F.D.A. Trabajos de Investigación y/o Extensión

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Análisis comparativo del desgaste en motores de vehículos a gasolina y gas natural vehicular para la empresa SERVICAR en la ciudad de Montería por medio de la cuantificación de elementos en aceites lubricantes empleando el espectrofotómetro de absorción atómica
(2018-04-24) Maussa Caballero, Alvaro Javier; Ortega Arrieta, Leonardo José
Se muestran los resultados de un estudio experimental de comparación del degaste en motor del automóvil Chevrolet Spark LS 1.0 L 8 V usando gasolina y gas natural vehicular (GNV) por medio del análisis de aceites utilizando el método de espectroscopia de absorción atómica (EAA), el estudio se hizo teniendo en cuenta recomendaciones sugeridas por la empresa de taxis SERVICAR. S.A.S ubicada en la ciudad de Montería, a la cual se le realizo el análisis comparativo en su flota de taxis, por lo tanto, las condiciones de operación de los vehículos es de tipo servicio de transporte (taxis) con un kilometraje diario recorrido promedio de 200 km en un turno o 380 km en doble turno, que se transitan a velocidad promedio urbana (30 km/h), con un promedio de 2 pasajeros (140 kg aproximadamente) con poca o ninguna carga en maletero además del conductor. La recolección de las muestras de aceite se hace una vez ha terminado su ciclo de vida en el motor (6.000 km recorridos por el automóvil), sin hacer relleno con aceite durante el proceso de recolección. Los análisis de EAA se realizan en las muestras de aceite para determinar la concentración de los elementos hierro, aluminio, cobre, cinc, sodio, potasio y silicio. Los resultados demuestran que la velocidad de desgaste en términos generales es menor para la concentración de metales de desgaste en el motor funcionando a GNV en comparación con el que utiliza gasolina, la tasa de desgaste de los elementos aluminio, hierro y cobre es mayor en los vehículos que utilizan combustible tradicional con razones de 102 %, 107 % y 104 % respectivamente.
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Análisis exergoeconómico de la gasificación de tusa de maíz empleando vapor de agua como agente gasificante, integrado a un sistema de generación de potencia
(2018-04-08) Rhenals Julio, Jesús David; Torres Montes, Mario Luis
El presente proyecto tiene como objetivo brindar un soporte técnico para la implementación de una planta de gasificación de tusa de Maíz con vapor de agua como agente gasificante para generación de energía eléctrica en el departamento de Córdoba, planteando una alternativa de aprovechamiento para este recurso agroindustrial, generando energía de tipo renovable que puede ser utilizada en el sector industrial, zonas no interconectadas (ZNI) o en el sector residencial, promoviendo el desarrollo sostenible al reducir la carga contaminante que generan las centrales eléctricas convencionales. La alternativa planteada es evaluada mediante la teoría termoeconómica funcional con la ayuda de un modelo de la planta desarrollado en Aspen HYSYS v.8.0. Inicialmente se estudió la disponibilidad futura de la biomasa por medio de la técnica de suavizamiento exponencial simple, para ello se utilizaron los históricos de producción manejados por Fenalce de 2003 a 2013, obteniendo una producción promedio anual de 42642,69 ton/año, además también se determinaron los principales municipios productores los cuales se reparten el 83 % de la producción del grano. Con el fin de conocer propiedades que intervienen en el proceso de gasificación, se caracterizó la biomasa por medio de análisis próximo, análisis último y ensayo de poder calorífico, obteniendo una fracción de material volátil para la biomasa de 65,23 % y una fracción de carbono fijo de 16,54 %, lo cual indica buenas propiedades para ser gasificada. Además, se determinó que la tusa tiene un poder calorífico inferior de 13,53 MJ/kg. Luego se procedió con la simulación del sistema en el software Aspen HYSYS obteniéndose un modelo estacionario formado por cinco subsistemas, obteniéndose inicialmente un gas con poder calorífico de 12,41 MJ/kg, el cual generó un sistema de una potencia de 10,1 MW. Posteriormente se calcularon las exergías de cada línea de flujo para con ello realizar el cálculo de los costos exergoeconómicos, donde se obtuvo un costo de generación de 115,02 COP/kWh. Luego, considerando un precio de comercialización de 389,69 COP/kWh se calculó una tasa interna de retorno de 65,75 % para 20 años, lo que indica que el proyecto es viable económicamente. Se debe tener en cuenta que el análisis de costos se hizo basado a un modelo de ingeniería básica, lo que indica que los costos calculados son tipo III y por lo que se tiene una incertidumbre del 15 %. Finalmente se realizó un análisis de sensibilidad con el fin de conocer la influencia de las variables de entrada sobre las variables de salida y así realizar una optimización del sistema con base a la metodología RSM, dicho proceso se llevó a cabo en Statgraphics Centurion XVI planteándose un modelo de regresión cubico y obteniéndose así las condiciones óptimas de funcionamiento del sistema, donde se obtuvo una potencia generada máxima de 10,55 MW, un costo de generación de 113,93 COP/kWh y una eficiencia exergética de 45,8 % y con estos nuevos valores se obtuvo una TIR de 68,71 %. Además, se determinó el impacto del tamaño de planta sobre el costo de generación y la TIR, determinándose que el tamaño mínimo para el que el sistema sea rentable es 770 kW y se obtiene con un flujo másico de entrada de 360 kg/h.
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Aplicación de la metaheurística cromática al problema de secuenciación de proyectos con recursos limitados (RCPSP)
(2018-04-10) Hernández Fuentes, Fausto Javier; Poveda Gulfo, Juan Sebastián
Desde un punto de vista más amplio, se considera al RCPSP como un problema de optimización combinatoria, debido a que se pueden codificar soluciones factibles mediante la combinación de las actividades que comprende el proyecto, o por decirlo de otra manera, mediante el intercambio de las posiciones en el orden de las actividades. Además puede catalogarse como un problema de naturaleza NP-hard (Blazewicz, Lenstra, & Rinnooy Kan, 1983), ya que para encontrar la solución óptima se requieren un tiempo considerable de procesamiento. Estos resultados obtenidos en tiempo no polinomial se perciben en proyectos de 30 actividades en adelante. Esta situación hace poco práctica la resolución del RCPSP a través de técnicas exactas, por ello se utilizan las metaheurísticas como una metodología de nivel superior que facilitan la obtención de soluciones satisfactorias para esta categoría de problemas. Numerosos autores en el tema han utilizado diferentes enfoques metaheurísticos clásicos como algoritmos genéticos, recocido simulado, búsqueda tabú, entre otros. Actualmente se está abordando el problema RCPSP a través de nuevas metaheurísticas como optimización por enjambre de partículas, colonias de hormigas, o combinaciones de todas las anteriormente mencionadas. En esta oportunidad, el medio que utilizaremos para llegar a la resolución del RCPSP será una nueva metaheurística llamada Cromática inspirada en la escala cromática de las notas musicales. Esta metaheurística es un método de optimización combinatoria basado en un algoritmo de búsqueda que hace una relación con las diferentes maneras con las que un músico u artista realiza y escoge la melodía más apropiada para una pieza musical, a partir de la combinación de distintas notas musicales de la escala cromática. Así mismo este procedimiento se puede aplicar al RCPSP para escoger la mejor secuencia del proyecto a partir de las posibles combinaciones de sus actividades respetando ciertos parámetros establecidos. Posteriormente a la obtención de resultados mediante la aplicación de la metaheurística cromática al Problema de Secuenciación de Proyectos con Recursos Limitados, se procederá a realizar una comparación de estos con los resultados de otros algoritmos como el genético, la búsqueda tabú y el recocido simulado, en el mismo problema, para medir la propia eficiencia.
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Caracterización de fibras del mesocarpio del Coco como potencial refuerzo para la elaboración de materiales compuestos
(2023-02-22) Buelvas Arrieta, Yarley Andrea; Díaz Reyes, Linda Lorena; Unfried Silgado, Jimy
La agroindustria alrededor del cultivo de la palma de coco ha venido en crecimiento acelerado en el departamento de Córdoba con su consecuente aumento en la generación de residuos. El objetivo de este trabajo es caracterizar fisicoquímica y mecánicamente la fibra del mesocarpio del coco como potencial refuerzo para la elaboración de materiales compuestos con matriz polimérica. Las fibras del mesocarpio del coco (Cocos Nucifera) se obtienen de la sustracción de estas a partir de la capa intermedia (Mesocarpio) del coco. Luego de la extracción, estas fibras fueron sometidas a secados de 40 °C y 90°C para comparar la influencia de cada temperatura de secado sobre su comportamiento. Se establecieron los efectos de estas temperaturas sobre las propiedades, la estructura y la composición mediante ensayos de tensión a través de la norma ASTM 3822-07, FTIR, TGA, Bromatología, microscopia óptica y electrónica. Se estableció que las fibras de coco son lignocelulósicas, además que las temperaturas afectaron los aspectos morfológicos de las fibras. La determinación de las propiedades mecánicas concluyó que estas presentan un comportamiento frágil. Independiente de la temperatura de secado, las fibras reflejan que no son muy rígidas, comprendiendo un módulo de Young de 1,66- 6,98 GPa y un esfuerzo ultimo de 67,09 – 84,58 MPa, pero presenta un alto porcentaje de deformación en comparación a otras fibras naturales variando entre 23,51%- 29,07%, esta propiedad posiblemente podría ser clave para aumentar la tenacidad de un material compuesto.
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Caracterización de la cáscara de la nuez de marañón como potencial refuerzo para la elaboración de materiales compuestos
(2023-03-14) Arroyo Tapia, Brahayan; Castro Banda, Alex Javier; Unfried Silgado, Jimy
El uso de residuos agroindustriales abre la posibilidad de desarrollar nuevas oportunidades en la industria de materiales compuestos y al mismo tiempo una gran apuesta para la sostenibilidad del medio ambiente. El objetivo de este trabajo es mostrar la caracterización mecánica y fisicoquímica de la cascara de la nuez de marañón (Anacardium occidentale L.), para evaluar su potencial en la elaboración de nuevos materiales. Las muestras fueron obtenidas de cultivos del municipio de Chinú, Departamento de Córdoba, Norte de Colombia. Las muestras se trataron en un horno de secado (90°C, 250°C y 300°C) con el fin de que se pudiera realizar la caracterización de la cáscara sin residuos de ácido anacárdico. Se determinó su estructura molecular y grupos funcionales a través de espectroscopia de infrarrojo con transformada de Fourier (FTIR), complementadas con imágenes de microscopia electrónica de barrido SEM y determinación de la densidad aparente, análisis termogravimétrico (TGA), análisis bromatológico, además de ensayos de triturabilidad y granulometría, así como también dureza Shore D. Los resultados evidenciaron que las muestras se ven afectadas en cuanto a la dureza por la temperatura de secado, de igual manera este genera la pérdida del 65% de la masa total de la muestra; los espectros de FTIR mostraron la presencia de compuestos fenólicos y alcoholes de los que se destacan polisacáridos como la xilana, la lignina y presencia en pequeñas cantidades de hemicelulosa y algunas proteínas para todas las muestras que se ratificaron con el TGA y el análisis bromatológico. Luego de haber realizado el triturado de las muestras y tomando una cantidad inicial de 100g para realizar el tamizado se determinó que el 19,75% del total de material triturado paso el tamiz de 250 µm. Se evalúa el potencial de las cáscaras de la nuez de marañón para usarse como material base para eco-filtros y refuerzo de una matriz polimérica.
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Caracterización de la fibra del pseudotallo del plátano como potencial refuerzo para la elaboración de materiales compuestos
(Universidad de Córdoba, 2023-02-21) Montoya Berrío, Julián Esteban; Negrete Martínez, Juan De Dios; Unfried Silgado, Jimy
In this work, the pseudostem fiber of the banana variety Hartón (Musa paradisiaca) from agricultural residues of the department of Córdoba was characterized in order to evaluate its potential as a reinforcement of polymeric matrix composite materials. The fibers were extracted through the debarking process and dried at temperatures of 40° and 90°C. Morphological characteristics were determined by scanning electron microscopy SEM and stereoscopy. Fourier transform infrared tests - FTIR, bromatology and thermogravimetry - TGA allowed the chemical characterization; the mechanical properties were obtained by tensile tests. A statistical analysis was carried out that allowed to relate the diameters with the mechanical properties and drying temperatures. Microfibrils composed of cellulose, arranged helically within the fiber and agglutinated mainly by lignin and hemicellulose, were observed. FTIR analysis corroborated these components, as well as functional groups such as hydroxyl and aromatic. The bromatological tests showed that the fiber has 13.63% lignin, 41.17% cellulose and 11.51% hemicellulose. Experimental values of Young's modulus, maximum tensile strength and deformation were obtained for fibers dried at 40°C of 13.6±5.7 GPa, 236.4±112.9 MPa and 1.6±0.3%, respectively. While for the fibers treated at 90°C, 12.3±4.5 GPa, 227.0±97.0 MPa and 1.6±0.3, respectively were obtained. It was concluded that, on average, the drying condition did not significantly affect the diameter of the fibers or their mechanical properties. On the other hand, at smaller diameters higher mechanical properties will be obtained. In the fibers dried at higher temperatures, greater surface degradation is evident
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Caracterización de las fibras de capacho de maíz (Zea Mays) como material de refuerzo alternativo para el concreto mediante ensayos mecánicos
(2018-04-08) Causil Villalba, Robinson Daniel; Guzmán Mestra, Víctor Alfonso
En esta investigación, se evaluaron propiedades químicas y mecánicas de fibras de capacho de maíz por medio de análisis próximo, análisis elemental y ensayos de tensión conforme a la norma ASTM C 1557 (2014), utilizando dos tipos de tratamientos de preparación conocidos como hidróxido de calcio y parafina. Adicionalmente, conforme a la norma ASTM C39/C39M (2014), se evaluó la resistencia a compresión de probetas de concreto reforzado con estas fibras con porcentajes en volumen de 0,5; 1,0 y 1,5 %, longitudes de 20 y 50 mm y los dos tratamientos de preparación anteriormente mencionados para 3, 7 y 28 días de curado. Se encontró que las fibras están constituidas principalmente de carbono y oxígeno y su poder calorífico estuvo alrededor de 16600 KJ/Kg. El tratamiento con hidróxido de calcio aumentó el módulo de Young de las fibras. Además, se encontró que a mayores porcentajes de fibras en el concreto disminuye la resistencia a compresión, encontrando que para un porcentaje de 0,5 % de fibras la resistencia se mantiene igual a la del concreto sin adición de fibras.
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Caracterización física y mecánica de la madera Cedro (Cedrela odorata L.) proveniente del departamento de Córdoba Colombia
(2020-11-11) Mercado Lázaro, Pedro Carlos; Espitia Sanjuán, Luis Armando
La madera Cedro Cedrela odorata L. es una de las especies de base de la industria forestal nacional de maderas preciosas. Sin embargo, a nivel del departamento de Córdoba existen pocos estudios con relación a la calidad de esta madera; por tanto, existe la necesidad de buscar alternativas para conocer sus propiedades físicas y mecánicas. En el presente estudio, se determinaron las propiedades físicas y mecánicas de la madera cedro proveniente del departamento de Córdoba. Para ello, se tomó la madera procedente del departamento cumpliendo la normatividad exigida por la Corporación del Valle del Sinú y San Jorge (CVS), teniendo presente los requisitos de calidad y de clasificación visual para madera estructural establecido en el reglamento de sismorresistencia colombiano. Se determinó el contenido de humedad, las densidades en húmedo, básica, anhidra y a partir de ensayos de tensión y flexión se determinó el esfuerzo último (UTS) módulo elástico (E), módulo de ruptura (MOR) y módulo elástico (MOE) y se verificó si la madera cumple los requisitos de la norma colombiana de sismorresistencia (NSR-10). Se encontró para la madera cedro un contenido de humedad de 33,08 % y valores de densidades húmeda, básica y anhidra de 0,87; 0,64 y 0,69 g/cm3, respectivamente. Los resultados de los ensayos mecánicos arrojaron un UTS de 1329,2 kg/cm2, Módulo Elástico de 347621,3 kg/cm2 y valores de MOR y MOE de 1334,6 y 171,1 kg/cm2 respectivamente. Para la norma sismorresistencia (NSR-10) el principal parámetro de caracterización de una madera es el módulo, el cual se situó en el rango establecido por la norma con un porcentaje de 93,24%. Con base en los resultados obtenidos se puede decir que la madera proveniente del departamento de Córdoba presenta propiedades físicas y mecánicas suficientes para ser utilizada en la industria nacional y en estructuras sismo resistentes.
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Caracterización y evaluación energética de biocombustibles sólidos elaborados a partir de biomasa agroindustrial y carbón mineral del departamento de Córdoba
(2018-04-24) Durango Padilla, Elias Ricardo; Oquendo López, Jhon Luis
En el departamento de Córdoba-Colombia, la economía se basa principalmente en actividades agroindustriales que generan gran cantidad de biomasa, actualmente existen pocas investigaciones en la región que promuevan el aprovechamiento de estos residuos como fuente de energía. Además de los recursos agroindustriales también existen yacimientos de carbón mineral en Puerto Libertador al sur del departamento con una reserva estimada en 381 Millones de toneladas (UPME, 2005). Este trabajo tuvo como objetivo evaluar el rendimiento energético de combustibles sólidos densificados, elaborados a partir de biomasa residual agroindustrial y carbón mineral del departamento de Córdoba. La biomasa fue caracterizada con relación al contenido de humedad, cenizas, carbono fijo, material volátil y poder calorífico superior con 3 repeticiones para cada ensayo. Fueron elaborados 6 tipos de pellets utilizando residuos de coco y algodón mezclados con 3 tipos de aglomerantes (maíz, yuca y plátano) y 9 tipos de pellets elaborados con residuos de coco, algodón y carbón mineral, se evaluó el índice de durabilidad para todos los tratamientos y las proporciones de biomasa-carbón, que brindaron el mayor potencial energético como biocombustible sólido (pellets). En el análisis físico químico se encontró que los residuos de coco y algodón tuvieron alrededor de un 0,96 y 1,95% más contenido de ceniza, 1,43 y 1,35% menos contenido azufre y aproximadamente entre 7.14 y 6.12 MJ/Kg menos poder calorífico que el carbón mineral respectivamente. Los resultados evidenciaron que los residuos de coco y algodón estudiados presentaron poder calorífico entre 16,77 y 17,79 MJ/Kg, contenido de cenizas entre 4,93 y 5,92%, y otras características como contenido de azufre entre 0,12 y 0,2% respectivamente que los hacen buenos combustibles, por otra parte los pellets elaborados a base de biomasas-carbón presentaron índice de durabilidad superiores al 90%.
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Comportamiento de la adhesión de fibras de plátano y coco tratadas y no tratadas químicamente embebidas en matrices termoplásticas y termofijas
(Universidad de Córdoba, 2023-02-21) Barrera Fajardo, Ismael José; Unfried Silgado, Jimy
In this work have been evaluated adhesion of coconut and banana fibers on several treatment conditions and using two polymeric matrix. Fibers were extracted from banana pseudostem and coconut esocarp, which were dried at a temperature of 40°C and 90°C, determining how the drying temperature influences the mechanical properties. Choosing 40°C for banana fibers and 90°C for coconut fibers as the best temperature, these sets of fibers were treated with alkali and various properties were compared using characterization techniques such as tension tests, scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetric analysis (TGA) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Simply dried and INFORME FINAL DEL TRABAJO DE INVESTIGACIÓN CONVENCIONAL Comité de Acreditación y Currículo Facultad de Ingenierías por una universidad con calidad, moderna e incluyente Carrera 6ª. No. 76-103 Montería NIT. 891080031-3 - Teléfono: 7860300 - 7860920 www.unicordoba.edu.co mercerized fibers were embedded in polymeric matrices to determine the influence of fiber treatment on adhesion with polylactic acid (PLA) and unsaturated polyester resin and to obtain manufacturing parameters to improve the properties of natural fiber-reinforced composites using 3D printing and resin transfer molding (RTM) processes. Using the PullOut fiber extraction test, it was possible to prove that mercerizing improves the interfacial adhesion with the abovementioned matrices.
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Desarrollo de un sistema de control para colectores solares de placa plana con mira a su aprovechamiento en procesos de deshidratación en frutas y verduras
(Universidad de Córdoba, 2020-01-29) Cabrera Rojas, Brian Roy; Sotter Botero, Juan Humberto; Martínez guarín, Arnold Rafael
El uso de energía solar ha tomado fuerza a través de los últimos años como alternativa energética para el reemplazo de fuentes de energías convencionales, sumado a esto que con el uso de la energía solar se mitiga el daño ambiental, con la ayuda de los diversos avances tecnológicos se tecnifican los procesos para el aumento de la eficiencia de los instrumentos que permitan el aprovechamiento de dicha energía. En este trabajo se desarrolló una estrategia de control y un sistema físico, enlazados entre sí, que permitan con la energía proveniente del sol en forma radiación mantener una temperatura a la salida de un colector solar de placa plana dentro de un rango específico, utilizando el software Simulink de Matlab se programó el desarrollo analítico de la función de transferencia obtenida para el cálculo del colector solar en estudio y por medio de una tarjeta microcontroladora llamada Arduino mega se le ordena al sistema físico que hacer ante las condiciones fluctuantes del ambiente. El rango de trabajo del colector es de 60±5°C, la estrategia de control previamente programada en Simulink se encargará de recibir las diferentes temperaturas medidas por los sensores y aportar fluido caliente o fluido frío en función de la temperatura de salida. Se realizaron pruebas en diferentes días con la estrategia de control implementada y sin la estrategia de control, se obtuvieron lecturas de aproximadamente cinco horas solares, y posteriormente se hizo un análisis estadístico para determinar los efectos que tuvo la implementación de la estrategia de control. Lo que arrojó una disminución del coeficiente de variabilidad de un 12% que se calculó sin la estrategia de control a un 3% con la estrategia de control implementada, según criterios estadísticos propios del método usado para el análisis estadístico (t-student) se acepta el sistema y es viable su implementación.
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Desarrollo por cronopotenciometria de pirrol en complejo poliol-borato de un nuevo material polimerico con capacidad actuadora a gradientes de humedad
(2018-04-16) Berrocal Sánchez, Luis Felipe; Sánchez Mora, Jader Miguel
El vapor de agua presente en el ambiente resulta relevante para ciertos procesos, ya sean químicos, físicos o biológicos. Por ello, los científicos se han visto involucrados en el tema, así emerge la necesidad de desarrollar un conocimiento sustancial del fenómeno, con el fin de incorporarlo y relacionarlo con los procesos pertinentes, y de esa manera obtener cierto beneficio de ello. En la presente tesis se ha desarrollado un nuevo material con la capacidad de responder a variaciones en el grado de humedad, desarrollado a partir de polímeros conductores (polipirrol y borato de poliol). El desarrollo de este nuevo material comprendió una fase de elaboración de la celda electroquímica compuesta de un complejo poliol borato/polipirrol, continuando así con la síntesis electroquímica del pirrol. La segunda fase comprendió la caracterización de la muestra mediante espectroscopia de impedancia electroquímica, espectroscopia de infrarrojo y posteriormente se llevó a cabo la evaluación en cámaras de humedad variable, donde se espera observar una respuesta mecánica a las variaciones de humedad. Se ha demostrado que el nuevo material obtenido responde satisfactoriamente a las variaciones de humedad realizadas y lo convierten en una alternativa para futuras investigaciones para ampliar el conocimiento respecto al material y en aplicaciones donde censar las variaciones del grado de humedad sea imperante, y teniendo como prioridad la utilización de insumos que impacten de manera positiva al ambiente y la contaminación sea mínima.
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Diseño de un banco de ensayos dinámico para evaluar las pérdidas de energía en accionamientos electromecánicos con fines académicos e investigativos en el laboratorio de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Córdoba
(Universidad de Córdoba, 2024-12-04) Olivera Nerio, Nicole; Cabello Eras, Juan José; Lancheros Montiel, Miguel Angel; Durango Álvarez, Demóstenes José
El diseño del banco de ensayos dinámico para evaluar las pérdidas de energía en Accionamientos Electromecánicos tiene como característica principal integrar varios montajes haciendo uso de guías, haciendo práctico el montaje y desmontaje de equipos sin requerir herramientas especializadas. Los montajes constan de la combinación de los equipos (motor-caja de engranajes generador, motor-generador, motor-transmisión por correa generador, motor-transmisión por cadena-generador). Por otro lado, en este documento se realiza la validación del diseño en un análisis estático mediante herramientas computacionales, obteniendo resultados como las tensiones de Von Mises, deformaciones unitarias, desplazamientos y factor de seguridad, tanto del banco como de las guías. Una vez terminada la fase de prediseño, diseño, construcción, y montaje el banco estará ubicado en el taller de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Córdoba y podrá ser operado por estudiantes del Programa, en este documento se realiza el diseño estructural preliminar del mencionado, posteriormente un estudiante de la Maestría en Ingeniería Mecánica realizará la validación del diseño, construcción, montaje y puesta en marcha.
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Diseño de un casco para un vehículo acuático alimentado con energía solar (VAES) en la cuenca baja del río Sinú, Montería-Córdoba
(2023-07-18) Benítez Pacheco, Mauricio José; Silva Bello, César Alexander; Torres Sánchez, Jairo Eulises
Este estudio, se enfocó en el diseño y optimización de un perfil de una embarcación para disminuir la resistencia al avance, y, por ende, el consumo de combustible, con el fin de implementar energía solar, para el desplazamiento de dicho vehículo, mitigando el impacto ambiental por el uso de combustibles fósiles. Por medio de métodos estadísticos, se determinó las dimensiones principales del perfil para el diseño de la embarcación y con asistencia de los softwares especializados MAXSURF y ANSYS se analizaron los parámetros hidrodinámicos e hidrostáticos del modelo, como lo es el centro de gravedad, metacentro, ángulo de escora y fuerza de arrastre, obteniendo valores de resistencia menores a las embarcaciones comerciales con dimensiones iguales y una buena estabilidad longitudinal y transversal. De igual forma, se procedió a mejorar dicho diseño bajo las mismas condiciones, para disminuir el consumo de potencia, para lo cual, se obtuvo una fuerza para el casco seleccionado de 167,88 N y un valor de 120,56 N para el casco optimizado, reduciendo en 30% la potencia requerida para el funcionamiento del vehículo.
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Diseño de un equipo portátil de perforación de suelos humiferos y mixtos de hasta 100 metros de profundidad
(2018-04-08) Uribe Jiménez, Álvaro Javier; Padilla Mestra, Jorge Luis
Se diseñó un equipo perforador de suelos, con el propósito de ofrecer una alternativa para la perforación de pozos para la obtención de agua subterránea (acuíferos) en lugares donde este recurso es escaso y no hay otras alternativas de consecución del líquido. Se seleccionaron y calcularon elementos mecánicos, especificando el material del que están hechos cada parte. Estos son entre otros: ejes, tornillos, rodamientos, sellos, tubería de perforación para obtener cada componente de la máquina. En la parte hidráulica se realizó el circuito de funcionamiento del equipo. Se calculó y seleccionó cada componente oleohidráulico de este circuito como bombas, motores, válvulas, mangueras, aceite hidráulico que cumpliera con las respectivas condiciones de caudal y presión de trabajo. También se usó el software SolidWorks 2016 en el que se simularon los elementos de la máquina de acuerdo a las cargas a las que serán sometidos establecidas en los cálculos de diseño. Además, se calculó y simulo las soldaduras necesarias para la fijación de los miembros estructurales. Los parámetros con los que se inició el diseño del equipo son: resistencia mecánica del suelo de 10 MPa, diámetro del barreno de perforación de 4 pulgadas, profundidad de la perforación de 100 metros. La fuente de potencia del equipo perforador será un motor de combustión interna cuyo eje se acopla al de la bomba, la cual hará circular el aceite hidráulico a través del circuito.
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Diseño de una máquina homogeneizadora de suelos para el laboratorio de suelos del programa de agronomía de la universidad de córdoba.
(2020-06-11) Rivera Sánchez, Robinson Daniel
En respuesta a la solicitud del Laboratorio de Suelos de la Universidad de Córdoba, de aumentar la capacidad de procesamiento de muestras de suelos, se diseñó una máquina homogeneizadora de suelos siguiendo los parámetros y requerimientos dados a conocer por el laboratorio. Para lo cual se tuvo en cuanta alternativas en el mercado, que finalmente ayudaron a la selección del dispositivo homogeneizador con paletas planas, luego se analizaron los elementos que lo componen a través de estudios mecánicos, cálculos de esfuerzos y la aplicación de varios conceptos afines a la Ingeniería Mecánica, definiendo de esta forma dimensiones, materiales y la disposición o ubicación de los elementos que la conforman, todo estos componentes se plasmaron en planos para el dispositivo en general. La construcción tuvo en cuanta la mejor disposición, luego de muchas alternativas, teniendo en cuanta los procesos de manufactura conformando así la máquina homogeneizadora de suelos.
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Diseño y construcción de un banco de pruebas de motores monocilindricos de cuatro tiempos a gasolina
(2022-10-25) Álvarez Cordero, Walter Miguel; Torre Mendoza, Damid de la; Rhenals Julio, Jesús David; Martínez Guarín, Arnold Rafael
A test bench was designed and built to study the operating variables (power, torque, speed, fuel consumption) of a four-stroke single-cylinder Gasoline internal combustion engine according to the theory of mechanical design; in which tests were carried out modifying the operating speed of the engine, making measurements of fuel consumption, torque and power. Solidworks software was used for the design of the bench and its respective static analysis. The engine used is an AKT 110 cc semi-automatic with four gears. As a result of the tests, the curves that relate fuel consumption, power, torque with engine speeds in each of the gears were obtained.
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Diseño y construcción de un dispositivo absorvedor puntual tipo on-shore para estudio del potencial energético undimotriz en el departamento de córdoba
(2018-04-08) Ávila Díaz, César Iván; Herrera Medina, Manuel Alejandro
En Colombia las zonas no interconectadas eléctricamente con el sistema nacional representan aproximadamente el 32 % del territorio nacional, allí los habitantes pueden abastecerse de energía eléctrica mediante plantas generadoras, las cuales producen un fuerte impacto en el ambiente y fomentan una barrera significativa para el desarrollo en aquellas comunidades que no poseen los recursos para acceder a ellas. Una posible solución para esta problemática es el uso de fuentes de energías no convencionales o renovables, dentro de las cuales se encuentra la energía undimotriz, la cual utiliza como fuente las olas que se producen en la superficie del mar. Considerando que Córdoba cuenta con 124 km de costa, el presente trabajo pretende sentar un precedente en la investigación de este recurso en el departamento, generando conocimiento en las energías alternativas obtenidas del mar y continuando con el debate producido acerca de esta energía en Colombia. Lo anterior diseñando y construyendo con base en la teoría hidrodinámica para convertidores de energía undimotriz y normas ingenieriles, un dispositivo absorbedor puntual tipo on-shore capaz de transformar la energía potencial de las olas en electricidad para cuantificarla, validando su funcionamiento en el laboratorio de hidráulica y mecánica de fluidos de la Universidad Nacional de Colombia sede Medellín. Se concluyó que la potencia máxima producida por el dispositivo fue de 5.16 W con una altura de 0.3 metros y un periodo de 3.5 segundos, luego con los datos propios del −1 departamento se calculó que teóricamente existen 1058.4 Wm de potencial energético undimotriz aprovechables, de los cuales con el dispositivo diseñado en el presente trabajo se podrían obtener cerca de 7.204 W, demostrando que las investigaciones concernientes a la energía undimotriz pueden ofrecer a futuro una posible solución para problemas energéticos en el país. Al finalizar se hacen recomendaciones para futuros dispositivos con base en las observaciones hechas a lo largo del desarrollo del proyecto.
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Diseño y construcción de un dispositivo hidráulico para medición de potencia en motores de combustión y/o eléctricos para el laboratorio de Materiales y Procesos del departamento de Ingeniería Mecánica
(2020-11-05) Montiel Aruachán, Abraham Elías; Coneo Gómez, Jorge Andrés; Medellín Pérez, Elkin Camilo
Este proyecto tuvo como objetivo diseñar y construir un dispositivo hidráulico aplicando el principio de funcionamiento de un dinamómetro de motor, para medir potencia en motores de combustión y/o eléctricos, destinado a los estudiantes del Programa de Ingeniería Mecánica y a toda la comunidad académica de la Universidad de Córdoba; lo que a su vez se convierte en una herramienta que permite realizar pruebas como parte del componente práctico en el proceso enseñanza-aprendizaje. El dispositivo se desarrolló con base en las especificaciones técnicas de la bomba hidráulica como parámetros de entrada, entre los que se encuentran rpm mínimas y máximas, presión de trabajo de la bomba y desplazamiento cúbico por revolución. Igualmente se usó el software de diseño “SOLIDWORKS” para hacer un análisis estructural del chasis del dispositivo por medio de simulaciones y finalmente se llevó a cabo la construcción y posterior validación mediante ensayos experimentales y curvas de desempeño de los motores dados por el fabricante. La construcción del banco hidráulico nos permitió realizar pruebas de medición de potencia a un motor estacionario portátil comúnmente comercializado en la ciudad de Montería de 4.100 W, con velocidad de rotación máxima de 3600 rpm, arrojando un error relativo de 6,76%. El presente documento está dividido en 6 capítulos en el cual se indica cada uno de los procesos que llevaron al diseño y a la construcción del dispositivo alcanzando así cada uno de los objetivos expuestos inicialmente.
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Diseño y construcción de un equipo de laminación de roscas en frío para aluminio implementando la metodología DFMA
(2020-11-15) Simanca Bustamante, Alexander; Galvis Doria, Oscar; Medellín Pérez, Elkin Camilo