La presente tesis está orientada a la rama del diseño en Ingeniería Mecánica. Se identificó la necesidad de mejorar la producción de adobe en las diferentes zonas altoandinas del Perú. Actualmente con métodos tradicionales se logra producir en el mejor de los casos 250 adobes diarios, demandando además un excesivo esfuerzo de los productores. A raíz de este déficit en la producción se diseñó de una mini planta móvil para la fabricación de adobes con una capacidad de 100 adobes por hora que además ayude a disminuir el esfuerzo humano. La máquina adobera posee unas dimensiones de 1.5 metros de ancho, 2.36 metros de alto y un largo de 2.28 metros. La máquina funciona aprovechando el principio de la energía hidráulica para ejercer una presión de 12.5 kg/cm2 sobre el barro premezclado para que este pueda adoptar las dimensiones finales deseadas de 400 x 200 x 150 milímetros. Para determinar la presión necesaria que se necesita ejercer sobre el adobe, se realizaron diferentes ensayos de compresión y humedecimiento de tierra. Estos ensayos se realizaron a diferentes presiones desde los 5 kg/cm2 hasta los 20 kg/cm2, concluyendo posteriormente que la presión adecuada para la fabricación de adobes era 12 kg/cm2. La unidad hidráulica es accionada por un motor de combustión interna de 15 HP, que usa como fuente de combustión gasolina de 90 octanos, cuya potencia está sobredimensionada en un 30% aproximadamente. El sobredimensionamiento del motor responde a la pérdida de eficiencia que sufren los motores cuando se trabaja en zonas con alturas superiores a los 3000 metros sobre el nivel del mar. La máquina se encuentra diseñada principalmente en acero, por lo que se recomienda el uso de pintura anticorrosiva para su protección de la humedad del barro con el que trabajará y de las constantes precipitaciones que se producen en la zona andina. Adicionalmente dentro del cuerpo y los anexos de la presente tesis se encontrará la información necesaria para corroborar el desarrollo de esta, así como la descripción del proceso de selección de la tierra, proceso de preparación del adobe y los ensayos necesarios para verificar si el adobe producido es de buena calidad.

En la presente tesis se presenta el desarrollo de un Sistema de Detección de Fallas para una Bomba Centrifuga, que se basara en el método del análisis vibracional Los trabajos realizados incluyen el estudio de funcionamiento de la bomba centrifuga, la elección del método de detección de fallas y el diseño del Sistema de Diagnostico de Fallas que permita conocer el estado diseñado en la bomba centrifuga en la Planta Intercambiador de Calor, donde se realizan las pruebas. El sistema de Diagnostico de Fallas para la Bomba Centrifuga desarrollado, detecta de manera correcta, fallas de desalineamiento en las bombas centrifugas estudiadas.

El presente trabajo de investigación tiene la finalidad de realizar el estudio de un equipo underground lanzador de concreto marca Normet con fines de aumentar su disponibilidad mecánica. Para ello se plantea evaluar posibles fallas en el sistema de lanzado de concreto y realizar modificaciones al sistema original, el alcance del trabajo se basa en modificaciones mecánicas y, al mismo tiempo, variaciones de componentes en el sistema hidráulico del equipo para la empresa Robocon S.A., el cual garantizará la continuidad de las operaciones, y cumplir con las metas y objetivos con respecto a las cantidades de metros cúbicos proyectados. El estudio inicia con la identificación de los principales sistemas del lanzador Normet. A continuación, se analiza el sistema de lanzado de concreto, el cual se divide en tres aspectos principales: hidráulico, operacional y diferencias con respecto a otras marcas. Luego, la aplicación de la Metodología de Diagnostico Caterpillar para determinar el desplazamiento entre los componentes del cilindro de selección ubicado en el sistema de lanzado de concreto, como la causa raíz de las fallas detectadas. Finalmente, se propone tres modificaciones para solucionar la problemática, en primer lugar, el cambio del perfil de rosca ACME con las tolerancias según norma AISI/ASME, en segundo lugar, el modo de sujeción axial de la horquilla en el cilindro de selección y, finalmente, el ajuste con las tolerancias del ensamble pin-bocina en el mismo cilindro.

Orientador: José Geraldo Pena de Andrade / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia / Made available in DSpace on 2018-08-20T03:35:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Makino_DanielLucas_M.pdf: 8638175 bytes, checksum: 015ab58ccd2917a68b2de9853da1f45a (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: No Brasil, assim como na grande maioria dos países emergentes, o saneamento básico, na atividade de abastecimento de água, tem sofrido avanço tecnológico e estrutural aplicado de forma precária e pouco expressivo ao longo da história, devido à carência de recursos para operação e manutenção adequadas. Por essa e outras razões tem-se culminado o tardamento da melhoria contínua da eficiência ao longo de todo o processo, tendo, por consequência, perdas significativas do volume de água (relação dos volumes produzidos com os consumidos ou faturados) e elevado consumo de energia elétrica. A energia elétrica é o segundo insumo mais utilizado no processo produtivo do setor de saneamento, representando aproximadamente 2,5% da matriz energética do país e aproximadamente 50% dos custos operacionais de uma companhia. Analisando a magnitude e a importância que a eletricidade representa ao setor de saneamento, o que o saneamento representa à matriz energética e o que o custo do consumo da eletricidade representa nas despesas das companhias, diagnostica-se que a eficiência no uso desse tão importante recurso beneficia todas as partes associadas, bem como propícia o alcance de um desenvolvimento cada vez mais sustentável. Visando o alcance dessa finalidade, o emprego de inversores de freqüência em sistema de bombeamento atualmente vem se tornando um aspecto fundamental para a otimização do consumo de energia elétrica e da operacionalidade do sistema. Portanto, o objetivo principal desse trabalho consiste em estudar e analisar a eficiência energética de máquinas hidráulicas de velocidade de rotação variável. Para isso será especificamente retratada uma investigação de um setor do sistema de abastecimento de água do município de Limeira-SP / Abstract: In Brazil, as well as in the great majority of the emergent countries, the basic sanitation, in the activity of water supply, it has suffered technological and structural advance applied of precarious form and little expressive throughout history, due to lack of resources for adequate operation and maintenance. For these and other reasons have occurred the delay of the continuous improvement of the efficiency throughout all the process, having, for consequence, significant losses of water (relation of the produced volumes with the consumed or invoiced volumes) and high consumption of electric energy. The electric energy is the second product more used in the productive process of the sanitation sector, representing approximately 2,5% of the energy matrix of the country and approximately 50% of the operational costs of a company. Analyzing the importance that the electricity represents to the sanitation sector, and what the sanitation represents to the energy matrix, and what the cost of the consumption of the electricity represents in the expenditures of the company, it is diagnosised that the efficiency in the use of this so important resource benefits to all the parts associates, as well as it makes possible the reach of a development each time more sustainable. Intending this purpose, the application of frequency invertors in pump systems currently it comes becoming a essential aspect for the efficiency of the consumption of electric energy. Therefore, the main objective of this work consists of studying and analyzing the energy efficiency of hydraulical machines of speed of changeable rotation. For this specifically will be portraied an inquiry of a sector of the system water supply of Limeira-SP / Mestrado / Tecnologia e Inovação / Mestre em Tecnologia

El presente trabajo consistió en explorar y encontrar una opción energéticamente y económicamente más eficiente que el proceso de destilación simple para la producción de agua ultra pura en el laboratorio de manufactura de la PUCP. La opción alternativa elegida fue una máquina de ósmosis inversa y deionización de agua suministrada por la red de agua potable. Esta tesis desarrolló el diseño mecánico de una máquina que utilice los procesos de purificación del agua mediante una membrana de ósmosis inversa y cartuchos de resina iónica, la selección de componentes, la elaboración de los planos necesarios y la estimación de los costos de fabricación, armado y funcionamiento de la máquina. Para realizar el diseño, primero se definió el caudal y calidad de agua requeridas por el laboratorio y también la calidad y propiedades físicas del agua suministrada por la red. Con esos datos, se procedió a seleccionar una membrana de ósmosis inversa que pudiera producir dicho caudal con una alta tasa de purificación del agua. El siguiente paso fue aplicar la teoría de mecánica de fluidos para calcular las pérdidas de energía del fluido en tuberías y accesorios para el caudal requerido. Una vez conocido el caudal necesario y las pérdidas en el sistema, se procedió a seleccionar una bomba que pudiera cumplir con los requerimientos necesarios de presión y caudal, y que también use la energía eléctrica y el agua potable con la mayor eficiencia posible. A continuación, se aplicaron conceptos químicos de soluciones iónicas, para calcular la vida útil y la composición necesaria de una cama de resina desionizadora mixta que produjera agua ultra pura con un pH neutro, a partir de la composición aproximada del agua producida por la ósmosis inversa. Una vez dimensionados y seleccionados los componentes, se procedió a desarrollar los planos y calcular los costos de adquisición, armado y operación de la máquina. La bomba seleccionada fue una bomba de desplazamiento positivo tipo diafragma y la membrana de ósmosis inversa una membrana en espiral de poliamidas. El costo total de adquisición de componentes, diseño y ensamblaje asciende a S/.6500.

A geração de energia limpa e sustentável ocupa, cada vez mais, lugar de destaque nas preocupações da humanidade. A otimização da utilização dos recursos naturais para essa finalidade, assim como para produção de alimentos, consumo de água, transportes e outras necessidades, torna-se a cada dia um desafio maior. Assim, a geração de energia elétrica, tendo como matriz os recursos hidrícos, ainda principal matriz energética instalada no Brasil, encontra-se no seu limiar de disponibilidade no que se refere a aproveitamentos por grandes plantas geradoras. A instalação de micro e miniprojetos de geração de energia encontrou, em recente legislação do setor elétrico nacional, a possibilidade de conexão de seus geradores ao sistema de distribuição através da Geração Distribuída, pela modalidade de compensação de energia consumida e gerada. Tal possibilidade inaugura uma nova realidade para a geração de energia hidrelétrica a medida em que viabiliza a implantação de projetos para mananciais de pequena expressão, que até então estavam relegados a geração em sistemas isolados. Se por um lado a legislação derrubou um histórico impedimento a esses projetos, por outro lançou o desafio de torna-los viáveis. A compensação de quantidades consumidas de energia elétrica por energia gerada e entregue a rede de distribuição, com a realidade de isenção de impostos em vigor, por si é uma alavanca no sentido dessa viabilidade. Não obstante não é suficiente. Barreiras tais como a complexidade técnica e operacional, aliada aos elevados preços de aquisição, operação e manutenção das máquinas geradoras de energia hidrelétrica disponíveis no mercado ainda são muito impeditivas. Nesse sentido esse trabalho traz uma proposta de alternativa técnica para colaborar na viabilidade da implantação de pequenos projetos de geração de energia hidrelétrica, bem como na repotenciação de plantas antigas, depreciadas e geralmente ineficientes, inúmeras delas abandonadas pelo país. Trata-se da proposta de utilização de um perfil alternativo para turbinas hidráulicas, a máquina geradora de fluxo em lugar das turbinas. O trabalho relata a experiência na repotenciação de uma antiga central hidrelétrica de 600 kW, repotenciada para 3.000 kW, pela substituição de seus equipamentos por máquinas hidráulicas geradoras de fluxo (bombas) acionando geradores síncronos, com unidades de 500 kW. / The generation of clean and sustainable energy is increasingly prominent in the concerns of humanity. The optmization of the use of natural resources for this purpose, as well as for food production, water consumption, transport and other necessities is becoming a major challenge. Therefore, a generation of electric power, with hydropower resources, main source of energy installed in Brazil, is at its availability limit without reference to large power plants. The installation of micro and mini power generation projects has found, in the national electricity sector recent legislation, the possibility of connecting their generators to the distribution system through Distributed Generation, through the compensation modality of consumed and generated energy. This possibility inaugurates is a new reality for the generation of hydroelectric power as it allows the implementation of projects for small-scale water sources, which until then were relegated to generation in isolated systems. On the one hand legislation has overthrown a historic impediment to such projects, on the other it has launched the challenge of making them viable. The quantities compensation of electricity consumed by energy generated and delivered to the distribution network, with the reality of tax exemption in force, in itself is a lever in the direction of this viability. Nevertheless it is not enough. Barriers such as technical and operational complexity, allied with the high prices of acquisition, operation and maintenance of the hydroelectric generating machines available in the market are still very preventable. In this sense, this work proposes a technical alternative to collaborate in the viability of the implantation of small hydropower generation projects, as well as in the repowering of old, depreciated and generally inefficient plants, many of them abandoned across the country. This is about the proposal to use an alternative profile for hydraulic turbines, the flow generating machine instead of the turbines. The work reports the experience of repowering a former 600 kW hydroelectric plant, repowered to 3,000 kW, by replacing its equipment with flow-generating hydraulic machines (pumps) powering synchronous generators with 500 kW units. / Tese (Doutorado)

La leña es una fuente de energía empleada frecuentemente en zonas rurales o en lugares de escasos recursos. En el departamento de Ancash se obtiene leña a partir de los árboles de eucalipto debido a su abundancia y rápido crecimiento. Dentro de los procesos que involucra la elaboración de leña, el astillado, el cual consiste en realizar un corte longitudinal al tronco seccionado de manera que exponen las fibras, es el proceso que presenta las mayores dificultades puesto que, para llevarlos a cabo, se utilizan hachas manuales que requieren de un gran esfuerzo físico y además de un tiempo considerable, lo que puede perjudicar a los trabajadores. Es por esto que en el presente trabajo se diseñó una máquina hidráulica astilladora de troncos de eucalipto en el departamento de Ancash para acelerar dicho corte. Esta máquina procesa troncos cortados en tramos de 50 cm de longitud y diámetros variables entre 20 y 30 cm para obtener 4 partes simétricas las cuales serán utilizadas como leña. El proyecto inició con la elaboración del estado del arte, el cual incluye como parámetro la fuerza necesaria para poder cortar el tronco para la cual se tuvo que realizar ensayos de corte variando las condiciones. El resultado del ensayo fue una fuerza mínima de 30000 N con una cuchilla de ángulo de 30° con poca influencia en el rango de diámetros. Luego, se elaboró la lista de exigencias en conjunto con representantes de los trabajadores de la zona. En base a la producción actual, se estimó la capacidad de la máquina astilladora a 450 troncos por día como mínimo. Posteriormente se elaboró la estructura de funciones y la matriz morfológica a partir de las cuales se diseñaron los conceptos de solución y finalmente el proyecto preliminar óptimo. Una vez logrado este paso, se procedió a calcular y a dimensionar las piezas y equipos que involucra la máquina. Finalmente, se elaboraron los planos de despiece y ensamble, así como la lista de costos. El resultado del proyecto fue una máquina astilladora la cual impulsa troncos con un cilindro hidráulico contra una cuchilla y que además cuenta con un sistema de alimentación de tronco. El elemento de corte tiene una forma de cruz y puede regular su altura de manera que el corte sea de cuatro partes simétricas con una capacidad mínima de 450 troncos de 50 cm de longitud. El costo total de la máquina asciende a USD 15715.