Ingeniería Mecánica

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Diseño de una línea de producción para envases tipo Viena utilizando lámina TFS como alternativa al aluminio.
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2025) Ortiz Duque, Santiago; Sanabria muñoz, Yeiner Mauricio; Rivero Mejía, Saúl Emilio
La industria de empaques para alimentos enfrenta actualmente desafíos relacionados con el aumento de los costos de producción y la disminución del consumo, lo que obliga a replantear estrategias de innovación en el diseño y fabricación de envases. En este contexto, surge la necesidad de explorar materiales alternativos que garanticen la calidad y la salubridad del producto final, sin comprometer la competitividad de las empresas del sector. El presente trabajo se centra en el envase tipo Viena, utilizado principalmente para productos de la familia de los embutidos, cuya fabricación se realiza tradicionalmente a partir de aleaciones de aluminio. Dichas aleaciones incluyen elementos como magnesio, manganeso, zinc, cobre, silicio, cromo y titanio, que mejoran las propiedades mecánicas del material. Este estudio plantea la viabilidad de emplear un material alternativo con propiedades similares a las del aluminio, capaz de mantener la seguridad alimentaria y reducir los costos de producción, con el fin de mejorar la rentabilidad y fortalecer la posición competitiva de la empresa PRODENVASES S.A.S. en el mercado. Esta investigación aborda la problemática desde una perspectiva integral, analizando las propiedades de los materiales, los procesos de embutición, los recubrimientos protectores y las normativas vigentes, con el fin de proponer una solución sostenible y rentable para la industria de empaques metálicos. Abstract: The food packaging industry is currently facing challenges related to rising production costs and declining consumption, forcing a rethink of innovation strategies in package design and manufacturing. In this context, the need arises to explore alternative materials that guarantee the quality and healthiness of the final product, without compromising the competitiveness of companies in the sector. This work focuses on the Vienna-type container, mainly used for products from the sausage family, which is traditionally manufactured from aluminum alloys. These alloys include elements such as magnesium, manganese, zinc, copper, silicon, chromium, and titanium, which improve the mechanical properties of the material. This study raises the feasibility of using an alternative material with properties similar to aluminum, capable of maintaining food safety and reducing production costs, in order to improve profitability and strengthen the competitive position of the PRODENVASES S.A.S. company in the market. This research addresses the problem from a comprehensive perspective, analyzing the properties of the materials, the drawing processes, the protective coatings, and the current regulations, in order to propose a sustainable and profitable solution for the metal packaging industry.
Generación de gas de síntesis en un reactor con calentamiento externo emulando la gasificación solar.
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2025) Zambrano Arenas, Yeiner Rafael; Pérez Echeverri, Geraldin Andrea; Granados Orozco, Jose Antonio; Lenis Rodas, Yuhan Arley
Este trabajo presenta el diseño y la fabricación de un sistema de alimentación continua de biomasa, desarrollado como parte del proceso de implementación de un reactor de gasificación alotérmica de operación en continuo. El proyecto comprende el modelado CAD, la elaboración de planos técnicos y la manufactura de los componentes principales: tolva de alimentación, tornillo sinfín, camisa del sinfín, tapas con alojamientos para rodamientos y retenedores, base del motor, acoples tipo cardán y estructura de soporte del conjunto. Cada pieza fue fabricada en los talleres de la Institución Universitaria Pascual Bravo mediante procesos de mecanizado convencional, mecanizado CNC y soldadura, asegurando la correspondencia dimensional entre el diseño y el prototipo final. El sistema ensamblado permite transportar biomasa residual de manera controlada hasta la entrada del horno tubular, garantizando la alineación del eje, la hermeticidad del conducto y la estabilidad mecánica requerida para futuras pruebas de gasificación. Se realizaron pruebas de operación en frío para validar el movimiento del sinfín, comprobar la estabilidad del motor y verificar la ausencia de interferencias entre componentes. Los resultados demuestran que el sistema cumple con los objetivos de diseño, presenta un desempeño mecánico adecuado y constituye una plataforma lista para integrarse con el reactor de gasificación en futuros trabajos. Abstract: This work presents the design and fabrication of a continuous biomass feeding system developed as part of the implementation of an allothermal continuous gasification reactor. The project includes the CAD modeling, technical drawings, and manufacturing of the main components: feed hopper, screw conveyor, screw casing, bearing and seal housings, motor base, cardan couplings, and structural support frame. All components were manufactured at the mechanical workshops of the Institución Universitaria Pascual Bravo using conventional machining, CNC machining, and welding processes, ensuring dimensional accuracy and full correspondence with the original design. The assembled system enables controlled and stable transportation of residual biomass toward the inlet of the tubular furnace, ensuring proper shaft alignment, airtightness of the feeding conduit, and mechanical rigidity for future gasification experiments. Cold-operation tests were conducted to validate screw motion, verify motor stability, and confirm the absence of interferences between components. The results show that the system meets the design requirements, demonstrates reliable mechanical performance, and is ready for integration with the gasification reactor in future research stages.
Diseño de un banco de pruebas con sistema de elevación para practicas con los módulos de ensayo de alternadores.
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2025) Saldarriaga Ortiz, Mario Eusebio; López Jaramillo, María Camila
Caracterización experimental del rendimiento y emisiones de motocicletas con mezclas gasolina - alcohol en condiciones estacionarias y dinámicas.
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2025) Madrid Blandon, Juan Esteban; Gallego Montoya, Anderson
El presente trabajo tiene como objetivo determinar las pérdidas de potencia que se generan al realizar ensayos de motocicletas en un dinamómetro de rodillos diseñado para automóviles, comparando los resultados con los obtenidos en un dinamómetro específico para motocicletas. La metodología experimental se desarrolló empleando tres motocicletas de inyección electrónica, KTM Duke 200, Kawasaki ER-6N y Kawasaki Z250. Las pruebas se efectuaron bajo el ciclo de conducción urbano del Área Metropolitana del Valle de Aburrá (AMVA), simulando condiciones reales de aceleración, desaceleración y velocidad. Se midieron variables como par de torsión, potencia efectiva, consumo de combustible y emisiones contaminantes, tanto con gasolina extra como con mezclas de isobutanol al 10%, 20% y 30% en volumen. Los resultados evidenciaron que el dinamómetro de automóviles introduce pérdidas adicionales por efecto de la mayor masa e inercia de los rodillos, lo que repercute en la potencia medida y las emisiones registradas. Se estableció una metodología de corrección que permitirá mejorar la precisión en futuros ensayos y aprovechar de manera óptima los equipos disponibles en el laboratorio para investigaciones sobre combustibles alternativos y eficiencia energética en motocicletas. Abstract: This study aims to determine the power losses generated when testing motorcycles on a roller dynamometer designed for automobiles, comparing the results with those obtained on a dynamometer specifically designed for motorcycles. The experimental methodology was developed in the laboratories of the Pascual Bravo University Institution, using three electronically fuel-injected motorcycles: a KTM Duke 200, a Kawasaki ER-6N, and a Kawasaki Z250. The tests were conducted under the urban driving cycle of the Aburrá Valley Metropolitan Area (AMVA), simulating real-world acceleration, deceleration, and speed conditions. Variables such as torque, effective power, fuel consumption, and pollutant emissions were measured, both with premium gasoline and with isobutanol mixtures at 10%, 20%, and 30% by volume. The results showed that the automobile dynamometer introduces additional losses due to the greater mass and inertia of the rollers, which affects the measured power and recorded emissions. A correction methodology was developed that will improve accuracy in future tests and make optimal use of the equipment available in the laboratory for research on alternative fuels and energy efficiency in motorcycles.
Modelo de negocio para el emprendimiento de asesorías de mantenimiento y reposición de flotas vehiculares "Circulamos" .
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2025) Ramírez Murillo, Harold; Mosquera González, Davinson
Se lleva a cabo un proyecto de emprendimiento enfocado en un modelo de negocio que ofrece asesorías para el mantenimiento de vehículos y programas de renovación de flota en el sector productivo de Colombia. Esta iniciativa nace de la necesidad de disminuir la siniestralidad y los altos costos operativos que surgen de un mantenimiento inadecuado y la falta de planificación en la reposición de vehículos. El propósito es mejorar la gestión técnica y económica de las flotas de vehículos, ofreciendo soluciones integrales que ayuden a cumplir con las normativas actuales y a aumentar la seguridad en las vías. Se pretende proporcionar a las empresas un modelo de asesoría que facilite la toma de decisiones en cuanto al mantenimiento y la sustitución de unidades. El modelo propone la implementación de mantenimiento preventivo, predictivo y correctivo, uso de software CMMS y adopción de herramientas como diagnóstico OBDII, análisis tribológico, monitoreo de consumos y control de fallas por condición real de operación. Para reposición de flota se plantea evaluar vida útil, costo total de propiedad, fallas recurrentes, obsolescencia tecnológica y proporcionalidad entre costo de mantenimiento y valor residual. La validación de mercado confirma el interés de usuarios del sector transporte en una asesoría técnica que integre diagnóstico mecánico, análisis económico y planeación de reposición. La validación financiera indica viabilidad del emprendimiento con estructura de costos y margen operativo sostenible.
Diseño de un plan de mantenimiento para redes contra incendio en edificaciones residenciales y comerciales.
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2025) Tamayo Arango, Daniel Alejandro; Ardila Marín, María Isabel
Montaje de un equipo de monitoreo para la sistematización de las diferentes variables de un sistema de aire acondicionado tipo mini split en la Institución Universitaria Pascual Bravo
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2017) Jiménez Giraldo, Andrés Felipe; Toro Ruiz, Sergio Andrés; Chiribí Acevedo, Sthephany; Moreno Paniagua, Carlos Mario
La necesidad de llevar un control de las variables en tiempo real de un aire acondicionado, para determinar el correcto funcionamiento de todo el proceso, exige su automatización. El proyecto consta del monitoreo, en tiempo real, de un aire acondicionado por tanto, se debe saber cuáles son las variables más importantes a medir, entre ellas temperatura, presión, humedad y corriente eléctrica, luego de ello y con la previa selección de sensores, se dispone a su ubicación en puntos específicos del sistema; no obstante un autómata estará controlando y recopilando los datos censados y a su vez exportándolos a una hoja de Excel; el autómata permite programarlo con intervalos de tiempo haciendo así más práctica la toma de datos. La implementación de este sistema de monitoreo, permite muchas posibilidades de análisis; por ejemplo, el diseño de un plan de mantenimiento basado en la confiabilidad del equipo, puesto que con los datos obtenidos se puede llevar un control del comportamiento.
Evaluación de alternativas tecnológicas para el monitoreo del consumo de combustible en flotas vehiculares : un análisis comparativo
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2025) Blandón Cuervo, Juan Carlos; Rentería Peláez, Jorge Luis
Este estudio evaluó cinco tecnologías para el monitoreo del consumo de combustible en flotas vehiculares colombianas (OBD-II, sensores de flujo, GPS/telemetría, IoT y software de análisis), con el objetivo de identificar las soluciones más eficientes y viables técnica-económicamente. Se realizó un análisis comparativo mixto (cualitativo-cuantitativo) mediante revisión documental y aplicación del Método de Ponderación Simple (MPS) con seis criterios: reducción de consumo (%), precisión, costos iniciales, ROI, compatibilidad y escalabilidad. Los resultados del análisis cuantitativo mostraron que: OBD-II obtuvo el mayor puntaje global (0.663/1.0) para flotas livianas, Sensores de flujo alcanzaron 94-97% de precisión, pero con ROI prolongado (24-36 meses). GPS + telemetría presentó el mejor equilibrio (puntaje: 0.6618), reduciendo hasta 26.7% el consumo en transporte público. Cualitativamente, se identificaron barreras clave: desconexión tecnológica en zonas rurales (32% de vías sin cobertura estable), antigüedad del parque automotor (>20 años en 40% de flotas) y necesidad de capacitación técnica. Las conclusiones destacan que • La selección tecnológica debe basarse en el tipo de flota y capacidad de inversión. • Combinar sistemas (ej.: OBD-II + software) optimiza resultados en flotas mixtas. • La implementación requiere alinearse con normativas.
Generación de energía eléctrica a partir de la energía undimotriz disponible en las zonas costeras de Colombia mediante el uso de una columna oscilante de agua = Generation of electric power from wave energy available in the coastal areas of Colombia using an oscillanting water column
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2025) Peña Bedoya, Juan Diego; Posada Montoya, José Alejandro; Patiño Arcila, Iván David; Hincapié Montoya, Jhon Fredy
Este estudio evalúa la viabilidad de implementar tecnologías de generación de energía a partir de la energía undimotriz en las regiones costeras de Colombia, enfocándose en las geometrías más eficientes según los tipos de olas presentes en el territorio. Esta investigación explora el uso de columnas oscilantes de agua como una opción sostenible para aprovechar el movimiento de las olas del mar para la generación de electricidad. La tecnología de columna oscilante de agua, convierte el movimiento de las olas en energía mecánica y posteriormente en electricidad. A pesar de los avances tecnológicos, existen desafíos como la variabilidad en la producción energética y la alta inversión inicial requerida; sin embargo, el avance continuo de la ciencia y la tecnología puede ayudar a superar estas barreras. Respecto a la metodología, se usó el software Ansys Fluent 2024 R2 y 2025 R1, con el que se realizaron una serie de simulaciones en estado transitorio de una cámara de una Columna Oscilante de Agua. Por otra parte, se propuso realizar simulaciones computacionales para evaluar el rendimiento de los sistemas propuestos. Este enfoque busca no solo aportar soluciones energéticas innovadoras para Colombia, sino también contribuir al desarrollo sostenible y a la resiliencia de las zonas costeras, Para el modelado se empleó el modelo de turbulencia k-ε (dos ecuaciones) y se consideraron distintos factores como el tipo de ola (laminar o no laminar, hiperbólica o dispersiva) y variaciones en las condiciones de frontera (D, L y H modificadas), como resultados se obtuvieron las gráficas de comportamientos de las olas según la variación de condiciones, se espera que este tipo de proyectos fortalezca la capacidad de investigación e innovación y contribuya al cumplimiento de los objetivos de sostenibilidad del Plan Energético Nacional hacia 2050.
Diseño mecánico y térmico de una unidad de generación de vapor de baja potencia
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2025) Aguirre Álvarez, Cristian David; Diaz Ortiz, Sebastián; Pineda Hernández, Yordi Andrés; Delgado Mejía, Álvaro
Este proyecto se centra en el diseño mecánico y térmico de una unidad de generación de vapor de baja potencia, con el objetivo de brindar soluciones energéticas sostenibles a zonas rurales e industriales con recursos limitados. El diseño opera a 105 °C y 150 psi, combinando compacidad, eficiencia térmica y facilidad de mantenimiento. El sistema está específicamente diseñado para satisfacer las necesidades de pequeñas comunidades y aplicaciones industriales con limitaciones de espacio y recursos, como en las zonas rurales de Colombia, en particular en el municipio de Murindó, Antioquia. El diseño propuesto integra conceptos fundamentales de transferencia de calor, selección de materiales y resistencia mecánica, a la vez que aborda consideraciones económicas y ambientales. Cumple con normas internacionales, como la Sección VIII de ASME para recipientes a presión, lo que garantiza la seguridad y la fiabilidad. El sistema busca minimizar las pérdidas térmicas y reducir las emisiones, promoviendo un uso más eficiente de los recursos naturales. El proyecto también incluye un análisis detallado del diseño y la fabricación del prototipo, basado en simulaciones y pruebas realizadas con herramientas avanzadas como Autodesk Inventor y Smath Solver. Estos pasos son cruciales para validar la viabilidad del sistema y garantizar que cumpla con los requisitos funcionales y de seguridad. Desde una perspectiva social, el proyecto busca promover la descentralización energética y mejorar el acceso a tecnologías sostenibles para las comunidades vulnerables. El municipio de Murindó, con sus abundantes recursos hídricos y la necesidad de soluciones energéticas autónomas, constituye un caso de estudio relevante para la implementación de este sistema. Se espera que el diseño proporcione una fuente de energía confiable y eficiente, mejorando la calidad de vida de los residentes y apoyando las actividades económicas locales. El desarrollo de este proyecto no solo aborda los desafíos tecnológicos, sino que también refleja un compromiso con la sostenibilidad y el acceso equitativo a los recursos energéticos. Al optimizar el diseño, este trabajo contribuye a los avances en ingeniería térmica y mecánica, ofreciendo soluciones prácticas y escalables para comunidades con limitaciones económicas y geográficas. Los resultados de este proyecto demuestran el potencial de los sistemas compactos de generación de vapor para proporcionar energía sostenible en entornos con recursos limitados, allanando el camino para futuras innovaciones en este campo.
Modelación paramétrica y simulación numérica de una turbina eólica LIAM F1
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2025) Ramírez Quintero, Juan Camilo; Hincapié Montoya, Jhon Fredy
El presente trabajo de grado se centra en el diseño y desarrollo de un prototipo 3D funcional de una turbina eólica Liam F1. Esta turbina se caracteriza por su innovador diseño helicoidal, que permite una captura eficiente de la energía del viento, convirtiéndolo en una alternativa prometedora para la generación sostenible de energía eléctrica en entornos urbanos y rurales, especialmente en áreas de difícil acceso. (Porras, 2023) La turbina Liam F1 no solo optimiza la captación de energía eólica, sino que también se destaca por su bajo nivel de ruido, lo que la hace adecuada para su instalación en zonas residenciales. El desarrollo de este prototipo implica varias etapas críticas, comenzando con la parametrización de las características geométricas de la turbina para obtener un modelo CAD en 3D, construcción de un modelo físico mediante impresión 3D, validación experimental y simulación con herramientas computacionales. Las simulaciones permitirán proponer mejoras a los parámetros geométricos de la turbina para mejorar su eficiencia en condiciones de operación. Este trabajo no solo busca demostrar la viabilidad técnica de la turbina Liam F1 como solución energética, sino que también evaluará su potencial de implementación en diferentes contextos territoriales, a la transición hacia fuentes de energía renovable, abordando los desafíos actuales en sostenibilidad y eficiencia energética.
Desarrollo de modelos dentales didácticos para la formación práctica en odontología mediante materiales reforzados e impresión 3D
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2025) Rincón Sepúlveda, Luis Felipe; Agudelo Sánchez, Diana María
La formación práctica de los estudiantes de odontología enfrenta limitaciones debido a la escasa disponibilidad de modelos didácticos de dientes humanos, cuyo costo es elevado, y al difícil acceso a dientes reales debido a las regulaciones legales del país. Este estudio propuso el desarrollo de modelos dentales didácticos de bajo costo, fabricados mediante impresión 3D y materiales compuestos, con el objetivo de mejorar el entrenamiento preclínico de futuros odontólogos. Para ello, se diseñaron prototipos anatómicamente precisos utilizando impresión 3D, moldes de silicona y materiales combinados con refuerzos de polvo de cobre. Se inició con bajas concentraciones del refuerzo y se incrementaron progresivamente hasta alcanzar una dureza similar a la de la dentina. Además, se realizaron pruebas de calidad que incluyeron la evaluación de un odontólogo experto y pruebas de dureza. Los resultados de estas pruebas revelaron que las muestras con mayor contenido de polvo de cobre lograron la resistencia al desgaste necesaria para las simulaciones de tallado. Como conclusión, se evidenció que la integración de tecnologías de fabricación digital permite replicar variaciones morfológicas y biomecánicas, facilitando la identificación de estructuras dentales y el proceso de tallado por parte de los estudiantes. Estos resultados resaltan la viabilidad de los materiales compuestos en la producción de modelos costo-efectivos, reduciendo la dependencia de insumos importados y mejorando la calidad de la formación académica. Asimismo, el estudio sugiere que la personalización de odontotipos mediante impresión 3D no solo optimiza el aprendizaje práctico, sino que también contribuye a abordar problemas de salud pública.
Evaluación del efecto de la adición de puntos cuánticos de carbono en combustible diésel en parámetros de combustión dual con gas natural
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2025) Martínez Villa, Brayan Branz; Gallego Montoya, Anderson
Dada la creciente preocupación por el aumento significativo de la demanda energética, las emisiones contaminantes de los motores diésel, el uso de combustibles fósiles y la liberación de óxidos de nitrógeno (NOx) y material particulado (PM) a la atmósfera —que plantean graves problemas ambientales y de salud pública a nivel mundial—, este estudio explora el uso de combustibles alternativos y sistemas de combustible dual con gas natural, que han demostrado ser una solución atractiva para la combustión de motores diésel. Sin embargo, los avances recientes en el diseño de motores y la formulación de combustibles sugieren que los efectos multicomponente serán cada vez más importantes en el uso de combustibles líquidos. Los procesos de combustión en los motores se controlarán más estrictamente para mejorar aún más la eficiencia y reducir las emisiones. En comparación con el modo diésel convencional, la aplicación del modo de combustible dual reduce significativamente las emisiones de NOx, dióxido de carbono (CO₂) y PM. Sin embargo, las emisiones de hidrocarburos (HC) y monóxido de carbono (CO) pueden aumentar varias veces, o incluso más de 100 veces, en comparación con la combustión diésel normal. También parece existir una relación de compensación entre las emisiones de NOx y HC en la operación de combustible dual. El objetivo de este trabajo es identificar el potencial del uso del modo de combustible dual gas natural/diésel en motores diésel mediante la adición de puntos cuánticos de carbono, con el fin de lograr resultados positivos en el retardo de encendido, la velocidad de combustión y la temperatura. Esto se investiga mediante la combustión de una sola gota utilizando el método óptico Shadowgraph en una atmósfera reactiva con gas natural.
Estudio de las propiedades mecánicas de un material compuesto de matriz polimérica reforzado con fibras de fique recubiertas con un polímero termoplástico
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2023) Alarcón Hernández, Juan Sebastian; Isaza Merino, Cesar Augusto
Los materiales compuestos en la actualidad han ido creciendo exponencialmente gracias a sus buenas prestaciones a nivel de propiedades mecánicas y bajo peso , el sector automotriz, aeronáutica o y naval son los principales receptores de este tipo de materiales, estos realizan actividades que incluyen diseño, selección de materiales y fabricación de acuerdo a su necesidad , en busca de una economía sostenible y eficiencia en la parte operativa al igual que una buena relación con el medio ambiente . Algunas extracciones de materia prima para la elaboración de estos compuestos son a base de petróleo lo que genera una contaminación progresiva. Los materiales compuestos están hechos principalmente de d os componentes , una matriz y un refuerzo el cual al combinarse, la tendencia de aumento en las propiedades mecánicas son bastante considerable , la mayoría de estos refuerzos son fibras sintéticas que generan una contaminación al medio, por eso se optó real izar un estudio de un material compuesto a base de fibra natural ( fique como refuerzo y una matriz polimérica de poliéster , por ende este trabajo se centra en el estudio detallado de las propiedades mecánicas de un material compuesto de matriz polimérica reforzado con fibras de fique, las cuales están recubiertas con un polímero termoestable (PVA). La investigación aborda aspectos clave como la resistencia a la tracción, la flexión, y el esfuerzo interlaminar. Se examinó cómo el recubrimiento de polímero termoplástico impacta tanto la resistencia como la deformación del material compuesto. El análisis se extiende a la estabilidad de las curvas de esfuerzo deformación, identificando la participación del polímero termoplástico en la generación de nuevas respuestas del material . Este trabajo contribuye a la comprensión de las propiedades mecánicas de materiales compuestos utilizando fibras de fique recubiertas, proporcionando información valiosa para aplicaciones prácticas en ingeniería.
Diseño de un plan de mantenimiento para la extrusora de plástico de laboratorio manufactura mecánica de Institución Universitaria Pascual Bravo
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2023) Moncada Maya, Adrián Fernando; Ramírez Ramírez, Duván Esteban; Valencia Castrillón, Diego Alejandro; Cruz Riaño, Gloria
La realización de este plan de mantenimiento es esencial para la operación de la extrusora en la Institución Universitaria Pascual Bravo. Servirá como material de estudio para los alumnos, permitiéndoles comprender cómo utilizar cada componente y reconocer la importancia de seguir un orden en su ejecución. Los estudiantes dispondrán de un recurso que les proporcionará instrucciones específicas para cada procedimiento. El enfoque de este plan de mantenimiento es principalmente preventivo. Sin embargo, se incluyen análisis de condición predictiva y correctiva para abordar diferentes aspectos en la construcción de este plan, específicamente diseñado para una extrusora de plástico. Las dimensiones de este plan de mantenimiento son de construcción social en términos de formación y enriquecimiento informativo. Ofrecerá una perspectiva de producción más sostenible en relación con la transformación de materias primas como el plástico y su impacto ambiental. La extrusora de plástico proporciona pautas para la transformación de plástico con la perspectiva de un futuro reciclaje de materiales para impresoras 3D. Es importante señalar que los alcances de una máquina como esta no se limitan únicamente a un tipo de plástico, ya que en la industria se trabajan con diversas formas y requisitos especiales derivados de la extrusión de plástico.
Simulación computacional de filamento de PLA (ácido poliláctico) para impresión 3D con potencial uso en fabricación de andamios (scaffolds) para regeneración de tejido
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2023) Areiza Torres, Diego Alejandro; Ballesteros , Luis M.; Hincapié, Jhon F.; Rudas Flórez, Juan Sebastián; Rudas Florez
En este artículo aborda la simulación mediante mecánica de fluidos computacionales (CFD) de la extrusión de un filamento polímero con potencial uso en la industria biomédica. El PLA ser utilizado como material base dado las propiedades para ser extruido y su posibilidad de ser empleado como un biomaterial. Se utiliza CFD como un método esencial para simular cómo los fluidos viscosos fluyen en boquillas de impresión 3D, y para esto se llevó a cabo el uso de OpenFOAM. En la metodología se incluye el diseño CAD de boquillas identificando variables de diseño dado que se tomaron 3 diferentes diámetros de extrusión, 2 longitudes totales, 3 temperaturas de impresión, y 3 diferentes velocidades, además se realizó una búsqueda de las propiedades reológicas del PLA y por último se utilizaron estos datos para realizar la simulación CFD, esto buscando analizar variables como velocidad y temperatura. Le logro determinar que a mayor velocidad de entrada del flujo el desarrollo de la temperatura es menor, permitiendo así definir un valor máximo de entrada de 5 mm/s, además se encontró que la presión no depende solo de la morfología de la boquilla, si no de la velocidad de entrada.
Evaluación de la formación de óxidos en aceros perlíticos sometidos a deslizamiento en seco
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2023) Salas Cardona, Jesús Antonio; Valdes Canaval, Manuel Antonio; Rudas Florez, Juan Sebastián
deslizamiento en seco. Se consideraron tres tipos de óxidos: Hematita (Fe2O3), Magnetita (Fe3O4) y Wustita (FeO). Estos óxidos afectan la interacción entre los dos materiales y afectan la vida útil de la piezas. Para simular las condiciones de desgaste se utilizó un tribómetro block on ring. La carga y la velocidad del ensayo se tuvieron como factores de entrada. Se encontró que estos factores afectan significativamente la formación y tipo de óxidos. Los óxidos resultantes se caracterizaron mediante espectroscopia Raman. Los resultados obtenidos mostraron la presencia de Hematita en condiciones de 1.5m/s de velocidad y 20N de carga. En condiciones más agresivas, 40N de carga y 2.5m/s de velocidad, se presenta la formación de Magnetita además de algunos picos característicos de la hematita. Debido a lo similar de los espectros Raman de la magnetita y la wustita no se identificó esta última en los espectros. Otro factor que se consideró es la degradación de la Wustita debido a la intensidad del láser al momento de realizar la espectroscopia Raman y que la formación de Magnetita puede provocar un mayor degaste que la existencia de Hematita .
Caracterización topográfica de superficies texturizadas sobre materiales de bronce para componentes deslizantes bajo condiciones lubricadas
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2023) Idárraga Gutiérrez, Juan José; Rudas Florez, Juan Sebastián
Una manera de hacer control de las fuerzas friccionales presentes en la intercara es generar modificaciones superficiales pensadas y diseñadas sobre componentes en contacto y con movimiento relativo entre ellos. En este trabajo se muestra la caracterización topográfica de superficies texturizadas (bronces SAE 63 y SAE 67) como una primera etapa de desarrollo de texturas sobre componentes industriales usados en motores Diesel a combustión. Las superficies diseñadas y fabricadas fueron pensadas con el fin de evaluar el efecto cuña para un par buje-eje en contacto lubricado. La geometría de las superficies se basó en surcos en los que se varió su ángulo de ataque con referencia al vector velocidad del lubricante que está como tercer cuerpo en la intercara cuando las superficies están en movimiento. El diseño de las superficies, como pertenece a una etapa preliminar de un desarrollo industrial, fueron fabricadas bajo un proceso de remoción de material en un equipo cinco ejes HASS-UMC750 sobre superficies curvas pensando en ser evaluadas en un tribómetro block-on-ring. Su caracterización topográfica se hizo bajo dos técnicas, una de contacto que fue hecha en una estación de rugosidad y la otra fue una técnica de no contacto como la Interferometría de Luz Blanca (WLI), con el fin de poder tener una reconstrucción digital de las superficies junto con parámetros de superficies y área. A parte de los ángulos de los surcos sobre las superficies, otro de los factores a considerar y que fue calculado durante la caracterización, fue el porcentaje de área aparente de contacto, por lo que la densidad de los surcos fue un factor influyente debido a que el desempeño tribológico bajo condiciones deslizantes mostró una dependencia marcada de esta variable.
Validación experimental de una metodología de medición de la eficiencia energética y de los índices de emisión para estufas de biomasa : estrategias de mejoramiento del rendimiento energético de estufas de biomasa para el uso doméstico en comunidades vulnerables del departamento de Antioquia
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2023) Cano Robayo, Julián Alejandro; Morales Rojas, Andrés David
El presente proyecto tuvo como objetivo analizar el rendimiento energético de una estufa de biomasa tipo cohete, modelo comúnmente utilizado en el departamento de Antioquia. Se realizaron pruebas utilizando madera de pino y madera de eucalipto, las cuales son especies forestales muy abundantes en esta región del país. A partir de los resultados obtenidos en estas pruebas, se plantearon diferentes estrategias para mejorar el rendimiento energético de la estufa. Para evaluar el desempeño energético de la estufa se propuso una adaptación de la prueba Water Boiling Test 4.2.3 (WBT). Esta modificación consideró solamente el calentamiento del agua hasta alcanzar la temperatura de ebullición, lo que se conoce como la prueba de arranque en frío, se ignoraron las pruebas de arranque en caliente y de sostenimiento dado que este tipo de estufas monopuerto son normalmente usadas para una sola cocción, también se modificó la forma en la que se midieron algunas variables de interés, principalmente el material particulado. Además de esto, se llevaron a cabo mediciones de la composición de los gases de escape, lo que permitió determinar la eficiencia de la combustión y calcular los niveles de producción de gases contaminantes y de efecto invernadero, como el monóxido de carbono (CO) y el dióxido de carbono (CO2). También se tomaron mediciones de los perfiles de temperatura en las paredes de la estufa con el fin de identificar las posibles fuentes de pérdida de energía. Con base en los datos y mediciones recopilados durante la adaptación de la prueba WBT 4.2.3, 2014, se realizaron cálculos que validaron experimentalmente la metodología empleada para medir la eficiencia térmica de la estufa tipo cohete. A través de diversas pruebas y réplicas, se determinó que la mejor eficiencia térmica se alcanzó en la estufa modificada (estufa corta, aislada y con cubierta – E.C.A.C) con ambas maderas evaluadas, pino y eucalipto. En cuanto a las emisiones contaminantes, las pruebas con madera de pino y eucalipto revelaron fluctuaciones en las emisiones de CO (ppm) debido a la sensibilidad del equipo y los momentos específicos de toma de medidas. No obstante, las modificaciones de aislamiento y cubierta lograron dirigir los gases hacia la campana de extracción, reduciendo la acumulación en el entorno del laboratorio.
Manufactura y puesta en marcha de un motor Stirling tipo gamma para su uso en sistemas de generación distribuida
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2023) Álvarez Restrepo, Andrés Felipe; López Hincapié, José Mario; Morales Rojas, Andrés David
El escenario energético mundial avanza hacia el mejoramiento de la eficiencia energética que esté al alcance de toda la población acompañado de la disminución de los efectos negativos al medio ambiente, en este orden de ideas los sistemas de generación distribuida son necesarios de implementar en la actualidad y los motores Stirling son una alternativa de estudio para atender a este llamado. En el presente trabajo se realizó la manufactura del motor Stirling tipo gamma con base en los planos del profesor Andrés Sanzol, se abordan en detalle aspectos de fabricación y ensamble. Una vez puesto en funcionamiento, se caracterizó dicho motor para hallar las variables de operación que permitieran calcular la potencia y eficiencia eléctrica.

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