Ingeniero Civil Mecánico / En las hélices, que son dispositivos mecánicos que transforman el giro de un eje en una fuerza de empuje, la interacción mecánica-aerodinámica es de vital importancia, ya que desde principio del siglo XX, se sabe que estas se deforman al encontrarse en operación. Siendo realistas, sería correcto decir que toda maquina y/o dispositivo se deforma en condiciones de operación (que sean magnitudes relevantes o no, es otro asunto), sin embargo asumir que una hélice es rígida es un error, ya que las fuerzas que actúan sobre ella, son extremadamente sensible a las deformaciones y velocidades de deformación. Entonces, para estudiar la hélice, se requiere estudiar su comportamiento mecánico y aerodinámico, lo que se hace mediante la Aeroelasticidad . La aeroelasticidad es un rama de la ingeniería mecánica que une el diseño mecánico y aerodinámico,en una sola formulación más completa y compleja. Para estudiar una hélice, en particular la APC SP 10x6 de 10 pulgadas de diámetro, se propone un modelo aeroelástico que considera la hélice como una viga unidimensional de 6 grados de libertad, que esta empotrada en un extremo y libre en el otro; que está acoplada a una fuerza aerodinámica modelada por la rutina QPROP. Se valida el modelo de elementos finitos programado, al igual que el método de Runge- Kutta de cuarto orden que se utilizó. También se valida la rutina QPROP en la predicción de los coeficientes aerodinámicos. Los resultados son consistentes a lo esperado a 4000, 5000, 6000 y 6500 RPM. mas sin embargo, no fue posible resolver la ecuación diferencial que representa al sistema acoplado, ya que la magnitud de las componentes de las matrices que utiliza el método de Runge-Kutta son demasiado grandes, haciendo que las variaciones de posición tenga que ser muy pequeñas y además, tenga que ser de magnitud similar al vector modificado de fuerzas. Con estas condiciones, el paso de tiempo tiene que se extremadamente pequeño, haciendo que Matlab no tenga los recursos suficientes para hacer un segundo de simulación Finalmente se propone encontrar una posición de equilibrio inicial entre la fuerza aerodinámica y la deformación de la hélice, para que a partir de ahí las variaciones sean pequeñas y la fuerza externa se mantenga de una magnitud similar a la fuerza elástica de la hélice.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Mecánico / En la aeronáutica, las hélices cumplen un rol fundamental ya que constituyen un parámetro importante en cuando a las capacidades del vehículo. Parámetros como su velocidad, el peso máximo que el vehículo puede transportar y su máxima envergadura de alas están definidos, en parte, por el tamaño y geometría de la hélice. Así, se tiene que el diseño de estas es vital para el correcto funcionamiento de un avión, helicóptero, cuadricóptero, entre otros. El propósito de este trabajo de título fue diseñar, calcular y construir un banco de pruebas para hélices de hasta 0,78 metros de largo que sea capaz de medir rpm, fuerza de empuje, velocidad, temperatura y torque de una manera más económica al no tener que recurrir a túneles de viento de alta velocidad existentes en laboratorios. El fin de estas mediciones es poder caracterizar distintos diseños de hélices y luego poder compararlos con modelos ya existentes y así poder cuantificar la diferencia entre ellas, dependiendo de su diseño. Como requerimiento de diseño por parte de Vempto S.P.A. se tuvo que el soporte debe poder instalarse aguas arriba (upwind) y aguas abajo (downwind) para así poder realizar ambos tipos de mediciones sobre las hélices. Las mediciones de torque y de empuje del banco de pruebas las realizan celdas de carga cuyo peso y volumen se consideraron en el diseño del pedestal. Estas celdas de carga son transductores que convierten la deformación mecánica en una salida eléctrica cuantificable. El trabajo de título consta de dos etapas: La de diseño y la de construcción. En la primera se realizó el diseño preliminar y el análisis de elementos finitos del pedestal mediante un software. Así, se realizan 3 tipos de análisis a la estructura; estático, de vibraciones y pandeo. Luego de especificar que el factor de seguridad mínimo (2,75) superó al requerido en un principio por Vempto (2,00), se cubicó y cotizó cada uno de los componentes y materiales para la construcción y, finalmente, se especificó qué tipo de mecanizado, procesos de manufactura y ensamblaje se llevaron a cabo para poder realizar de manera óptima la siguiente etapa. Además de lo relacionado al pedestal se seleccionó la parrilla y su anclaje, la que se utilizó para instalar el banco de pruebas sobre el automóvil durante la etapa final. Al mismo tiempo, se diseñó un sistema de aluminio desmontable que permite calibrar cada una de las celdas de carga para luego poder tener mediciones fidedignas en cuanto al torque y empuje generado por cada hélice que se instale en el banco de pruebas. Una vez finalizado el diseño y mecanizado comenzó el ensamblaje y la instalación del banco de pruebas sobre el auto. Así, el pedestal quedó apto para poder realizar las mediciones de hélices. Esta etapa se realiza, por un lado, en un taller privado contratado por parte de Vempto, y para el caso de algunas piezas se tuvo que acudir al taller mecánico de la Universidad de Chile. El trabajo de título se validó luego de que Vempto aceptó el diseño, los cálculos realizados a este y dio el Visto Bueno considerando que el banco de pruebas efectivamente cumple con lo pedido, pudiendo caracterizar hélices mediante torque y empuje. / VEMPTO S.P.A.

PLAN DE NEGOCIOS PARA OPTAR AL GRADO DE MAGÍSTER EN ADMINISTRACIÓN / Diaz Ossandón, Jordan, [Parte I], Carrasco Olivares, Nielsen, [Parte II] / El siguiente plan de negocio, se basa en el desarrollo de un modelo de negocios para el servicio de calibración de hélices y venta de las mismas. Abordando una extensa gama de empresas de servicio a la minería ubicadas de la primera a la tercera región de Chile. De la venta de hélices axiales como producto, se puede destacar la diversa gama de este repuesto que se utilizan en las distintas marcas y modelos de equipos, ya sean estos equipos móviles, plantas mineras, portuarias, alimentos, termoeléctricas, etc. Haciendo que ante una falla o reparación se necesita tener una gran cantidad de stock para dar una solución al problema, nuestra empresa entregara Hélices diferenciadoras que tiene la particularidad de ser totalmente adaptable a esta gama de modelos y marcas, cumpliendo las mismas capacidades técnicas que las hélices originales, esto gracias a que pueden ser dimensionadas, lo que ayuda a tener menos inventario y más durables a las Hélices tradicionales. La reparación de una hélice como servicio aún no está desarrollado en chile, en caso de una falla de este elemento, se debe utilizar el repuesto nuevo e importado. Esta baja disponibilidad del repuesto, se debe a los nulos stocks que posee los dealers de las distintas marcas de equipos mineros. Cabe destacar que nuestro proyecto se evalúa puro sin deuda a través de un capital de trabajo e inversión estimado en $342 MM, lo que ayudado de las medidas que se exponen se espera obtener un EBITDA positivo recién el segundo año de $8MM siendo el primer año un resultado negativo de $81MM. El capital de trabajo y medidas financieras nos sustentan para poder financiar un presupuesto de marketing para el primer año de $25 MM o un 12% de las ventas siendo sustentable en los años posteriores, con esto lograremos un ROA positivo el segundo año de un 4% y un ROE positivo de 12% el tercer año. Finalmente en este informe nos arroja un VAN de $1.800 MM, con una TIR de 47%, en una base de evaluación de 5 años, en este escenario es completamente factible y se sustenta nuestro proyecto por las oportunidades que el mercado presenta y las capacidades que tiene nuestra empresa.