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Tesis de Pregrado - Ingeniería en Mecánica

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    Diseño y simulación de un molino triturador de jengibre para los agricultores de la zona de planificación 5
    (Quevedo:UTEQ, 2022) Vásquez García, Aarón Medardo; Zamora Hernández, Yusimit Karina
    El presente estudio tiene como finalidad el diseño y simulación mediante un software CAD/CAE para el desarrollo de un molino de jengibre para los agricultores de la Zona 5 en el Ecuador. Como primer paso se deberá tener en consideración las propiedades del producto a triturar (jengibre) que al ingresar a el equipo no deberá tener humedad. Para seleccionar el diseño del molino se utilizó el método de criterios ponderados y así compararlos con otros posibles diseños. Fue efectuado el dimensionamiento del equipo y se pudo validar su comportamiento mecánico-estructural mediante la simulación en el software SolidWorks, donde se alcanzaron resultados de factores de seguridad positivos por encima del valor mínimo recomendado (1). El material considerado para los elementos que estarán en contacto con la materia prima fue el acero inoxidable de grado alimenticio AISI 304 y los demás elementos de acero A36. El eje principal del molino tiene una velocidad de rotación de 2 500 rpm, llegando a tener una capacidad de hasta 200 kg/h. El principio de funcionamiento del equipo consiste en ingresar el jengibre que se desea triturar por la tolva, luego pasará por la cámara de trituración en donde se ubica el conjunto triturador, para después dar paso al proceso de molienda, dejando caer las partículas por la criba localizada en la parte inferior del molino. En caso de construcción el tiempo de vida útil de los elementos sometidos a desgaste del molino triturador será mayor a los 5 años considerando el uso y mantenimiento adecuado. Palabras claves: Molino de martillos, jengibre, SolidWorks, validación.
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    Open Access
    Diseño y construcción de un prototipo de máquina para corte y grabado láser por control numérico
    (Quevedo:UTEQ, 2022) Bermúdez Morán, Bryan; Iza Lucio, Darwin Lenin; Zapata Hidalgo, Daniel Roberto
    El presente proyecto se enfocó en el análisis del proceso de pirograbado, tratándose de una técnica artesanal para realizar bocetos, esquemas de grabados en superficies de madera, etc. Por otra parte, la investigación se localizó en el cantón de Buena Fe, donde se recopiló información a nivel de localidad con la finalidad de establecer requisitos técnicos, como la arquitectura mecánica que conforma los sistemas de accionamiento, estructura, componentes mecánicos y a su vez, la arquitectura eléctrica que presenta sistema de conexiones y comunicación. Donde se llevó un control de la metodología del desarrollo que definen los requisitos de usuario a través de encuesta, estableciendo los requisitos del sistema y de su arquitectura. En cuanto al proceso de diseño, este desarrolló el análisis de ejes con diámetros de 10 mm y 8 mm, selección de motores NEMA 17 con torque máximo de 0,4 Nm, selección de rodamientos, selección de husillo y tuercas. Por tanto, cumplieron con los requerimientos de diseño establecidos en referencias bibliográficas y documentación. Posteriormente se realizó la construcción del prototipo de dimensiones generales de 750 x 535 mm, que consta con componentes elaborados mediante manufactura aditiva 3D, también se caracterizó por su potencia láser de 15 W con una fuente de alimentación de 110 a 220 V con la finalidad de manipular la placa Arduino Uno. Finalmente se desarrolló el protocolo de pruebas que consistió en ejecutar funciones principales del equipo de grabado o corte, por consiguiente, se establecen condiciones de operatividad para cada uno de los materiales ensayados (plywood, MDF, cartón, balsa, cartón paja), por lo cual en cada ensayo se pueden encontrar variaciones de velocidades, potencia, calidad de imagen, limitaciones del equipo, cuyos resultados denotan parámetros de funcionamiento a velocidades mínimas de 20 mm/min para realizar cortes y a 900 mm/min como velocidad máxima para realizar grabados. Palabras claves: Grabado y corte láser, Control CNC, Arduino Uno, GRBL, Código G
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    Open Access
    Evaluación de las máquinas y herramientas del laboratorio de industrial de la Universidad Técnica Estatal de Quevedo
    (Quevedo:UTEQ, 2022) Moreta Vaca, Raúl Alexander; Cevallos Muñoz, Omar Arturo
    En el presente trabajo de investigación se detalla la evaluación realizada a las máquinas y herramientas del Laboratorio Industrial en la Universidad Técnica Estatal de Quevedo, y, se analizó el estado actual de cada máquina/herramienta en los siguientes laboratorios: Laboratorio de Mecánica, Laboratorio de Redes, Laboratorio de Ciencias Básicas y Laboratorio de Materiales. Para poder determinar el estado de cada activo físico se utilizó la investigación de campo en el lugar de estudio correspondiente, para de esta forma diagnosticar las falencias, averías, fallas de cada activo y proponer soluciones de mejora para una mejor operatividad de cada máquina/herramienta con la finalidad de alargar la vida útil de cada máquina y mejorar la disponibilidad de estos con el fin de que puedan realizar las respectivas prácticas los estudiantes. Para analizar cada componente de las máquinas/herramientas de los diversos laboratorios se utilizaron diferentes metodologías de mantenimiento tales como: Análisis de Criticidad, la cual es una herramienta que asigna una ponderación de criticidad a cada activo dependiendo de sus riesgos potenciales que podrían afectar la operatividad de cada máquina/herramienta con la finalidad de priorizar sus actividades y frecuencias de mantenimiento, también se empleó el Análisis de Modo y Efecto de Fallas (AMEF), método que permite analizar cómo se genera una falla y sus efectos correspondientes todo ello con la finalidad de determinar acciones que reduzcan la frecuencia de estas fallas. Mediante las diferentes metodologías de mantenimiento utilizadas y el diagnóstico correspondiente se repotenciaron algunas máquinas, herramientas e instrumentos del Laboratorio de Mecánica y Laboratorio de Ciencias Básicas, en los laboratorios de Materiales y Redes se realizaron actividades de servicio, debido a que estos activos no presentan fallas graves. Después de analizar las fallas de cada activo físico en los cuatro laboratorios se propone un plan de mantenimiento, con la finalidad de mejorar las condiciones de conservación y cuidado de los mismos, a su vez se realiza una propuesta de distribución para las máquinas y herramientas de los laboratorios de Mecánica y Materiales. Palabras claves: Estado actual, criticidad, mantenimiento, severidad, ocurrencia, fallas.
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    Open Access
    Análisis energético de un motor de combustión interna de encendido provocado bajo el uso de biocombustible obtenido a partir del mucílago de cacao
    (Quevedo:UTEQ, 2022) Muñoz Simi, Irene Milena; Ordoñez Miranda, José Manuel; Laverde Albarracín, Cristian
    El presente proyecto tiene como objetivo realizar un análisis energético de un MCI de encendido provocado bajo el uso de biocombustible. La primera fase se centra en obtener el biocombustible a partir del mucílago de cacao, mediante procesos de fermentación y destilación; luego se analiza el bioetanol, para determinar su uso como biocombustible, luego se realiza la caracterización, verificando así el octanaje para el uso en MCI; con esto se estudiará el comportamiento de este biocombustible. La segunda fase del proyecto se focaliza en realizar pruebas en el vehículo escogido, siendo el Hyundai Grand i10 2020 en la ruta escogida en la región Sierra, parroquia Conocoto, que cuenta con parte urbana y extraurbana, realizando la comparativa con dos combustibles comerciales los cuales son Súper y Extra. Para la experimentación se utilizan instrumentos de medición que permiten la recolección de datos por cada ruta, realizándose dos recorridos de rutas por cada combustible. Los datos obtenidos del equipo CANedge permite realizar los cálculos de potencia, consumo de combustible, flujo másico de combustible, calor liberado por el motor, eficiencia energética y eficiencia exergética, mientras que el CANmod permite trazar la ruta mediante GPS y el Skywatch recolecta los parámetros atmosféricos en los que se están efectuando las pruebas experimentales. La evaluación del MCI se da mediante la interpretación de curvas características como son la potencia vs RPM, consumo de combustible vs potencia, el promedio de la eficiencia energética y eficiencia exergética de los combustibles utilizados para la experimentación. El análisis del balance de energía por el MCI fue representado por valores en una tabla y en diagramas de Sankey por cada combustible que permite apreciar cómo se distribuye la energía en el sistema del vehículo definiendo así la viabilidad del uso del biocombustible. Palabras claves: Análisis energético, Biocombustible, Motor de combustión interna, Eficiencia energética, Eficiencia exergética
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    Open Access
    Evaluación del proceso de combustión y sus emisiones en un motor de encendido provocado a partir de la mezcla de etanol-gasolina y su comparativa frente a combustibles tradicionales
    (Quevedo:UTEQ, 2022) Giraldo Cagua, José Manuel; Peralta Olivo, Anderson Stuart; Laverde Albarracín, Cristian Samuel
    Ecuador es un país petrolero con grandes plantaciones de cacao, las cuales también tienen grandes desechos, a través de esta investigación se dará uso a parte de ese desecho. En específico el mucílago del cacao, convirtiéndolo en etanol por medio de un proceso de fermentado y destilado para mezclarlo con gasolina Extra y desarrollar un nuevo biocombustible con base de bioetanol de cacao, evaluando sus emisiones en un motor de combustión interna a través de pruebas estáticas, obteniendo mediante el análisis fisicoquímico un octanaje de 85,2. El biocombustible demuestra ser mejor en varios aspectos, en las emisiones de CO, HC, CO₂ y O. Todos estos valores serán detallados con la diferencia en porcentajes de cada tipo de emisión, demostrando lo importantes que son cada uno de estos para el correcto funcionamiento del vehículo, y que los valores se encuentren dentro del rango permitido por la norma INEN 2204. Este proyecto de investigación ayudará a formar las bases de futuros desarrollos de biocombustibles que ayudarán a disminuir la contaminación ambiental. Palabras clave: Emisión de gases, biocombustible, mucílago de cacao, bioetanol, motor de combustión interna.