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http://repositorio.udec.cl/jspui/handle/11594/74
2024-03-19T08:56:43ZOptimización de procesos y calidad en la fabricación de bolsas plásticas de polietileno de alta densidad con enfoque en la extrusión, composición y reciclado
http://repositorio.udec.cl/jspui/handle/11594/11889
Título : Optimización de procesos y calidad en la fabricación de bolsas plásticas de polietileno de alta densidad con enfoque en la extrusión, composición y reciclado
Autor : Fierro Mellado, Cristobal Felipe
Resumen : Este proyecto se centró en estandarizar y optimizar el proceso de extrusión de películas sopladas de polietileno en la empresa Fabriplast. El objetivo principal fue normalizar la composición de las mangas de polietileno de alta densidad (HDPE) mediante el análisis de los materiales y parámetros operativos utilizados.
Inicialmente, se realizó un estudio detallado del proceso de extrusión y los materiales empleados, como HDPE, LLDPE (polietileno lineal de baja densidad), pigmentos y material reciclado. Se identificaron como variables críticas la proporción de LLDPE y pigmento en la mezcla.
A través de pruebas experimentales de tracción y punción, se evaluó el impacto de variar las cantidades de LLDPE y pigmento sobre propiedades mecánicas como resistencia máxima, resistencia al esfuerzo y alargamiento. Los resultados demostraron que un incremento de un 5% más en la concentración de LLDPE aumenta la resistencia máxima, mientras que una reducción de un 1% en el contenido de pigmento mejora tanto la resistencia como la elongación.
En conclusión, se recomienda ajustar las proporciones de LLDPE y pigmento en la mezcla para optimizar las propiedades mecánicas de las películas, obteniendo productos más resistentes y alargables que cumplan con los requisitos de calidad. Se sugiere continuar monitoreando los efectos de estas variaciones para determinar las proporciones óptimas mediante un enfoque sistemático basado en datos.
Este estudio sienta las bases para la estandarización del proceso y la mejora continua en Fabriplast, contribuyendo a maximizar la eficiencia, reducir costos y obtener productos de la mejor calidad.; This project focused on standardizing and optimizing the extrusion process of high-density polyethylene (HDPE) blown film at Fabriplast company. The main objective was to standardize the composition of HDPE sleeves by analyzing the materials and operating parameters used.
Initially, a detailed study of the extrusion process and the materials employed, such as HDPE, linear low-density polyethylene (LLDPE), pigments, and recycled material, was conducted. The proportion of LLDPE and pigment in the mix was identified as critical variables.
Through experimental tests of tensile and puncture properties, the impact of varying LLDPE and pigment quantities on mechanical properties such as maximum strength, tensile strength, and elongation was evaluated. The results demonstrated that a moderate increase in LLDPE concentration enhances maximum strength, while a slight reduction in pigment content improves both strength and elongation.
In conclusion, adjusting the proportions of LLDPE and pigment in the mix is recommended to optimize the mechanical properties of the films, obtaining stronger and more elongatable products that meet quality requirements. It is suggested to continue monitoring the effects of these variations to determine the optimal proportions through a systematic data-driven approach. This study lays the groundwork for process standardization and continuous improvement at Fabriplast, contributing to maximizing efficiency, reducing costs, and obtaining high-quality products that meet market demands.
Descripción : Tesis para optar al título profesional de Ingeniero/a Civil Mecánico/a2024-01-01T00:00:00ZConstrucción y validación de un simulador solar para verificación de algoritmo de actitud en Cubesats en órbitas LEO.
http://repositorio.udec.cl/jspui/handle/11594/11881
Título : Construcción y validación de un simulador solar para verificación de algoritmo de actitud en Cubesats en órbitas LEO.
Autor : Maricahuin Monsalves, Alvaro Fabian
Resumen : El crecimiento sostenido de las misiones espaciales ha posicionado al Cubesat como una interesante opción para la entrada al mercado espacial. Un Cubesat pertenece a la categoría de nanosatélites, específicamente, es un cubo de lado 10 [cm] que por su tamaño es una alternativa económica para alcanzar el espacio.
Lamentablemente, los Cubesat son equipos con alta tasa de falla, particularmente en los subsistemas de energía (EPS o “Electrical Power Systems”) y telecomunicación (TT&C o “Telemmetry, Tracking and Command”), donde la evidencia concluye que aumentar los ensayos es mejor que dotar al satélite de subsistemas redundantes. Dentro de los ensayos necesarios para la validación del satélite se encuentran los ensayos de actitud que tienen estricta relación con los subsistemas de energía y telecomunicación. Un banco de ensayos comercial para la verificación del subsistema de actitud incluye un simulador solar, un simulador de campos electromagnéticos y rodamientos de aire y su costo total excede los USD $20.000.
Con el fin de mantener los Cubesat como una alternativa viable económicamente, en la presente Memoria de Título se trabaja en el diseño, construcción y validación de un simulador solar para verificación del algoritmo de actitud, considerando presupuesto acotado y una implementación en un tiempo máximo de un semestre académico.
Utilizando la metodología de cascada para la concepción de producto se proponen diferentes bancos de ensayo y bajo reuniones con stakeholders se define el banco de ensayos a implementar. El simulador es montado en el Laboratorio de Técnicas Aeroespaciales y su funcionamiento se basa en la interacción de engranajes accionados por motores paso a paso. El sol es simulado por luces LED de 10 [W] de espectro completo controladas a través de relays con la plataforma Arduino.
Con el fin de verificar el banco de ensayos se realizan dos pruebas básicas de funcionamiento adquiriendo datos con un dispositivo que emula un satélite. Las pruebas confirman la funcionalidad del banco de ensayos como un sistema total, contando con motores que realizan los movimientos suavemente y una luz de espectro completo funcional a las aplicaciones requeridas, además de una
estructura acorde a las exigencias. Posteriormente, se discuten dos alternativas para realizar pruebas de órbita para finalmente implementar un código basado en la librería AccelStepper sacando el provecho de las funcionalidades de posición y referencia de los motores.; The continuous growth of space missions has positioned Cubesats as an intriguing option for entry into the space market. Cubesats belong to the Nanosatellites category, characterized by their compact size of a 10 cm side, making them an economical choice for space exploration. Unfortunately, Cubesats have shown a significantly high failure rate, with the “Energy Power Subsystems (EPS)” and “Telemetry, Tracking and Control Subsystem (TT&C)” being critical
subsystems prone to failure.
Studies indicate that improving testing procedures is more preferable than incorporating subsystem redundancy to enhance satellite reliability. Among the essential tests for satellite validation,“ Attitude Determination and Control Subsystem (ADCS)” testing is crucial and directly related to the performance of EPS and TT&C subsystems. Traditional ADCS testbeds, equipped
with a sun simulator, electromagnetic field simulator, and air bearing, often incur costs exceeding
$20,000 USD.
In an effort to maintain Cubesats as an economically viable option, this Memoria de Título focuses on the design, construction, and validation of a sun simulator for ADCS algorithm verification. The objective is to achieve comparable functionality within a reduced budget and a maximum implementation time of one academic semester.
By implementing Waterfall Methodology different testbed designs are conceived to be discussed with stakeholders members. Finally the definitive testbed is designed under the approbation of the members. The testbed is built at Laboratorio de T´ecnicas Aeroespaciales and its functioning is based on the interaction of gears actuated by stepper motors. The Sun is simulated by LED lights of full spectrum controlled through relay with Arduino platform.
To verify the functioning of the testbed two basic tests were executed. In a way to verify the testbed as a costumer, a satellite equiped with light sensors and an Arduino was constructed and used to obtain results of the light emission. These tests effectively verified the functionality of the testbed as a whole system including smooth operation motors and a full spectrum LED chosen to meet specific requirements. Subsequently, a discussion of two alternatives to excute orbit test defined the option to develop. A code based on AccelStepper library is implemented. This choice was driven by the desire to maximize the potential of the library, particularly in terms of achieving accurate position referencing and optimal motor speed control.
Descripción : Tesis para optar al título profesional de Ingeniero/a Civil Aeroespacial2024-01-01T00:00:00ZAnálisis experimental de la eficiencia y emisiones de un recuperador de calor en equipos a combustión de biomasa.
http://repositorio.udec.cl/jspui/handle/11594/11880
Título : Análisis experimental de la eficiencia y emisiones de un recuperador de calor en equipos a combustión de biomasa.
Autor : Vega Barra, Hyldo Bayron
Resumen : En el año 2021 el consumo de biomasa se posiciona en el segundo puesto de la oferta de energía primaria con un 25 %, el uso de este combustible por parte del sector residencial para calefacción y cocción de alimentos se ha extendido hasta aproximadamente 1 721 000 hogares, los cuales son responsables del 98,47 % del consumo total anual de leña. A pesar de ser considerada un recurso renovable, en el año 2020 se considera el consumo de biomasa por parte del sector residencial como el causante de casi el 90 % de las emisiones de MP2,5, incluyendo cerca del 70 % de emisiones de CO y VOC, afectando a la salud de los seres vivos, vegetación, reduciendo la visibilidad y contribuyendo negativamente al cambio climático de una manera significativa, entre otros efectos.
Con el fin de mitigar este efecto se han desarrollado bastantes alternativas presentes en el mercado, no obstante, muchas abordan el problema de las emisiones de MP y no los problemas de pérdida energética en estos equipos, ni la emisión de gases producto de la combustión. Se propone una solución capaz de abordar estos problemas asociados al proceso de combustión, el cual consiste en un sistema de recuperación de calor y reducción de emisiones, capaz de minimizar las pérdidas energéticas y aumentar el rendimiento del sistema, mitigando los efectos nocivos en el ambiente.
El “Prototipo” desarrollado en este proyecto es capaz de recuperar las pérdidas térmicas gracias a calentar un estanque con agua sanitaria de aproximadamente 70 L desde los 16°C hasta los 60°C, utilizando sólo una carga de combustible, la cual para el sistema de combustión evaluado (Cocina 1) ronda los 2,35 ± 0,24 kg de leña. Debido a esto, el Prototipo aumenta la eficiencia energética en más de un 30 % y la potencia en más de 3 kW para la mayoría de las condiciones evaluadas, logrando un rendimiento global sobre un 89 %.
Sólo a través de la recuperación de calor, con el Prototipo se logra reducir alrededor de un 80 % las emisiones de MP2,5, esto es bastante satisfactorio considerando que, si se solucionan los problemas de infiltración de aire al integrar el precipitador electroestático, utilizando ambos sistemas en conjunto se espera obtener una reducción de emisiones de MP2,5 aún más considerable, debido a las evidencias de una alta eficiencia en la captura de moléculas de los precipitadores.
Descripción : Tesis para optar al título profesional de Ingeniero/a Civil Mecánico/a2024-01-01T00:00:00ZActualización de la instrumentación de la planta de vapor del laboratorio de termofluidos.
http://repositorio.udec.cl/jspui/handle/11594/11879
Título : Actualización de la instrumentación de la planta de vapor del laboratorio de termofluidos.
Autor : Jara Contreras, Martín Alonso
Resumen : La Planta de Vapor del Laboratorio de Termofluidos de la Universidad ha estado en operación por más de 50 años, siendo fundamental para la formación profesional de los estudiantes, ya que cuenta con los componentes principales de una central termoeléctrica. Sin embargo, no ha experimentado cambios significativos en los instrumentos de medición, por lo que se requiere modernizar dichos equipos e implementar un sistema local que registre los datos de manera continua. El propósito del presente trabajo consiste proponer mejoras en la instrumentación de la Planta de Vapor para la enseñanza práctica de las asignaturas relacionadas con el área de Termofluidos. Conforme a esto, se lleva a cabo un diagnóstico de la central basado en mediciones históricas y en los balances de masa y energía del ciclo, los cuales fueron resueltos mediante un programa EES. Este análisis resalta las variables críticas y los equipos con errores significativos, identificando que el circuito de generación presenta los mayores márgenes de error. La implementación incluye la instalación de 10 transmisores de presión, 13 transmisores de temperatura, 4 flujómetros, 1 analizador de corriente y un sistema de monitoreo de variables con pantalla táctil, entre otros. Posteriormente, se analiza la percepción de los estudiantes mediante una encuesta que muestra la visualización de las variables del sistema local, obteniendo resultados positivos en cuanto a la claridad y facilidad de interpretación de datos. En términos de mejora de precisión, se logra reducir el error del rendimiento del ciclo a un 10% de su valor original, y se alcanza una disminución del 95% en el error del rendimiento de la turbina. Finalmente, se diseñan protocolos de ensayo para las asignaturas del área de Termofluidos, esquematizando las experiencias de laboratorio de acuerdo con la taxonomía de Bloom y vinculando los resultados de aprendizaje con los indicadores clave de desempeño establecidos para la carrera de Ingeniería Civil Mecánica.; The Steam Plant of the University's Thermofluids Laboratory has been in operation for more than 50 years, being fundamental for the professional training of students, since it has the main components of a thermoelectric power plant. However, it has not undergone significant changes in the measuring instruments, so it is required to modernize such equipment and implement a local system to record data continuously. The purpose of this work is to propose improvements in the instrumentation of the Steam Plant for the practical teaching of subjects related to the area of Thermofluids. Accordingly, a diagnosis of the plant is carried out based on historical measurements and on the mass and energy balances of the cycle, which were solved by means of an EES program. This analysis highlights the critical variables and equipment with significant errors, identifying that the generation circuit has the highest error margins. The implementation includes the installation of 10 pressure transmitters, 13 temperature transmitters, 4 flowmeters, 1 current analyzer and a variable monitoring system with touch screen, among others. Subsequently, the students' perception is analyzed by means of a survey showing the visualization of the local system variables, obtaining positive results in terms of clarity and ease of data interpretation. In terms of accuracy improvement, the cycle performance error is reduced to 10% of its original value, and a 95% decrease in the turbine performance error is achieved. Finally, test protocols are designed for the subjects of the Thermofluids area, outlining the laboratory experiences according to Bloom's taxonomy and linking the learning results with the key performance indicators established for the Mechanical Civil Engineering.
Descripción : Tesis para optar al título profesional de Ingeniero/a Civil Mecánico/a2024-01-01T00:00:00Z