23 percent depending on the exposure time, which was relatively short in relation to traditional carburization processes, with evident differences in terms of costs, it can also be shown that there is diffusion of carbon in the surface, verifying that it is a cementation process, with potential application in industrial processes.
Descripción: En este trabajo se realiza el estudio de los efectos en la utilización de llamas carburantes del proceso oxiacetilénico utilizado en soldadura, sobre la superficie de un material metálico, esperando conseguir un efecto similar a la carburización o cementado, para ello se utilizan probetas cilíndricas de acero SAE 1018, las cuales son sometidas a una flama variable, en función del tiempo y composición con el fin de obtener un aumento evidente en la dureza superficial del material, posteriormente se realiza un estudio metalográfico con el fin de determinar si existe difusión de carbono en la superficie atacada, además de un estudio simplificado de costos para contrastar el proceso con los métodos tradicionales. Los resultados arrojan, que la dureza aumenta entre 12 y 23 porciento dependiendo del tiempo de exposición, el cual fue relativamente corto en relación a procesos de carburización tradicionales, con evidentes diferencias en cuanto a costos, además se puede evidenciar que existe difusión de carbono en la superficie, comprobando que se trata de un proceso de cementado, con potencial aplicación en procesos industriales.2022-02-01T00:00:00ZExoesqueleto potenciador de fuerza para la mano.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22504
Título: Exoesqueleto potenciador de fuerza para la mano.
Autor: Garzón Rubio, Josué Ariel
Resumen: The work component carried out seeks to implement a preliminary study that allows the evaluation of the grip strength developed by the hand together with the incorporation of a previously selected exoskeleton prototype. The intention is to establish grip strength as a fundamental parameter that must be taken into account for the functional validation of exoskeleton prototypes intended for areas of medicine, physical rehabilitation, health and occupational safety. To achieve this, an exoskeleton design for the hand was defined using the quality function, conceptual designs were proposed by applying tools present in the concurrent design, and the best alternative was selected for prototyping by incorporating multicriteria methods for decision-making. of decisions. Once the exoskeleton materialized, the collaborating subject proceeded to carry out experimental tests to record the power cylindrical grip force, in addition to detecting errors made in the procedure. Carrying out pilot experimental tests confirmed mistakes made and parameters not considered in the procedure. With this, corrective measures were adopted for the elaboration of a test protocol, guaranteeing a reproducible and reliable procedure in the force measurement process of the cylindrical power grip.
Descripción: El componente de trabajo realizado busca implantar un estudio preliminar que permita la evaluación de la fuerza de agarre desarrollada por la mano junto con la incorporación de un prototipo de exoesqueleto previamente seleccionado. La intención es establecer a la fuerza de agarre como un parámetro fundamental que se debe tomar en cuenta para la validación funcional de prototipos de exoesqueletos destinados para áreas como: medicina rehabilitación física, salud y seguridad ocupacional. Para lograrlo, se definió un diseño de exoesqueleto para la mano haciendo uso de la función de la calidad, se propuso diseños conceptuales aplicando herramientas presentes en el diseño concurrente y se seleccionó la mejor alternativa para su prototipado mediante la incorporación de métodos multicriterio para la toma de decisiones. Una vez materializado el exoesqueleto se procede junto al sujeto colaborador a la ejecución de pruebas experimentales para registrar la fuerza de agarre cilíndrico de potencia, además de, detectar fallos cometidos en el procedimiento. La realización de pruebas experimentales piloto confirmó fallos cometidos y parámetros no considerados en el procedimiento. Con esto, se adoptó medidas correctivas para la elaboración de un protocolo de pruebas, garantizando un procedimiento reproducible y confiable en el proceso de medición de fuerza del agarre cilíndrico de potencia.2022-02-01T00:00:00ZInfluencia de los parámetros de soldadura por arco eléctrico con alambre-electrodo bajo protección gaseosa (gmaw) sobre la geometría del cordón de soldadura.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22502
Título: Influencia de los parámetros de soldadura por arco eléctrico con alambre-electrodo bajo protección gaseosa (gmaw) sobre la geometría del cordón de soldadura.
Autor: Soria Pillajo, Edison Ramiro
Resumen: In the development of this work, its purpose is to analyze the influence of the parameters of electric arc welding with a wire-electrode under gas protection (GMAW) on the geometry of the welding bead. During the process, it was possible to establish the relationship that each welding parameter has and the effect that each of them produces on the geometry of the welding bead. For this process, the data generated in each ASTM A36 steel welding specimen of 100 x 40 x 6 mm, which used a 0.9 mm ER70S-6 electrode wire, with CO2 protective gas, also with a variation of the extension of the electrode in 6.4, 8, 10, 12, 15, 19 mm and also of the variation of the nozzle angle in (-30°, -20°,- 10°,90°,+10°,+20° and 30 degrees). Then, a transverse macrography of the weld bead specimen was extracted, in order to observe the geometry of the bead. Microsoft Excel was used to carry out the analysis with the recorded data of the cord geometry based on each of the parameters, the same one that gave us an equation, this allows us to obtain optimal and quality cords in any industrial process.
Descripción: En el desarrollo de este trabajo tiene como finalidad analizar la influencia de los parámetros de la soldadura por arco eléctrico con alambre-electrodo bajo protección gaseosa (GMAW) sobre la geometría del cordón de soldadura. Durante el proceso se logró establecer la relación que tiene cada los parámetros de soldadura y el efecto que cada uno de ellos produce sobre la geometría del cordón de soldadura. Para este proceso los datos generados en cada probeta de soldadura en acero ASTM A36 de 100 x 40 x 6 mm, que se utilizó un alambre-electrodo ER70S-6 de 0.9 mm, con gas protector de CO2, además con una variación de la extensión del electrodo en 6.4, 8, 10, 12, 15, 19 mm y también de la variación del ángulo de la boquilla en (-30°, -20°,-10°,90°,+10°,+20° y 30° grados). Luego se procedió a la extracción de una macrografía transversal a la probeta del cordón de soldadura, con la finalidad observar la geometría del cordón. Se utilizo Microsoft Excel para la realización del análisis con los datos registrados de la geometría del cordón en función de cada uno de los parámetros, el mismo que nos entregó una ecuación, esto nos permite obtener cordones óptimos y de calidad en cualquier proceso industrial.2022-02-01T00:00:00ZDiseño térmico de un incinerador patológico eléctrico en estado transitorio.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22501
Título: Diseño térmico de un incinerador patológico eléctrico en estado transitorio.
Autor: Boada Arequipa, Luis Antonio
Resumen: This work aims to carry out the thermal design of an electrical pathological incinerator in a transient state. To face the thermal design, it has been considered to establish a mathematical model by the method of finite differences (explicit method), so that the previous temperatures of each node will be used to calculate the current temperature, and so on. With the mathematical model developed, the time for the incinerator furnace to reach working temperatures will be determined, depending on the electrical power supplied. To evaluate the thermal behavior in the transient state, it is necessary to determine the thermal capacitances of the incinerator furnace based on the properties of each material. The power that must be supplied to the furnace will be analyzed from the technical and economic point of view, seeking to obtain an equitable proportion between these two variables. As design alternatives, you have the possibility of using two insulating materials, which are fiber cement and glass wool. The simulation determines the times and temperature distributions for each material and with different input electrical powers. The results of the thermal design are obtained for two prototypes in scale size and two equipment in real dimensions, therefore, the selection of the best alternative for the construction of the furnace will be from the project team in conjunction with the other components of the design. With the analysis of the behavior of the results obtained, for several input powers altering the conclusions and recommendations are established.
Descripción: Este trabajo tiene como objetivo realizar el diseño térmico de un incinerador patológico eléctrico en estado transitorio. Para afrontar el diseño térmico se ha considerado establecer un modelo matemático por el método de diferencias finitas (método explicito), de modo que se utilizará las temperaturas anteriores de cada nodo para poder calcular la temperatura actual, y así sucesivamente. Con el modelo matemático desarrollado se determinará el tiempo para que el horno incinerador alcance las temperaturas de trabajo, dependiendo de la potencia eléctrica que se le suministre. Para evaluar el comportamiento térmico en estado transitorio es necesario determinar las capacitancias térmicas del horno incinerador en base a las propiedades de cada material. La potencia que se debe suministrar al horno se analizará desde el punto de vista técnico y económico, buscando obtener una proporción equitativa entre estas dos variables. Como alternativas de diseño, se tiene la posibilidad de utilizar dos materiales aislantes, los cuales son el fibrocemento y la lana de vidrio. Con la simulación se determina los tiempos y las distribuciones de temperaturas para cada material y con potencias eléctricas de entrada diferentes. Los resultados del diseño térmico se los obtiene para dos prototipos en tamaño escala y dos equipos en dimensiones reales, por lo tanto, la selección de la mejor alternativa para la construcción del horno será del equipo del proyecto en conjunto con los otros componentes del diseño. Con el análisis del comportamiento de los resultados obtenidos, para varias potencias de entrada alterando se establece las conclusiones y recomendaciones.2022-02-01T00:00:00ZProcedimiento para la realización de carburización de aceros mediante el proceso OAW.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22500
Título: Procedimiento para la realización de carburización de aceros mediante el proceso OAW.
Autor: Barriga Simba, Efren Josue
Resumen: In the present work, the application of fuel flames (rich in carbon) through the OAW process to a SAE 1018 low-carbon steel was carried out experimentally in order to increase its hardness. Through a hardness test, different values of the base material were taken to obtain the hardness with which the material is marketed, this would be the reference to later corroborate and verify if the material in question after carburization increases its hardness, therefore that several specimens were correctly prepared for experimentation. This process was carried out in the Welding Laboratory of the National Polytechnic School. Once the carburization process was carried out with oxyacetylene fuel flames, several specimens were subsequently quenched, in order to harden the material even more, with which the useful life of the material can be prolonged. Finally, through a metallography test, it was possible to obtain different micrographs of both the base material and the specimens to which the flames were applied, with this it is desired to visualize the behavior of the microstructure of the material to be analyzed in relation to the increase in hardness.
Descripción: En el presente trabajo se realizó de manera experimental la aplicación de llamas carburantes (ricas en carbono) mediante el proceso OAW a un acero SAE 1018 de bajo contenido de carbono para con esto incrementar la dureza del mismo. Mediante un ensayo de dureza se tomaron diferentes valores del material base para con esto obtener la dureza con la que el material se comercializa, está sería la referencia para posteriormente corroborar y verificar si el material en cuestión luego de la carburización aumenta su dureza, por lo que se prepararon correctamente varias probetas para la experimentación. Este proceso se realizó en el laboratorio de Soldadura de la Escuela Politécnica Nacional. Una vez que se realizó el proceso de carburización con llamas oxiacetilénicas carburantes, seguidamente se realizó un temple a varias probetas, con el fin de endurecer aún más el material, con lo cual se puede prolongar la vida útil del material. Finalmente, mediante un ensayo de metalografía se logró obtener diferentes micrografías tanto del material base como de las probetas las cuales se aplicó las llamas, con esto se desea visualizar el comportamiento de la microestructura del material para analizar en relación con el aumento de dureza.2022-02-01T00:00:00ZDiseño, contrucción y Puesta a punto de una estación de medición de Evaporación atmosférica de agua (Clase Pan A) para el análisis comparativo de sombras debido a paneles fotovoltaicos en reservorios hidroeléctricos.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22499
Título: Diseño, contrucción y Puesta a punto de una estación de medición de Evaporación atmosférica de agua (Clase Pan A) para el análisis comparativo de sombras debido a paneles fotovoltaicos en reservorios hidroeléctricos.
Autor: Zhingre Panchi, Jessica Alexandra
Resumen: This project designed and constructed an evaporation meteorological station, class Pan A, to quantify and compare and compare the evaporation of open water in two different situations. The first is when the surface of the water is covered by photovoltaic panels and the second is when the surface is free. Hence, the design of the station considered the possibility to measure and store the generated electricity by the two photovoltaic cells, of 100Wp each, which are expected to be covering the evaporimeter. For this, the project included the calculation of stress and forces to which the met station will be subject to, and the selections of materials that could provide the required resistance to withstand them. After that, the assembly- and detail-blueprints of the design were drawn in SolidWorks and AutoCAD. Once the design was finished, the class Pan A class tank was built using 430 stainless steel plates, and the support structure using 430 stainless steel and aluminum tubes. Finally, load and leak tests were carried out to check and validate the functionality of the design, and to correct problems. The mechanical design of the station was based on the guidelines for evaporation measurement station of technical note no.83 of the World Meteorological Organization. Furthermore, the selection of the equipment to measure the other climatic variables was based on an analysis of the climatic conditions of Quito-Ecuador.
Descripción: El presente trabajo de titulación consiste en el desarrollo del diseño mecánico y construcción de una estación de medición de la evaporación para la cuantificación y comparación de la perdida de agua por evaporación en dos situaciones diferentes: cuando la superficie del agua se encuentra cubierta con paneles fotovoltaicos y cuando la superficie se encuentra libre. Además, la estación debe ser capaz de medir y almacenar la generación de energía obtenida por las dos celdas fotovoltaicas, de 100W de potencia cada una, que se encuentran tapando el evaporímetro. Para esto se realizó el análisis de la nota técnica 83 de la Organización Mundial Meteorológica e Instrucciones para Observadores Meteorológicos, correspondientes a la construcción de estaciones evaporimétricas, seguido de un análisis de las condiciones climáticas de la cuidad de Quito-Ecuador. Esto permitió la selección de la instrumentación meteorológica de la estación. Después se realizaron los cálculos estructurales correspondientes para su dimensionamiento, selección de tipo de material. Posteriormente se realizaron los planos de conjunto y detalle con la ayuda de Software SolidWorks y AutoCAD. Finalmente se construyó el tanque clase Pan A con la utilización de planchas de acero inoxidable 304 y la estructura de soporte con tubos de acero inoxidable 304 y aluminio. Una vez construida se realizaron pruebas visuales de carga y fugas que permitieron validar la funcionalidad del diseño y realizar las correcciones necesarias2022-02-01T00:00:00ZAnálisis energético y exergético del sistema de vapor del ingenio azucarero del norte.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22498
Título: Análisis energético y exergético del sistema de vapor del ingenio azucarero del norte.
Autor: Chicaiza Rodriguez, Franklin Ismael
Resumen: The purpose of this project is to perform an Energetic and Exergetic Analysis of the Steam System of the Ingenio Azucarero del Norte Sugar Mill. The optimization of energy resources in a sugar mill is of great importance to increase productivity and reduce production and energy costs, therefore an energy analysis has been carried out through the theoretical bases of the first and second law of thermodynamics. The steam system is comprised of a boiler that produces steam distributed directly to a turbogenerator, the flow with less energy coming from this is distributed to the factory and is used in the production of sugar. Through the information collected, energy saving opportunities are proposed for the company, in addition to a techno-economic analysis of each one of them to verify their profitability. Ingenio Azucarero del Norte is a pioneer in the sugar industry in the north of the country, with a steam system used for energy production. This project is a compilation of information with favorable results for the company. In addition, the most important processes in the production of sulfated sugar are presented, with emphasis on the machines that make use of the steam produced in the boiler. A reconnaissance and information survey of the company's boiler is carried out in order to study it. The methodology used in the project is based on the guidelines of the ISO50002 standard. At this point, the energy and exergy analysis of the steam system baseline is performed. Subsequently, energy saving opportunities are proposed with their respective technoeconomic analysis. Finally, conclusions and recommendations are presented.
Descripción: El presente proyecto tiene la finalidad de realizar un Análisis Energético y Exergético del Sistema de Vapor del Ingenio Azucarero del Norte. La optimización de los recursos energéticos en un ingenio azucarero es de gran importancia para aumentar la productividad y reducir costos de producción y energía, por ello se ha realizado un análisis energético a través de las bases teóricas de la primera y segunda ley de la termodinámica. El sistema de vapor está comprendido por una caldera que produce vapor distribuido directamente a un turbogenerador, el flujo con menor energía proveniente de este se distribuye a la fábrica y es usado en la producción de azúcar. A través de la información recolectada se proponen oportunidades de ahorro energético para la empresa, además de un análisis tecno económico de cada una de estas para comprobar su rentabilidad. El Ingenio Azucarero del Norte es pionero de la industria azucarera en el norte del país, con un sistema de vapor utilizado para la producción de energía. Este proyecto es una recopilación de información con resultados favorables para la empresa. Además, se presentan los procesos más importantes en la producción de azúcar sulfatada, haciendo énfasis en las maquinas que hacen uso del vapor producido en la caldera. Se realiza un reconocimiento y un levantamiento de información de la caldera de la empresa con el fin de estudiarla. La metodología usada en el proyecto está basada en los lineamientos de la norma ISO50002. En este punto se realiza el análisis de energía y exergía en la línea base del sistema de vapor. Posteriormente se proponen las oportunidades de ahorro energético con su respectivo análisis tecno económico. Finalmente, se presentan las conclusiones y recomendaciones.2022-02-01T00:00:00ZSimulación de juntas soldadas en traslape utilizando gtaw de acero inoxidable AISI 430.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22489
Título: Simulación de juntas soldadas en traslape utilizando gtaw de acero inoxidable AISI 430.
Autor: Tapia Reascos, Diego Josué
Resumen: Over the years, various researchers have developed technologies that characterize welding processes using Finite Element Analysis (FEM) or commercial software packages. The present work consists of performing a simulation by the GTAW welding process of standardized specimens of two overlap-welded joints made of AISI 430 ferritic stainless steel, of which there is not much information about the behavior at the time of being welded due to the fact that 400 series steels have poor weldability. Through the Finite Element Method (FEM), in order to simulate the welding process and, consequently, obtain the analysis of metal stresses. The finite element method (FEM) will be validated through experimental data, data obtained from standardized tensile tests and metallographic analysis. Favorable results are expected in the experimental comparison and the simulation, where a low percentage of error is estimated.
Descripción: A lo largo de los años, varios investigadores han desarrollado tecnologías que caracterizan los procesos de soldadura empleando el análisis de elementos finitos (FEM) o con paquetes computacionales comerciales. El presente trabajo consiste en realizar una simulación por el proceso de soldadura GTAW de probetas normalizadas de dos juntas soldadas en traslape fabricadas de acero inoxidable ferrítico AISI 430, de los cuales, no existe mucha información acerca del comportamiento al momento de ser soldados debidos a que los aceros de serie 400 poseen baja soldabilidad. A través del Método de Elementos Finitos (FEM), con el fin de simular el proceso de soldadura y, en consecuencia, obtener el análisis de tensiones de metales. El método de elementos finitos (FEM) será validado a través de datos experimentales, datos obtenidos de ensayos normalizados de tracción y análisis metalográfico. Se esperan resultados favorables en la comparación experimental y la simulación, donde se estima un bajo porcentaje de error.2022-02-01T00:00:00ZAnálisis de ciclo de vida de materiales de construcción.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22488
Título: Análisis de ciclo de vida de materiales de construcción.
Autor: Pillajo Correa, Edison Danilo
Resumen: Cement production represents approximately 12-15% of total global industrial energy use, also it is responsible for 5-7% of anthropogenic carbon dioxide emissions (CO2eq).Consequently, energy consumption, the impact on climate change and the depletion of natural resources are the main concerns in this industry. In Ecuador, sustainability studies of this material have focused on the operational phase, leaving aside the production phase. The present work determines the consumption of energy, water and CO2eq emissions in the production phase (gate to gate approach) of one ton of pozzolanic Portland cement type GU in Ecuador. For this, the information of the Guapáncement plant, that is belonging to the National Cement Union corporation, was taken as a reference. Life cycle analysis, that is detailed in ISO 14040, was used to calculate energy consumption and CO2eq emissions; and the Water Footprint Network methodology was used to calculate the water blue footprint. The results show that the calcination stage is the one with the highest energy consumption (3218,8 MJ/toncemento) and is also responsible for 95% of CO2eq emissions. On the other hand, the highest water consumption occurs in the cooling tower (0,18 m3/toncemento). This research is a preamble to the identification of opportunities for improvement in energy and environmental performance in the production process of this material.
Descripción: La producción del cemento representa aproximadamente del 12 al 15% del uso total de energía industrial global, además es responsable del 5-7% de las emisiones de dióxido de carbono antropogénicas (CO2eq). En consecuencia, el consumo energético, el impacto sobre el cambio climático y el agotamiento de los recursos naturales se encuentran entre las principales preocupaciones en esta industria. En Ecuador, los estudios de sostenibilidad de este material se han centrado en la fase operacional, dejando de lado la fase de producción. El presente trabajo determina el consumo de energía, agua y emisiones de CO2eq en la fase de producción (enfoque puerta a puerta) de una tonelada de cemento Portland puzolánico tipo GU en el Ecuador. Para lo cual, se tomó como referencia la información de la planta Guapán, perteneciente a la corporación de la Unión Cementera Nacional. Se usó el análisis del ciclo de Vida,detallada en la norma ISO 14040, para el cálculo del consumo de energía y las emisiones de CO2eq; y la metodología de la Water Footprint Network para el cálculo de la huella hídrica azul. Los resultados demuestran que la etapa de calcinación es la de mayor consumo energético (3218,8 MJ/toncemento) y, además, es responsable del 95% de las emisiones de CO2eq. Por otro lado, el mayor consumo de agua se da en la torre de enfriamiento (0,18 m3/toncemento). Esta investigación es un preámbulo para la identificación de oportunidades de mejora en el desempeño energético y ambiental en el proceso de producción de este material2022-02-01T00:00:00ZEstudio del proceso de soldadura GTAW para ceros inoxidables y aluminio.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22487
Título: Estudio del proceso de soldadura GTAW para ceros inoxidables y aluminio.
Autor: Sánchez Moposita, Daysi Nohemí
Resumen: The objective of the present work is to establish an appropriate guide of the electrical and functional parameters for the application of electric arc welding with a tungsten electrode and gas protection, which is carried out through the development of a descriptive methodology, the same that facilitates the adequate obtaining of these parameters, which influence the mechanical properties of the materials, as well as the quality of the welding bead.The present research work shows the study of the GTAW process applied in carbon steels, stainless steels and its ferrous alloys, this information is carried out through the compilation of relevant information, where it is structured in an orderly and precise manner, describing each of the welding parameters (GTAW).At the same time, the correct use and parameters are described. operations, all this depending on factors such as torch handling, joint design, choice of electrode where s e is involved the power supplied through the welding machine, welding speed, as well as the shape of the tip of this when applied to the study materials. Due to the different microstructure that the materials to study have, the operating parameters are specified individually, which have operating information according to the material, amperage, arc voltage, flow rate, etc., main parameters to carry out in welding manual and automatic in the GTAW welding process. All the information is gathered and structured in an orderly manner in tables, in which the different operating parameters of the materials already described can be distinguished, this being the main objective of this study, in such a way that clean joints are obtained. and with excellent mechanical properties.
Descripción: El objetivo del presente trabajo es establecer una guía apropiada de los parámetros eléctricos y funcionales para la aplicación de la soldadura por arco eléctrico con electrodo de tungsteno y protección gaseosa, el cual se lleva a cabo por medio del desarrollo de una metodología descriptiva, la misma que facilite la adecuada obtención de estos parámetros, que influyen en las propiedades mecánicas de los materiales, así como en la calidad del cordón de soldadura. El presente trabajo de investigación muestra el estudio del proceso GTAW aplicado en aceros al carbono, aceros inoxidables y sus aleaciones ferrosas, esta información se la lleva a cabo través de recopilación de información relevante, en donde se estructura de forma ordenada y precisa describiendo cada uno de los parámetros de la soldadura (GTAW). A la vez se describe el correcto uso y parámetros operativos, todo esto dependiendo de los factores como el manejo de la antorcha, diseño de juntas, elección del electrodo en donde se ve envuelto la potencia suministrada a través de la máquina soldadora, velocidad de soldadura, así como la forma de la punta de este al ser aplicado en los materiales de estudio. Debido a la diferente microestructura que poseen los materiales a estudiar, los parámetros de operación son especificados de forma individual, las cuales poseen información operativa según el material, amperaje, voltaje del arco, caudal, etc., parámetros principales para llevar a cabo en soldadura manual y automática en el proceso de soldadura GTAW. Toda la información es juntada y estructurada de forma ordenada en tablas, en las cuales se puede distinguir los distintos parámetros operativos de los materiales ya descritos, siendo este el principal objetivo de este estudio, de tal forma que se llegase a la obtención de uniones limpias y con excelentes propiedades mecánicas.2022-02-01T00:00:00Z