Tesis - Maestría en Electromecánica

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Análisis comparativo de la aplicación de controladores en un proceso embebido de temperatura.
(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023) Remache Coyago, Juan Carlos; Corrales Bastidas, Byron Paúl
La temperatura es una de las variables siempre presentes en la industria y cuando se pretende llevar a cabo una práctica de control, se halla con dos dificultades, encontrar un modelo matemático de la planta que presente cierta exactitud y probar él o los controladores diseñados con la planta físicamente disponible a fin de estabilizar la variable de salida. Actualmente también el hardware de los PLC industriales permite software con instrucciones para implementar un tipo de control avanzado, sin embargo, el costo de ellos es elevado. Las nuevas tecnologías han permitido disponer en el mercado hardware libre de bajo costo, pero la implementación del algoritmo para control digital en ellos aún está en desarrollo y se tienen algunos fallos en el despliegue de resultados en varios casos. El presente proyecto de titulación implementa un proceso embebido de temperatura basado en las características del transistor TIP31C y el sensor LM35, el controlador empleado es en base a la tarjeta Arduino en donde se desarrollan los algoritmos para el control digital PID y Fuzzy. Se emplea la herramienta Simulink como software avanzado para la identificación del modelo matemático de la planta, la recolección y almacenamiento de datos, y mediante las librerías se elabora una pantalla con bloques de programación para el despliegue gráfico de variables del proceso y el cálculo de índices del desempeño basados en el error.
Análisis comparativo del rendimiento térmico de un captador solar plano para calentamiento de aire con la aplicación de una placa absorbedora interna adicional.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: UTC., 2021-11) Sailema Moreta, Carlos Patricio; Gallardo, Cristian
La investigación propuesta se enmarca en las energías renovables, en el desarrollo e impacto que se va dando en el día a día siendo una tecnología en constante desarrollo, por lo cual se varía el diseño de un captador plano convencional creando una doble cámara de circulación de aire al implementar una placa interna intermedia adicional, el sistema está ubicado en Ecuador, Cotopaxi, Latacunga donde los índices de radiación solar son de los más altos registrados a nivel global. El área de circulación es de 100cm x 50cm y 10cm, las mediciones se las realiza bajo distintos parámetros ambientales, ya sean altos y bajos buscando un estándar de comportamiento, en un tiempo medido de 5 hsp, y con caudales dados por un soplador haciendo el sistema de ventilación forzada, el monitoreo se dio al 20%, 30%, 40% y 50% los mismos que son reflejados en la velocidad de salida de 2.2m/s, 6.1m/s, 9.1m/s y 11.5m/s respectivamente. Las variables censadas de temperatura se encuentran dispuestas en 5 puntos a los largo del captador para obtener los datos ambientales, de entrada del aire, placa y vidrio, puntos intermedios del captador y la placa, punto previo a la salida de aire, placa y vidrio y finalmente la salida de aire, todos los datos almacenados de manera local en un sistema de lazo abierto, por otra parte se ubicó una estación meteorológica que también obtiene los datos de forma local brindando las medidas de irradiación y velocidad del viento, los valores a coincidir son de 60 datos por hora para el análisis y el rendimiento promedio de 66.03% vs 58.7% para el primer caso, 69.48% vs 64.58% para el segundo caso, 63.88% vs 53.03% para el tercer caso y 69.33% vs 65.28% para el último caso medido con la inclinación a favor de la propuesta en relación a la referencia medida.
Análisis comparativo del rendimiento térmico de un colector solar de placa plana con la variación de altura en la superficie colectora.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: UTC., 2021-11) Iza Toapanta, Edison Patricio; Torres, Enrique
El proyecto de investigación consistió en realizar una comparación entre los rendimientos térmicos de un colector solar de placa plana con una variación de altura en la superficie colecta, estas alturas se consideraron de 30 mm y de 50 mm, el lugar de ejecución del proyecto fue en la provincia de Cotopaxi, cuidad de Latacunga, precisamente en la terraza del bloque antiguo de la Universidad Técnica de Cotopaxi, para la construcción del colector solar se utilizaron materiales mecánicos como: la estructura, cubierta de vidrio de 4 mm, una plancha de poliuretano como aislador térmico y una superficie de captación, se implementaron equipos electrónicos como microcontroladores y sensores de temperatura para la adquisición y registro de datos como temperatura en el vidrio, temperatura en la cámara de colección y temperatura en la placa colectora, adicional se incluyó una estación meteorológica, con la necesidad de registrar la radiación solar, la dirección y la velocidad del viento, se puede constatar que para una variación de altura de 30 mm del colector solar se obtiene una temperatura promedio en la cubierta de vidrio de 20,9 °C, una temperatura promedio en la placa colectora de 24,30 °C, una temperatura promedio de salida de 20,88 °C, la cantidad de calor máxima alcanzada es de 93,88 W y un rendimiento promedio del 64,61%, mientras que con una altura de 50 mm se obtiene una temperatura promedio en la cubierta de vidrio de 19,78 °C, una temperatura promedio en la placa colectora de 22,73 °C, una temperatura promedio de salida de 21,35 °C, la cantidad de calor máxima alcanzada es de 196,86 W y un rendimiento promedio del 63,39 %.
Análisis comparativo del rendimiento térmico de un colector solar de placa plana variando el tipo de vidrio en la cubierta.
(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2022) Albarracín Alvarez, Mauro Darío; Torres, Enrique
Este trabajo estudió el proceso de intercambio térmico que se produce en un flujo másico de aire debido a la radiación solar incidente y temperatura ambiente, se utilizó dos colectores solares de placa plana a los que se les aplicó dos vidrios convencionales oscuro y claro para determinar la incidencia que tiene en la temperatura de salida del aire, el objeto fue establecer la comparación del comportamiento de los colectores y su rendimiento térmico al variar el tipo de cubierta, se trabajó con experimentos en igualdad de condiciones con toma de datos en tiempo real cada minuto durante seis horas al día y cuatro condiciones, sin aire forzado, con aire forzado a 6.2 m/s , 9.5 m/s y 11.5 m/s, la experimentación permitió definir que la aplicación de vidrio oscuro disminuye el rendimiento térmico, se obtiene mejor rendimiento al utilizar vidrio claro siendo la temperatura de salida mayor con un valor promedio de 8.26o C sin aire forzado, al utilizar aire forzado la variación promedio de temperatura del colector con vidrio claro con respecto al oscuro es de 0.58o C a 6.2 m/s, con valores de radiación medidas desde 383.5 W/m2 ( puede haber valores inferiores) 0.28oC a 9.5m/s con radiaciones a partir de 331.1 W/m2 y 0.15oC a 11.5 m/s con radiaciones a partir de 1090.1 W/m2.
Análisis comparativo del rendimiento térmico entre colectores solares de doble y simple flujo de movimiento del aire.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi; UTC., 2023-09) Ramos Ramos, Marco Patricio; Albarracín Álvarez, Mauro Darío
Al no contar con datos precisos de Eficiencia de los colectores solares de simple y doble flujo de movimiento de aire, se planteó en el presente proyecto, realizar un análisis comparativo del Rendimiento Térmico entre dichos colectores, mediante datos de temperatura obtenidos en pruebas experimentales, en similares condiciones ambientales y constructivas; dichos datos fueron tomados durante 11 horas consecutivas el 29 de junio del año 2023, desde las 07h00 hasta las 18h00. Para dicho objetivo, se empleó un módulo colector de datos, al cual se conectaron veinte termistores distribuidos en puntos estratégicos del colector para la toma de datos de Temperatura de Entrada, Interna y de Salida del colector, así como un anemómetro ubicado a la salida del colector, para la toma de datos de la velocidad del aire forzado; así mismo se empleó un soplador para la circulación del aire por el interior de cada colector. También se empleó una estación meteorológica, que permitió tomar datos en tiempo real de la Temperatura Ambiental y la Radiación Solar a la cual estuvieron expuestos los colectores. Una vez registrados los datos, se procedió a realizar un análisis comparativo del Rendimiento Térmico entre los dos colectores, concluyendo que el colector de doble flujo puede generar mayores Temperaturas de Salida, siendo 35,13°C la Máxima Temperatura registrada por el colector de doble flujo y de 33,56°C registrada por el colector de simple flujo. Así mismo se obtuvo un Rendimiento Térmico Promedio de 51% y 27% de los colectores de doble y simple flujo respectivamente, con una Radiación Solar promedio de 461,76 W/m2 y Temperatura Ambiental Promedio de 15,53 °C.
Análisis comparativo del rendimiento térmico entre un colector solar de placa plana y la adhesión de aletas en la placa absorbente.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: UTC., 2021-12) Remache Sasig., Milton Xavier; Torres, Enrique
Los colectores solares de placa plana absorben irradiación solar en la placa absorbente y la convierten en energía térmica que trasfieren al fluido que circula por la cámara colectora, las aplicaciones son muy amplias como por ejemplo para la calefacción de hogares u hospitales, secado de madera, sistemas de refrigeración, y la esencial para nuestro inicio de estudios el secado agrícola de granos, entre los elementos que componen un colector solar tenemos, la placa colectora, la cámara de colección donde se da el efecto invernadero o ducto, placa protectora en nuestro caso vidrio, el aislamiento térmico, entre los factores que inciden en la eficiencia del sistema tenemos el ángulo de inclinación, incremento del área total de la placa colectora mediante la adhesión de diferentes formas geométricas, en nuestro caso de aletas rectangulares, se estudió la trasferencia de calor por convección forzada con cuatro diferentes flujos masicos calculando también otros parámetros como son el diámetro hidráulico, número de Nusselt, numero de Reynolds, la diferencia de temperaturas de entrada y salida, el flujo de calor, entre los resultados obtenidos tenemos una temperatura de salida promedio de 34,52°C, un valor medio de eficiencia 64,76%, para la obtención de estos resultados se realizó el análisis de la energía solar térmica en la placa colectora, balance de energía en el sistema, aplicación de fórmulas teóricas de trasferencia de calor y le elaboración de tablas con los datos obtenidos.
Análisis comparativo en el consumo de electricidad y gas natural en la zona de calefacción en máquinas extrusoras para optimizar el proceso de fundición del plástico
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2022) Pachacama Campaña, Israel Patricio; Freire Andrade, Verónica Paulina
El proyecto de investigación consistió en comparar el consumo de electricidad y gas licuado de petróleo en la zona de calefacción en una máquina extrusora para la evaluación de ventajas y desventajas técnicas, económicas y ambientales en la fundición del plástico, para el análisis se consideró el polietileno de baja densidad como materia prima para la fabricación de manguera negra de 1 pulgada, conociendo que la capacidad de la máquina extrusora es de 50 kg/h y el calor específico del polietileno es de 1,9 kJ/kg.K se requiere 5500 W de calor para fundir este material, por lo tanto, existen dos métodos que cumplen con este proceso, el método N. 1 presenta 10 resistencias eléctricas que generan 6000 W, transfiriendo 5495,97 W, con 504,03 W de pérdidas de calor, tiene un rendimiento del 91,59 %, tarda en mantener 200 °C un tiempo de 30’34”, el costo mensual de la electricidad que utiliza es de $ 68,64, produce una cantidad mensual de 8030 kg es decir 401 rollos de manguera y tiene un desperdicio mensual de 220 kg, el método N. 2 transfiere 7311,03 W en forma de calor con 688,97 W de pérdidas, tiene un rendimiento del 91,38 %, se demora 20’35” en mantener una temperatura de 200 °C , el costo mensual del gas natural es de $ 201,22, produce una cantidad mensual de 8327 kg es decir 416 rollos de manguera y tiene un desperdicio mensual de 110 kg, por lo tanto, se considera que el método de fundición N. 2 que presenta una generación de calor mayoritaria, un rendimiento igualitario, mantiene los 200 °C en menor tiempo, y a pesar de su costo mayoritario en generación de calor es más rentable es la producción de 15 rollos más de manguera de 1 pulgada mensual y su desperdicio de material es doblemente menor.
Análisis de la cinética del secado de cacao en función de la temperatura.
(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023) Carguachi Caizatoa, Jose Bolívar; Torres Tamayo, Enrique
El cacao es un producto altamente requerido por el mercado internacional; muchas son las inversiones realizadas en investigación y desarrollo, para obtener nuevos productos, pero muy pocas investigaciones se enfocan en la cinética de secado del cacao. El tratamiento del cacao, es un proceso que toma tiempo y esfuerzo, por esta razón se ve la necesidad de realizar procesos que permitan acelerar su secado cumpliendo estándares de calidad, de manera que pueda ponerse en el mercado de manera rápida. El estudio tiene como objetivo obtener las variables de los modelos matemáticos de cinética de secado de cacao nacional en función de la temperatura en régimen controlado, a través de un enfoque experimental y matemático.
Análisis de la eficiencia del control de un motor asincrónico mediante SVPWM en lazo abierto
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2022) Sánchez Gamboa, Franklin Israel; Gallardo Molina, Cristian Fabian
El control modulación por ancho de pulso del vector espacio (SVPWM) es una técnica utilizada frecuentemente dentro de la industria, pero existe poca información acerca de la eficiencia del controlador al efectuar este método. Esta investigación tiene como objetivo analizar la eficiencia del controlador de un motor asincrónico, mediante modulación de ancho de pulso de vector de espacio (SVPWM) en lazo abierto. En condiciones de operación con un torque constante de 1.5 Newton por metro variando la velocidad. Se lleva a cabo aplicando el modelo matemático, las fórmulas de tiempos de conmutación y vectores de espacio en un algoritmo en Simulink-Matlab tomando en cuenta los valores máximos y mínimos de operación aplicando el método de modulación de ancho de pulso de vector de espacio para generar la señal de disparo en el puente de Transistores Bipolares de Puerta Aislada (IGBT’s), implementando el modelo en el módulo de prácticas Lucas Nulle tomando los datos de potencia y calculando la eficiencia para comparar con el modelo matemático y validar, resultando que la eficiencia del módulo de control varía según la velocidad de conmutación del bloque de semiconductores, con la operación de un motor de 0.37kW y 1KW a una velocidad de 200rpm la eficiencia del controlador alcanza un valor de 72.67% en el modelo físico que consta de 6 IGBT’s de 1 kVA y 69 % en el modelo simulado presentando un error del 5 % y una velocidad de conmutación de los IGBT’s de 248.641ms.
Análisis de la incidencia armónica en la conexión de la central fotovoltaica de 1 MW sin acumuladores a la red de energía eléctrica en Provefrut S.A.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi, (UTC), 2023) Pérez Mayorga, Javier Isaías; Gallardo Molina, Cristian Fabián
Provefrut S.A, tiene una capacidad eléctrica instalada de 4.5 MW e instaló una planta de generación fotovoltaica con una capacidad de 1 MWp, o 900 kW sin acumuladores de energía, con 2156 paneles solares monocristalinos. La planta de generación fotovoltaica está conectada directamente a media tensión 13.8 kV, en la sala de transformación se baja a 440V, 220V y 110V que es el voltaje de alimentación a los equipos de proceso. Este trabajo se enfoca en las posibles perturbaciones que podrían generar los 6 inversores Kaco Blueplanet 150TL de 150 kW, en la planta industrial, se realizó mediciones antes y después de que la planta fotovoltaica entren en funcionamiento con el objetivo de conocer el impacto que esta genera en el sistema eléctrico de la planta en cuanto a la generación de armónicos, y calidad de energía, ya que una parada por fallo en los equipos eléctricos ocasionaría un grave perjuicio económico a la compañía. La correlación de las mediciones de potencia vs THD en voltaje y corriente permiten establecer la procedencia de las armónicas en dependencia de la carga y el funcionamiento de la planta solar. La estructura eléctrica fue instalada bajo la regulación vigente nacional RCERNNR-001/2021. El análisis determinó que luego de ingresar a trabajar la planta fotovoltaica el factor de potencia baja en 0.01, el valor mínimo fue 0.74. El análisis de THD de voltaje muestra una mejora del 12% con un valor máximo de 5.69%, el THD de corriente más alto registrado fue 20.48%, mejorando en 0.2. Se concluye que la planta fotovoltaica no tiene una incidencia armónica negativa, los valores obtenidos fuera de la regulación son generados por las cargas no lineales de la industria.
"Análisis del desgaste prematuro en elementos mecánicos de la caja automática Ecolife usada en buses marca Zhongtong."
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: UTC., 2021-11) Loor Hernández, Evelin Lisseth; Laurencio, Héctor
La investigación propuesta, salió de la necesidad de determinar los factores que intervienen para el desgaste prematuro de elementos mecánicos de una caja automática Ecolife, en los buses de una flota determinada; con esta investigación se tendrá herramientas suficientes para determinar el correcto procedimiento a seguir por los propietarios de unidades, evitando así el problema presentado. Esta clase de cajas automáticas están destinadas a vehículos de trasporte masivo, los mismos que están iniciando su operación en el país, siendo sus costos elevados por la tecnología que presentan; a lo que se quiere llegar con esta investigación, es a determinar un correcto y acertado plan de mantenimiento para eliminar notablemente un desgaste prematuro, y confirmando que lo indicado por el fabricante tanto en tipo de fluido lubricante como en modo de operación, junto a otros factores es lo correcto y evitará pérdidas económicas. Para obtener los resultados esperados, la investigación se limitará en vehículos del mismo tipo y que trabajan en las mismas rutas, para de esta manera asegurar la viabilidad de esta investigación, obteniendo resultados positivos y esperados por esta flota.
Análisis energético en el proceso de fundición del aluminio en el horno del Instituto Superior Tecnológico Cotopaxi.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: UTC., 2021-11) Morales Cevallos, José Williams; Gallardo, Cristian
El presente proyecto de investigación consistió en analizar las pérdidas de calor en el proceso de fundición del aluminio utilizando dos hornos de crisol de diferente tipo de material refractario, estos hornos presentan dimensiones, capacidad y fuente calorífica igual, el primer horno de crisol fue diseñado en sus tres paredes laterales y una pared tipo techo con ladrillo rojo como aislante térmico y una cubierta metálica, tiene una abertura de 0,25 m2, es decir una pared lateral abierta, para lo cual requiere una cantidad de 38,016 kW para realizar el proceso de fundición del aluminio, considerando las pérdidas de calor por conducción de 8256 W, por convección 195,44 W y por abertura 18,65 kW generando una pérdida total de 27,136 kW, este horno funde 7 kg de aluminio en un tiempo de 20 minutos, por lo que el calor suministrado por el horno es de 66,66 kW dando un rendimiento del 42,97 %, mientras tanto, el horno de crisol N. 2 presenta en sus 3 paredes laterales y una pared tipo techo dos recubrimientos de ladrillo refractario que en su mitad contiene una capa de manta cerámica, adicional en la cuarta pared lateral se implementó una compuerta de metal, dando como resultados que se necesita la cantidad de calor de 14,69 W para fundir 7 kg de aluminio en donde las pérdidas por conducción son de 2915,03 W y las pérdidas por convección son de 131,11 W, las pérdidas por abertura son despreciables y el horno de crisol suministra 74,07 kW de energía calorífica a un tiempo de fundición de 18 minutos, dando como resultado un rendimiento del 80,16 %.
Caracterización del comportamiento físico, químico y mecánico de los aceites utilizados en las transmisiones automáticas de los vehículos Hyundai y Kia. Latacunga.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC)., 2022-03) Andrango Pachacama, Felix Rene; Laurencio, Héctor
La investigación realizada, tuvo la necesidad de comprobar el comportamiento físico, químico y mecánico de los aceites utilizados en las transmisiones automáticas de los vehículos Hyundai y Kia; con el proceso investigativo se determina que la temperatura mayor a los 95°C, y el recorrido por caminos irregulares provoca la pérdida de propiedades del lubricante y el desgaste de las piezas mecánicas internas de las cajas de cambios automáticas de las marcas de automóviles en mención. Las cajas de cambios automáticas hoy en día son las más utilizadas debido a la comodidad que presentan, sin embargo, es necesario concienciar en los propietarios el mantenimiento semestral que tiene un costo de $ 450, que haciéndolo adecuadamente bajo los parámetros de la guía de mantenimiento preventivo y correctivo permiten evitar daños a largo plazo y que contemplen gastos fuera del presupuesto planteado. Cabe mencionar que el costo por facturación (COMF) es de $8,22 y si se requiere la corrección de fallas (COEF) el costo es de $1191,78. El enfoque de la investigación es establecer un conocimiento adecuado sobre las cajas de cambios automáticas, para optimizar el rendimiento de los componentes que se utilizan para su funcionamiento, permitiendo eliminar la degradación y envejecimiento prematuro de los elementos internos y del fluido hidráulico, para la obtención de resultados deseados, la investigación se estableció en dos marcas de vehículos que ofrecen el mismo rendimiento de trabajo , de esta manera se asegura la viabilidad de la investigación , obteniendo resultados reales que permitan mejorar su funcionamiento Finalmente, de acuerdo al análisis de las características físicas, químicas y mecánicas se contempla la estructuración de una guía de mantenimiento para su aplicación en el taller.
Desarrollo de un prototipo para transmitir inalámbricamente en tiempo real las variables de fondo de los yacimientos en sistemas electro sumergibles
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC)., 2021) Zambrano Freire, Diego Fernando; Corrales Bastidas, Byron Paúl
La validez y confiabilidad de la información representa una estrategia de liderazgo competitiva dentro de cualquier mercado. La importancia de la transmisión de los parámetros en la instalación de equipos electro sumergibles garantizan la correcta toma de decisiones en las operaciones, y determinan con precisión las variables a considerar para la puesta en marcha de los equipos de manera eficiente, adicional, se encuentran directamente relacionados con el seguimiento del tiempo de vida útil del sistema. El presente trabajo de titulación se basa en el diseño y desarrollo de un prototipo que permite la transmisión de los parámetros del yacimiento en tiempo real en la instalación de equipos electro sumergibles dentro de un ambiente seguro de trabajo. Por la cantidad de variables de seguimiento como presiones de entrada-descarga, temperaturas de entrada-motor de fondo, vibración del sistema, corrientes de fuga, considerable cobertura y capacidad limitada de transmitir alta cantidad de información, la tecnología LoRaWAN cumple todas las características mencionadas. El prototipo incorpora dos módulos, el emisor que obtiene los datos del panel de control, el cual registra las lecturas del sensor de fondo, posteriormente los datos son enviados al módulo receptor de manera inalámbrica, los datos recibidos por el módulo receptor son capturados y mediante la interfaz computacional que se encuentra conectada al módulo receptor se visualizan y almacenan las variables en tiempo real de manera puntual y gráfica. Con la implementación del prototipo de comunicaciones inalámbricas en tiempo real se garantiza reducir los costos operativos y tiempo de operación
Diagnóstico del funcionamiento de un motor diésel en el sistema de inyección directa de riel común.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi; UTC., 2023-08) Suárez Orna, Francisco Israel; Freire Andrade, Verónica Paulina
Los vehículos con sistema Common Rail Direct Inyección (CRDI), poseen sensores que emiten señales eléctricas como el sensor MAF, FRP y BPS estas señales pueden ser confusas al momento de realizar diagnósticos. Para abordar esta problemática, se propone la construcción de un módulo de adquisición de datos y realice la captura de las gráficas de cada sensor, para compararlas con una gráfica patrón. Adicional se ocupó equipos de diagnóstico automotriz, como osciloscopios, multímetros y scaners, para adquirir datos de los sensores, las tablas de los fabricantes de los sensores para la obtención de las gráficas patrón. Para la captura de datos se tuvo en cuenta las revoluciones del motor, presión y temperatura. Se analizó la entrada de las señales eléctricas de los sensores hacia Unidad de Control de Motor. Se llevó a cabo diversas pruebas a diferentes rpm, para determinar los parámetros de funcionamiento de los sensores, lo que permite verificar el cambio tanto en la señal eléctrica como en su voltaje y frecuencia. La metodología propuesta combina la captura de los datos utilizando una tarjeta Arduino Mega y el software MATLAB para su respectivo análisis gráfico, mediante una interface que analiza su porcentaje de error y permite exportar sus datos a tablas de Excel para su mejor análisis. Esto permitió obtener información valiosa sobre el funcionamiento de los sensores lo que facilitó un diagnóstico más preciso y efectivo para corregir fallas de los sensores en el vehículo, contribuyendo así a la mejora y el rendimiento del motor de combustión interna y a reducir la contaminación del medio ambiente.
Diseño de la bocina del cajetín de la dirección mecánica del automóvil hyundai excel modelo 94 a través de la integración de técnicas computacionales.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi; UTC., 2023-05) Villarreal Prado, Alex Santiago; Reinoso Peñaherrera, Héctor Raúl
E l presente proyecto se desarrolló porque e xiste carencia de repuestos en el campo automotriz principalmente los que son hechos de materiales p lásticos, por lo que se propone la fabricación de la bocina de la dirección mecánica del automóvil Hyundai Excel modelo 94 , esto se lo va a realizar utilizando técnicas de replicas en 3D utilizando las herramientas CAD/CAE/CAM, el proceso empezó con la medición de los diámetros y alturas de la bocina utilizando el calibrador pie de rey, se realizó el modelado de la pieza mediante el software “Inventor”, posterior a ello se ejecutó un análisis computacional para la valora ción de las propiedades fís icas y mecánicas del material ABS para la re construcción , mediante el software Sol idWorks se aplicó un estudio estático, para lo cual se consideró una temperatura de trabajo de 25 °C, mencionando que el análisis de tensiones Von Mises presenta un límite el ástico es de 7252 psi y el máximo rango de elasticidad es de 578,8 psi por lo cual el material no tiende a deformarse, en la simulación de desplazamiento existen valores despreciables siendo un máximo de 0,01 mm, para los valores de la deformación unitaria presenta valores por debajo de la unidad y el factor de seguridad presenta valores superiores a 7,6 concluyendo que el material ABS a utilizarse presenta buenas condiciones para la elaboración de la bocina , finalizando con la parte de la manufactura se utilizó el software “Ultimaker Cura” para enlazarse a la máquina “impresora de inyección 3D” seleccionando parámetros de trabajo como posicionamiento, altura de carga, perímetro de pared, relleno, temperatura, soporte, refrigeración y velocidad, obteniendo a proximadamente 3 horas de impresión, nuevamente se utilizó el calibrador pie de rey en donde se validó las dimensiones de la bocina y se procedió a su inserción en el sistema de dirección mecánica.
Diseño de un sistema automático para cubrir la demanda eléctrica básica de usuarios residenciales clase C mediante energías renovables.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC)., 2022-06) Guacapiña Simba, Brayan Ivan; Freire, Luigi
El presente trabajo consiste en generar un sistema automático con el cual se pueda trabajar de manera híbrida entre la red eléctrica pública y un sistema de energía renovable utilizando tecnologías modernas de tal manera que se pueda cubrir el consumo eléctrico en el sector residencial de clase C, el proyecto inicia con el análisis de la demanda energética de la vivienda ubicada en el cantón Mejía parroquia de Aloag, obteniendo datos de voltaje, corriente y potencia a través de un analizador de redes por un tiempo de 7 días, la demanda eléctrica diaria tiene un aproximado de 7,5 kW y la demanda mensual de 232 kW, los datos de radiación solar se obtuvo por medio de la estación meteorológica “IZOBAMBA” en el que se constató que el mes de agosto del 2020 se obtuvo la mayor cantidad de radiación solar con 6,68 kW/𝑚2, para desarrollar la automatización se utilizaron equipos electrónicos como microcontroladores, sensores de tensión, relés, contactores, protecciones eléctricas, inversor híbrido y paneles solares, el análisis de la demanda eléctrica en el lugar de estudio da como consecuente que se necesita abastecer 232 kW al mes en la residencia y el sistema fotovoltaico genera un promedio de 350 kW al mes.
Estudio comparativo de control PID, predictivo y difuso en un proceso de flujo.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi; UTC., 2023-08) Aquieta Tibán, Edgar Benjamín; Freire Martínez, Luigi Orlando
Un escenario adecuado para el análisis de sistemas de control es la comparación entre un control PID, predictivo y difuso utilizando un proceso de caudal que puede ser lineal o no lineal. Sin embargo, para llevar a cabo esta comparación, es necesario establecer las condiciones técnicas de operación para su implementación utilizando los modelos matemáticos que contemplen las variables de control y de proceso. Los sistemas de control utilizados en este proyecto tienen librerías que permiten su implementación en la memoria física como son el PLC S7-1200 y el microcontrolador Arduino Uno. Como nexo de interacción, se utiliza una plataforma de comunicación OPC, lo que permite establecer una comunicación exitosa entre la planta implementada y el software KepServerEX que soporta ambos controladores en tiempo real. Cada controlador es diseñado en la herramienta de Matlab Simulink una vez que se han creado las condiciones para su implementación. En esta etapa, el proceso más arduo es encontrar el punto de sintonía adecuado que proporciona estabilidad y rapidez al sistema. Como resultado, es necesario aplicar técnicas experimentales y observación del comportamiento de cada uno de los controladores para poder implementarlos, ajustando minuciosamente sus valores de sintonía. El resultado de la implementación al realizar un control de caudal PID y también para un control predictivo se nota que es estable, a diferencia de un control difuso con la variación en respuesta transitoria que son mucho más rápida; en el control PID existe un mejor manejo de la variable en estado estacionario para el control predictivo. Sin embargo, el desempeño de ambos controladores es muy parejo, incluso en el rechazo a perturbaciones, esto tomando en cuenta que la variable en estado estacionario y la variable de caudal en el control PID se maneja gracias al modelo matemático por su facilidad en su implementación.
Implementación de un material compuesto utilizando polvo de neumático, para la fabricación de piso flexible para el uso en talleres automotrices.
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: UTC., 2021-10) Llumitasig Calvopiña, Mario Javier; Moreano, Edwin
El trabajo de titulación obtuvo un material compuesto con forma y dimensiones de una baldosa mediante el aprovechamiento del polvo de neumático fuera de uso, mismo que es desechado y van a parar en sumideros, ríos y finalmente al mar, mediante procesos de trituración se tiene el polvo de neumático y aprovechando sus características mecánicas se puede utilizar como matriz para formar un material compuesto conjuntamente con un ligante como el poliuretano liquido en una concentración sugerida del 20% y bajo condiciones de presión y temperatura que nos proporciona una maquina prensadora tenemos el material compuesto aprovechando aproximadamente un 99% de la materia prima, se realizó probetas de acuerdo a las especificaciones de la norma ASTM D638 y D2240 para establecer sus propiedades mecánicas tracción y dureza respectivamente, teniendo valores de 68 en dureza en la escala de Shore A apto para usar como recubrimiento en un piso de un taller automotriz garantizando un piso flexible y la durabilidad del mismo.
"Integración de Herramientas Computacionales para la construcción de engranajes de Fotocopiadoras Ricoh – Serie 8000"
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: UTC., 2021-10) Mayo Mayo, Edison Gonzalo; Reinoso, Héctor
En el presente trabajo se realizó un estudio teórico y experimental, se propone técnicas de reconstrucción tridimensional utilizando visión artificial con software y hardware libre. La revisión bibliográfica soporta las aplicaciones de los trabajos analizados, en cuanto se refiere a herramientas computacionales para procesamiento de imágenes planas (2D) como la generación de un objeto en tres dimensiones (3D). La primera etapa de diseño consiste en el análisis de las características físicas de los engranes plásticos de una fotocopiadora Ricoh serie 8000. A partir del estudio experimental y un proceso analítico jerárquico se obtuvo una caracterización y selección de los engranes más adecuados para ser construidos mediante técnicas de prototipado rápido con impresión 3D, además se realizó un análisis estático del engrane reconstruido para una fuerza de 1.7 Nm utilizando las propiedades mecánicas de los polímeros como PLA (Acido Poliláctico), PETG (Tereftalato de Polietileno) y ABS (Acrilonitrilo Butadieno Estireno) obteniendo un factor de seguridad de 4.57, 4.63, y 4.73 respectivamente. Se realizó una comparación entre las técnicas de impresión 3D como SLS (Estereolitografía), SLA (sinterización selectiva por láser) y FDM (Deposición de Hilo Fundido). Los engranes obtenidos con la técnica de prototipado rápido FDM tuvieron un error mínimo de 0.5% y máximo de 2.5% entre la medida real y la reproducida. La metodología propuesta permite reconstruir un engrane plástico CAD (Diseño Asistido por Computador), analizar sus características mecánicas con diferentes materiales CAE (Ingeniería Asistida por Computador) y construirlo mediante técnicas de impresión 3D CAM (Manufactura Asistida por Computador).

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