Orientador: Odivaldo José Seraphim / Banca: Jair de Jesus Florentino / Banca:José Fernando Presenço / Resumo: Para avaliar o desempenho de motobombas alimentadas por uma central de microgeração fotovoltaica (MGD-FV), foi necessária a montagem de um sistema de monitoramento e coletas de dados da produção e consumo de energia, dados estes, necessários para que se determinassem índices específicos da capacidade de bombeamento de duas bombas hidráulicas distintas, instaladas no Sítio Modelo da Fazenda Lageado, elevando água de uma cisterna para um reservatório. O desempenho de cada bomba foi avaliado em função de suas características elétricas e hidráulicas e sua interação com a irradiância solar disponível para seu acionamento. Cada sistema trabalhou em três pressões manométricas de recalque durante o período de 5 dias. O volume de água bombeado pelos dois sistemas propostos variou entre 5244 a 9398 litros/dia, para o sistema de bombeamento fotovoltaico - SBF2 e de 6249 a 7792 litros/dia, para o sistema de bombeamento fotovoltaico - SBF1, sendo que ambos bombearam água suficiente para atender as necessidades básicas de uma pequena propriedade rural. O desempenho prático de cada sistema foi verificado em função do (IB) índice de bombeamento, em l/kWh e do (IC) índice de consumo, em kWh/l, baseado nesses índices pode-se notar que nas condições desse experimento a bomba do SBF2 é mais indicada para valores de altura manométrica entre 2,5 e 7,5 mca em regiões com baixo índice de irradiação ou estações ano que apresentam energia disponível reduzida no período, pois tem maior volume bombeado quando submetida a essas condições de trabalho. A bomba SBF1 é mais indicada para valores de altura manométrica entre 7,5 e 13,5 mca em regiões com alto índice de irradiação / Abstract: To evaluate the performance of pumps powered by a photovoltaic microgeneration (MGD-FV), it was necessary to mount a system of monitoring and data collection of production and consumption of energy, these data needed for specific indices that would determine the pumping capacity of two separate hydraulic pumps, installed in the Site Model Farm Lageado, bringing water from a tanker to a storage tank. The performance of each pump was assessed in terms of their electrical and hydraulic characteristics and their interaction with the solar irradiance available for your drive. Each system worked into three booster gauge pressures during 5 days. The volume of water pumped by the two proposed systems ranged between 5244-9398 liters / day for the PV pumping system - SBF2 and 6249-7792 liters / day for the PV pumping system - SBF1, both of which have pumped enough water to meet the basic needs of a small farm. The practical performance of each system was checked as a function of (IB) pumping rate in l / kWh and (IC) rate of consumption in kWh / l, based on these indices may be noted that under the conditions of this experiment the pump SBF2 is the most suitable for gauge height values between 2.5 and 7.5 mca in regions with low levels of irradiation or the seasons which have reduced energy available in the period, it has greater volume pumped when subjected to these working conditions. The SBF1 pump is most suitable for gauge height values between 7.5 and 13.5 mca in regions with high irradiation / Mestre

Tesis para optar al grado de Magíster en Administración / Autores no autorizan el acceso a texto completo de su documento / Pérez Smith, Susana (Parte I Concentración estratégica y de mercado), Rodríguez Sepúlveda, Víctor (Parte II Concentración organizativo financiero) / Este plan de negocios propone generar un intraemprendimiento en VOGT S.A, empresa que se dedica a la fabricación y comercialización de bombas de impulsión de fluidos, que consiste en la creación del servicio de arriendo de bombas. Actualmente hay un espacio no cubierto en términos de servicio a los clientes de la gran y mediana minería pues la relación con el cliente es básicamente reactiva, limitándose exclusivamente a la compra de bombas. El concepto del negocio es crear un modelo disruptivo que genere una nueva industria: el arriendo de bombas. VOGT se convertiría en el primer y único participante en el corto plazo. La industria del arriendo de equipos de impulsión de fluidos es altamente atractiva, considerando que prácticamente no hay amenaza de productos sustitutos, que el poder de negociación de los proveedores y compradores es bajo y que en un comienzo la rivalidad en la industria será nula pues VOGT SA será el único participante. La propuesta de valor se dirige al segmento de clientes mineros de la gran y mediana minería que emplean el proceso de lixiviación en la obtención del cobre. En la gran minería, las empresas que la conforman en conjunto cuentan con más de 3.800 equipos de impulsión1 de fluidos, sin embargo, sólo el 28% equivalen a equipos que participan directamente en el proceso de elaboración del cobre, considerados equipos complejos y de alto valor y son a los que apunta esta unidad de negocios. En la mediana minería se identifican 33 faenas mineras con más de 1.800 equipos de impulsión de fluidos2 de los cuales cerca del 18% corresponde a equipos de alto valor y que intervienen directamente en los procesos de elaboración de Cobre. La ventaja competitiva, se obtiene del análisis VRIO de los recursos, capacidades y competencias de VOGT. En este sentido se identifican la marca, base de clientes y conocimiento técnico (fabricación y fuerza de ventas). En términos de valor, estos recursos permiten que VOGT tome ventaja de las oportunidades del ambiente, basado en una marca sólida, con más de 60 años de buena reputación en el mercado, una base de clientes como punto de partida para la captura del mercado objetivo, recursos humanos con altas capacidades técnicas y un proceso de producción sólido. En términos de rareza, no todos los competidores poseen estos recursos. En cuanto a inimitabilidad, se presenta la dependencia del camino y la ambigüedad causal como elementos que provocan que los recursos no sean fácilmente imitables. Finalmente hay una capacidad organizacional para explotar estos recursos y tomar ventaja, El modelo de negocios consiste en la creación de una nueva unidad de negocios que ofrezca un servicio diferenciado y permita posicionarse como líder en el mercado. Este servicio consiste en:  Arrendar equipos de impulsión de fluidos de proceso, donde el traslado de fluidos es crítico para el desarrollo normal de la producción de cobre en clientes de la gran y mediana minería. En función del flujo solicitado por el cliente, Vogt S.A. determinará el equipamiento necesario.  Instalación y puesta en marcha de las bombas seleccionadas, en la obra del cliente, semejante al servicio que actualmente algunas grandes empresas contratan a Vogt S.A.  Mantención y reparación de los equipos, considerando que el objetivo del arriendo es garantizar la continuidad operacional del proceso de cliente.  Capacitación en cuanto a la operación de los equipos de impulsión.  Monitoreo a distancia del funcionamiento de los equipos. Uno de los indicadores relevantes para medir el éxito del negocio es la tasa de conversión de clientes, es decir, clientes actuales de VOGT que migran a la nueva propuesta de valor. Este indicador deber ser mayor a cero e ir aumentando en el tiempo. El financiamiento de la propuesta de valor será con recursos propios requiriendo una inversión inicial de $2.942 MM e inversiones anuales promedio de $929 MM, considerando una tasa de descuento del 15,724%. El VAN obtenido es de $4.733 MM, valor mayor a cero lo que implica que hay creación de valor para los accionistas.

O trabalho apresenta uma análise experimental da distirbuição do tamanho das gotas do spray, gerado pelos injetores de um motor de combustão interna, através da técnica interferométrica a laser com o equipamento Malvern Mastersizer. Foi utilizado um motor diesel com gerenciamento eletrônico da injeção, do qual se derivou um dos tubos de alta pressão para alimentar o conjunto porta-injetor de teste, montado em uma câmara pressurizada com gás inerte, provida de janelas transparentes. A montagem permite o funcionamento autônomo do motor sobre uma base móvel, montada junto a um pórtico no qual o equipamento Malvern Mastersizer foi instalado, de maneira que a câmara fique posicionada na área de amostragem do equipamento, entre o emissor e o receptor do feixe de laser. Com o motor funcionando em regime de marcha lenta, com pressões de injeção da ordem de 280 . 105 Pa, é acionado o comando de uma das unidades injetoras, que assim promove a injeção na câmara de teste. Simultaneamente é iniciada a medição com o equipamento Malvern, que fornece a distribuição volumétrica contínua do tamanho das gotas. É feita também uma análise teórica do spray dos injetores, através de uma função simples de distribuição do tamanho de gotas derivada da aplicação do Princípio da Máxima Entropia, considerando a normalização da função distribuição de probabilidade e o princípio da conservação de massa. O método experimental mostrou-se satisfatoriamente apropriado para a análise dos injetores. A ferramenta teórica, apesar de não ser diretamente comparável com o método experimental, mostrou-se capaz de definir apenas o pico máximo da distribuição do tamanho de gotas do spray.

Turbo-machinery design is clearly about making many decisions often under uncertainty and with multiple conflicting objectives. In this work, a computational tool has been developed to assist in the preliminary design optimization of supersonic turbines with application on turbopump rocket engines. It was proposed an evolutive approach based on genetic algorithm to automatize the process of selecting values, based on hands-on experience, for decision variables and fulfill simultaneously decisive compromises faced by the designer. At design point, exploring multiple optima solutions, the tool allows to fast estimate in a robust and accurate manner, performance, main dimensions, mass of rotor-wheel and the lower possible flow rate of the turbine. Out of this point, performance maps can be calculated varying rotational speed and pressure ratio. Because, it is involved by many objectives, a Pareto-optimum set is found. The search ends when the relation power-to-weight converges. The power-to-weight ratio characterizes a good option to relate performance and weight among distinct turbopump turbines. The empirical loss models adopted as well as the recommended values in the selection of decision variables were obtained in the Russian literature. To demonstrate the functionalities of tool, the single-stage of the Soviet RD109 rocket turbine was redesigned. The results were validated from those found in the engine';s atlas of construction and also, by a statistical method of calculation defined from an experimental study that estimates the maximum turbine efficiency.

Este trabalho tem como objetivo analisar e otimizar o desempenho de uma bomba hidráulica de fluxo através do redimensionamento de seu rotor. A partir da teoria acerca do pré-dimensionamento de rotores pelo método clássico (também conhecido como método geométrico) propõe-se uma planilha eletrônica que permite obter as dimensões básicas necessárias para o projeto de um rotor a partir de dados iniciais de operação e coeficientes empíricos. De modo a validar o dimensionamento teórico este trabalho apresenta um estudo de caso em uma bomba-teste. A partir dos dados do software de dimensionamento e recomendações coletadas na bibliografia um novo rotor é desenvolvido tendo como objetivo principal melhorar o desempenho de operação da bomba. Durante o desenvolvimento do novo rotor são utilizados aplicativos CAD e CAM de modo a auxiliar a elaboração do projeto e execução da usinagem. Uma bancada especial de teste de bombas é utilizada no levantamento dos dados experimentais. Os resultados dos ensaios demonstram um ganho máximo na eficiência de operação de 8% e redução de até 0,7 kW na potência da bomba operando com o novo rotor. / This work has as objective to analyze and to optimize the performance of a flow hydraulic pump by the re-design of pumps impeller. From the theory about impeller design by the classic method (also known as geometric method) proposes an electronic spread that allows obtaining the basic dimensions of impeller from initial pump operation data and empiric coefficients In order to validate the theoretical design this work presents a study of case on a pump test. From the design software data and recommendations collected in the bibliography review a new impeller is developed with the main objective to improve the pump performance. During the new impeller development are used applications CAD and CAM to aid the elaboration of the design and the execution of machining. A special hydraulic pump test bench is used to collect experimental data. The tests results shown a maximum gain of 8% in the efficiency of operation and a reduction of until 0,7 kW in the pump power consumption operating with the new impeller.

La mina Yanacocha se ubica aproximadamente a 600 km al norte de Lima y a 20 km al noroeste de la ciudad de Cajamarca, a una altitud cercana a 4100 m.s.n.m. En los procesos mineros que realiza utiliza el agua como alternativa de abastecimiento. En el desarrollo del proceso por acción de lixiviación de sulfuros se producen alteraciones en la calidad del agua (aguas ácidas) las cuales son evacuadas hacia grandes pozas. Considerando y respetando las normas medio ambientales la minera tiene que preocuparse por restablecer las propiedades naturales del agua antes de devolverlas al medio ambiente. Por tal motivo se desarrolla en Maqui Maqui – Yanacocha el proceso de bombeo de aguas acidas, evacuando el agua contaminada desde la poza de almacenamiento hasta otra poza localizada al norte de la misma en la cual se procederá a la neutralización del agua antes de devolverla al medio ambiente. El objetivo general de esta tesis es el desarrollo de la ingeniería de detalle del sistema de bombeo de aguas ácidas desde la poza de almacenamiento sur, hasta la poza de almacenamiento y control norte. En primer lugar se define el significado de automatización a nivel de industrias mineras en el mundo de hoy. Enfocando nuestro interés en el desarrollo de la automatización en la minera Yanacocha. En segundo lugar se identifico las variables del proceso, desarrollando la ingeniería básica del proyecto. En tercer lugar se desarrolla la ingeniería de detalle del sistema de bombeo. Por último, se elabora los cálculos necesarios para la selección de los instrumentos tanto de campo como de control. También se desarrolla el programa que permite controlar el proceso de bombeo, como también los resultados gráficos de la simulación del programa, además sugiero algunas recomendaciones para la prueba de instrumentos antes y después de ser instalados. / Tesis

El presente trabajo de investigación está enfocado en realizar el estudio de las cargas fluctuantes generadas por el movimiento rotacional del conjunto eje-impulsor en un agitador vertical, a partir de los datos obtenidos del estudio fluido-dinámico en régimen transitorio del sistema utilizando simulación numérica. Este estudio se basa en la problemática del movimiento oscilatorio presente en el eje durante la operación del equipo. Para lograr este objetivo, se utilizó la metodología MRF (movil reference frame) utilizada en investigaciones precedentes de sistemas agitados. En primer lugar, los resultados obtenidos a partir del análisis numérico, utilizando el software ANSYS, fueron validados con las pruebas realizadas en el laboratorio. Estas pruebas fueron realizadas con un modelo a escala que cumple con todas las especificaciones técnicas de un análisis dimensional. Las variaciones presentes en el análisis son inferiores al 12% lo que comprueba el correcto trabajo realizado en el sistema numérico. Una vez realizada la validación y el estudio de las cargas dinámicas, se pueden obtener conclusiones que permiten cuantificar efectos pocas veces tomados en cuenta como el comportamiento de las cargas generadas en cada uno de los álabes, este efecto es bastante estable a lo largo del tiempo debido a que cada uno de los álabes aplica esfuerzos cortantes al fluido generando campos turbulentos a lo largo de su recorrido. Por lo tanto, la frecuencia de aplicación de las cargas coincide con la frecuencia del movimiento rotacional del eje. Una vez cuantificado este efecto, se determina que el álabe tiene un factor de seguridad cercano a la unidad cuando se lo verifica utilizando la teoría debido a la fatiga, lo cual exige un mayor análisis y cuidado durante su diseño. Además, se comprueba que el impulsor tiene una frecuencia cuyo valor es exactamente el triple de la frecuencia a la que gira el eje y el comportamiento de sus cargas está relacionado con su número de álabes. A su vez, mediante la verificación del cálculo de la falla debido a la fatiga se demuestra que el sistema está sobredimensionado excesivamente cuando se analiza el eje. / Tesis

Minera Administradora Cerro SAC cuenta en su unidad con un sistema de bombeo de aguas de interior de mina el cual es indispensable para extraer el agua drenada en sus labores. La naturaleza del sistema hace que se sobre exijan los equipos ocasionando paradas de operación reiteradas que conllevan al riesgo de inundación de la mina, pudiendo esta terminar en cuantiosas pérdidas materiales, pérdidas humanas, y la paralización de operaciones en la mina, además de significar cuantiosos gastos en mantenimiento correctivo. El presente trabajo tiene como objetivo detectar la causa raiz en uno de los componentes que ocacionan las paradas de las bombas que operan, con el fin de reducir el riesgo que esto implica. El componente se elige entre todos por su mayor inferencia en la repetición de las paradas del equipo, siendo seleccionado el perno que va roscado en el extremo del eje de la bomba y que sujeta al impulsor de la misma. La metodología que se aplica consiste en la recolección de data histórica acerca de las ocurrencias de mantenimiento correctivo, a partir de lo cual se selecciona el componente y se recuperan 2 muestras falladas (nombradas como perno 2 y perno 3) a las cuales se les practica inspección visual, ensayos de dureza, metalografía y análisis químico, ademas del levantamiento de la historia previa a la falla de cada elemento. El resultado se compara con las características del perno descrito por fábrica, hallándose que el material no corresponde al descrito por fábrica. Finalmente se realiza la evaluación de resultados, con lo cual se concluye que ambos pernos fallan por fatiga y que la causa raiz es el material empleado en los pernos que difiere del especificado por fábrica. / Tesis

En el presente trabajo, se estudian los efectos de diferentes fenómenos físicos sobre las frecuencias naturales de un agitador 4PBT45 (modificado en estudios preliminares para obtener un bajo consumo de potencia y alto grado de mezcla) utilizando la herramienta de simulación computacional ANSYS Mechanical, a partir de escenarios simplificados en diferentes condiciones de operación. El proyecto comienza con el análisis de los álabes aislados, para luego estudiar el comportamiento del impulsor por separado y verificar qué sucede con los modos de vibración. Se realiza la simplificación del impulsor a un rotor axisimétrico, con la misma masa y momento de inercia polar, para comparar los efectos en contraste con el agitador original, a través de escenarios estáticos y dinámicos en vacío de cada uno de los modelos. Además, se realiza el modelamiento numérico del agitador estático sumergido y se prueban diferentes propiedades de fluidos. Prácticamente, las variables que se monitorean son: cómo gobiernan las frecuencias locales de los álabes sobre el impulsor, en base al factor de participación de masa; cuáles modos de vibración se ven afectados por la rotación en vacío y cuánto varían las frecuencias debido a dicho fenómeno y por qué; cuán factible es reemplazar el impulsor por un disco y en qué casos da buenos resultados; y cuánto repercute el efecto del fluido envolvente sobre las frecuencias naturales en el sistema estático y cómo se comportan para diferentes tipos de fluidos. En general, se determina que las frecuencias naturales varían en diferentes cantidades dependiendo del fenómeno estudiado. Algunas frecuencias tienden a disminuir o a aumentar en diferentes grados conforme se incrementan las revoluciones, mientras que otras se mantienen constantes. También, se determina que casi todas las frecuencias disminuyen entre 0.5% y 20% por el efecto del fluido dependiendo principalmente de la densidad del mismo y del modo de vibrar. Por otro lado, se encuentra una expresión analítica que permite calcular la frecuencia natural bajo el efecto de un fluido B, conociendo la frecuencia dentro de un fluido A, a partir de la relación de sus densidades, bajo ciertas hipótesis y condiciones. Además, se consigue una variación entre 1% y 6% entre las frecuencias obtenidas mediante simulación numérica y las calculadas analíticamente, reduciendo el sistema a un grado de libertad, para los modos más importantes. Por último, se conocen los alcances de la herramienta computacional en este tipo de simulaciones y sus limitaciones para desarrollar escenarios más complejos. / Tesis

El transporte de hidrocarburos por ductos requiere considerables consumos de energía para compensar las pérdidas de las mismas debido a la fricción y variaciones de altura a lo largo de la tubería. Es así que el consumo energético se convierte en el principal gasto operativo de un sistema de transporte y una optimización energética repercutirá significativamente en ahorros económicos para la empresa transportista. La presente tesis plantea la optimización energética en un sistema de transporte de líquidos de gas natural con características particulares en altimetría, consumo de energía de bombeo y uso de reductores de fricción. El análisis de basa principalmente en una evaluación y ajuste de los siguientes parámetros: - Consumo de energía de bombeo. - Concentración de reductores de fricción. - Presiones de operación de las estaciones de bombeo. - Configuraciones de estaciones de bombeo de acuerdo al régimen de transporte. Para realizar dicho análisis es necesario modelar el efecto de los reductores de fricción en la tubería y cómo afecta éste en la potencia de bombeo requerida del sistema. El estudio permitirá estimar una optimización energética para un sistema de transporte de líquidos de gas natural y consecuentemente poder reducir los costos asociados a la operación del ducto. / Tesis