APIARIO TECNIFICADO

Yimer Ovalle1, Oscar Torres2

Ingeniería Mecánica .Universidad América

1yimer.yoyoba@gmail.com

2oskaort15@hotmail.com

Abstract — The development of this project aims to design a simulation prototype semiautomatic an apiary for the extraction and uncapping containers boxes of honey Langstroth type.

Keywords — apiary, honey operculum, decapped

Resumen — El desarrollo de éste proyecto está enfocado al diseño y simulación de un prototipo semiautomático de un apiario para la extracción y desoperculación de los cuadros contenedores de miel del tipo Langstroth.

Palabras Clave — apiario, opérculo con miel, desoperculadora.

I. INTRODUCCIÓN

El proyecto apiario tecnificado consiste en una maquina que involucra procesos de desoperculado y extracción de miel en un proceso continuo semiautomático; implicando que el cuadro a trabajar en la máquina sea un cuadro Langstroth. El tipo de desoperculadora en este proceso para que sea continuo va ser la de tipo vertical con rodillos-cuchillas, la cual contiene una batea con un tornillo sin-fin que transporta el opérculo; Ésta desoperculadora está compuesta por unas guías que llevan el cuadro al siguiente proceso que es la extracción de miel, para que siga siendo continuo. Fue necesario que la extractora sea de eje horizontal con carga de cuadros radiales por pilas de 15 cuadros.

II. FASE DE ANÁLISIS Y REQUERIMIENTOS

Para la fase de análisis y requerimientos se tuvieron en cuenta diferentes estudios como:

• Visitas a apiarios en Colombia: en donde se analizó el proceso de manera manual para tener pautas de mejoramiento del modelo semiautomático.

• Análisis de requerimientos por parte de usuarios de apiarios convencionales: Información sobre los requerimientos funcionales y condiciones de trabajo para la maquina, como lo son: pesaje de los cuadros, prueba para establecer la fuerza que se realiza para el corte de la cera.

• Ensayos mecánicos: Se diseñó una probeta en acero inoxidable ANSI 304, en la cual se halló la fuerza necesaria para poder cortar el opérculo del cuadro.

• Evaluación de las alternativas: evaluación de diferentes procesos para desoperculación y extracción de la miel como lo pueden ser la extracción vertical u horizontal en el caso de la desoperculación están los procesos de rodillos – cuchilla, rodillos – cerdas, y cuchillas calefactadas.

• Tipo de cuadro a utilizar: análisis de cuadro tipo Langstron como stardart actualmente en todos los procesos.

III. CRONOGRAMA DE TRABAJO

Teniendo en cuenta los análisis anteriores se estipuló el siguiente cronograma de trabajo teniendo en cuenta todas las fases del proyecto.

IV. FASE DE INGENIERÍA

A. DISEÑO CAD

Se realizaron bajo un diseño tipo rodillo-cuchilla con su respectiva batea, cadena de transporte de los cuadros, guías y estractora Heading.

Todos los primeros diseños se han realizado en Solid Works, teniendo en cuenta los bocetos realizados en la primera parte del proyecto.

CONCLUSIONES

• El diseño parcial que se tiene necesita unas pruebas de deformación teniendo en cuenta las cargas reales que tendrá la máquina en su funcionamiento.

• El diseño final se realizará en Catia puesto que toda la parte básica se realizó en SolidWorks, lo que se pretende en Catia es analizar de manera ingenieril todas las fases del proyecto.

TURBINA EÓLICA DE BAJO COSTO

Cristhian Andres Paez Torres

Ingeniería Aeronáutica. Universidad San Buenaventura

neo_96@msn.com

Abstract – The development of this project is focused on the design and simulation of a wind turbine with low cost materials for the use of alternative energies in order to supply energy in different areas that have shortage problems.

KeyWords – wind Turbine, horizontal, alternative energies.

Resumen – El desarrollo de este Proyecto está enfocado al diseño y simulación de una turbina eólica con materiales de bajo costo para el aprovechamiento de las energías alternativas con el fin de ayudar las zonas de desabastecimiento energético en el país.

Palabras Claves – Turbina eólica, aerogenerador, Horizontal, energía renovable.

I. INTRODUCCIÓN

El proyecto Turbina Eólica de Bajo Costo consiste en el desarrollo de un aerogenerador que aproveche los diferentes tipos de energía, transformándola y almacenándola para el consumo diario en los hogares Colombianos. El tipo de turbina que se planteaba era Vertical para un mayor aprovechamiento energético, pero en el desarrollo y simulación se determino que era mejor el desarrollo de una turbina horizontal por factores de seguridad y aprovechamiento energético.

II. FASE ANÁLISIS Y REQUERIMIENTOS

Para la fase de análisis y requerimientos se tuvieron en cuenta diferentes estudios como:

• Investigativa: Visitas a Codensa, en donde se analizo el consumo promedio por cada Casa en Colombia, consulta de los estudios de vientos en Colombia.

• Análisis de requerimientos por parte de usuarios: Información sobre los vientos y el consumo para determinar los requerimientos funcionales y condiciones de la turbina, como lo son: Tamaño de las aspas, tamaño del eje, soportes.

• Ensayos mecánicos: Se diseñó el eje de la turbina, aplicándole diferentes materiales y se evaluo el factor de seguridad, la deformación y esfuerzo.

• Evaluación de las alternativas: evaluación de diferentes turbinas eólicas vertical u horizontal. Evaluación de los soportes, piezas y materiales.

III. CRONOGRAMA DE TRABAJO

Teniendo en cuenta los análisis anteriores se estipuló el siguiente cronograma de trabajo teniendo en cuenta todas las fases del proyecto.

IV. FASES DE INGENIERÍA

A. DISEÑO CAD TURBINA VERTICAL

Se realizó el diseño de una turbina eólica vertical en SolidWorks, planteando unos alabes, ejes y soportes de acuerdo a su forma y presión que iba a soportar por el movimiento.

B. ANÁLISIS ESTRUCTURAL TURBINA VERTICAL

Se realizaron una serie de análisis de la turbina eólica vertical en donde se identificaron puntos de quiebre, factores de riesgo y un bajo rendimiento que llevaron a plantear un nuevo diseño de turbina eólica.

C. DISEÑO CAD TURBINA HORIZONTAL

Se realizó el diseño de una turbina eólica Horizontal en SolidWorks, planteando un nuevo diseño de alabes, ejes y soportes de acuerdo a los factores de riesgo obtenidos en las simulaciones.

D. ANÁLISIS ESTRUCTURAL

Se realizaron una serie de simulaciones (deformación total, Factor de Seguridad, Esfuerzo de Von Misses) al eje de la turbina aplicando diferentes materiales, para evaluar su comportamiento y así poder determinar los materiales en los cuales se va a realizar el prototipo.

V. CONCLUSIONES

• El diseño parcial que se tiene necesita unas pruebas de deformación teniendo en cuenta los materiales para evaluar las cargas reales que tendrán las aspas en su funcionamiento.

• El diseño se migrara a Catia en donde se harán unos ajustes y las siguientes pruebas se realizaran en Simulia.

AUTOMATIZACIÓN DE UNA COQUILLADORA DE ALUMINIO

JUAN VICENTE BELTRÁN MALDONADO1

1ihbj14@hotmail.com

Abstract — This project is focused on the automation of a manual machine made for injecting fused aluminuminmolds. The device requires three different automatic modules: an unmolding module, a rising and holding module and a module to incline the complete structure. The current manual machine has a pneumatic system, that’s the reason to look for pneumatic solutions for each module.

Keywords – aluminum injection, unmolding, pneumatic automation

Resumen — Este proyecto está enfocado en la automatización de una máquina manual para la inyección de aluminio fundido en molde. Dicho dispositivo requiere de tres módulos automáticos diferentes: un módulo de desmolde, un módulo de elevación y retención y un módulo para inclinar la estructura completa. La actual máquina tiene un sistema neumático, esa es la razón para buscar soluciones neumáticas para cada módulo.

Palabras Clave — inyección de aluminio, desmolde, automatización neumática

I. INTRODUCCIÓN

El proyecto Automatización de una coquilladora de aluminio surge como un requerimiento de la pequeña empresa del talento Juan Vicente Beltrán quien ha trabajado por varios años en el sector de la fundición de aluminio. Uno de los más importantes puntos del requerimiento inicial es la seguridad del operario, quien debe hacer la operación de desmolde de manera manual, apoyándose en unas palancas metálicas; esto sin duda alguna representa una serie de riesgos innecesarios como exponerse a la alta temperatura del molde después de la fundición o esfuerzos físicos excesivos.

Se inició entonces el diseño de una estructura de soporte para el molde que le brindara además la posibilidad de separar el molde con un mecanismo accionado por un actuador neumáticos, aprovechando ciertas ventajas mecánicas, pero a lo largo del desarrollo de la estructura completa de funcionamiento se han propuesto mejoras que han llevado a un modelo completa en CAD que se espera duplique la productividad de la máquina.

II. FASE DE ANÁLISIS Y REQUERIMIENTOS

Para la fase de análisis y requerimientos se tuvieron en cuenta diferentes estudios como:

• Investigación: Indiscutiblemente uno de los puntos de partida más relevantes es la experiencia del talento debida a su larga trayectoria en la industria de la fundición de aluminio a baja presión, además es un requerimiento puntual partiendo de un sistema en funcionamiento.

• Análisis de requerimientos por parte de usuarios: de este tipo de máquinas principalmente, como ya se había comentado, el requerimiento más conciso es obtener un sistema de desmolde que permita prescindir de la intervención directa del operario para garantizar la seguridad del mismo. Además de la seguridad del operario también se encuentra una demora en el proceso al desmoldar manualmente por el procedimiento utilizado que se ce afectado por distintos factores como el agotamiento físico o algún tipo de dolencia de tipo muscular por el esfuerzo riguroso y repetitivo.

• Ensayos mecánicos: Se modeló toda la estructura en CAD y se están haciendo los últimos ajustes para hacer la simulación de peso de la estructura para poder calcular el tamaño y la fuerza de los actuadores neumáticos.

• Evaluación de las alternativas: se buscaron diferentes modos de lograr la estructura móvil del porta-moldes para lo cual se propusieron verbalmente varias opciones tomando la de tipo bisagra como la más adecuada. También se estudió en varias oportunidades el diseño del contrapeso para equilibrar la estructura móvil, para llegar finalmente a la conclusión de replicar dicha estructura para no dejar simplemente un peso muerto sino darle una utilidad adicional y aprovecharla para aumentar el rendimiento en producción.

III. CRONOGRAMA DE TRABAJO

Teniendo en cuenta los análisis anteriores se estipuló el siguiente cronograma de trabajo teniendo en cuenta todas las fases del proyecto.

IV. FASE DE INGENIERÍA

A. DISEÑO CAD

El modelo actual que se tiene en CAD es el que se muestra en las imágenes siguientes, como se observa allí se ha creado una réplica de la estructura que soporta el molde para poder dar un contrapeso a la estructura móvil y hacer más útil esta carga adicional requerida para equilibrar la estructura. La altura se debe a la distancia mínima que debe tener el operario del cilindro rojo ubicado en la mitad de la estructura que es el horno.

CONCLUSIONES

• Hace falta tener un buen tiempo dedicado a la búsqueda de nuevas alternativas que mejoren las estructuras de las máquinas de manera óptima, como en el caso del contrapeso del cual se busca obtener una utilidad adicional.

• A pesar de que un diseño no se puede respaldar 100% con un programa de CAD las posibilidades de comprobación, detección de errores y optimización de diseño son muy altas por lo que se consolida nuevamente como una herramienta muy poderosa.