Departamento de Ingeniería Mecánica Eléctrica

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http://hdl.handle.net/11042/389

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Acondicionamiento del sistema de gasificación de lecho fluidizado tipo burbujeante instalado en la Universidad de Piura
(Universidad de Piura, 2023-12) Chira Rodriguez, Alonso Nicolas; La Madrid Olivares, Raúl; Marcelo Aldana, Mario Daniel
La tesis tiene como objetivo dar a conocer el acondicionamiento de los sistemas auxiliares del gasificador de lecho fluidizado tipo burbujeante instalado en la Universidad de Piura. Se diseñó el sistema de alimentación de biomasa aplicando un método de diseño basado en la norma VDI 2221. En el sistema de admisión de aire se implementaron modificaciones propuestas según resultados de simulación CFD de fluidización en inerte (Labán & López 2022). La propuesta de mejoras tiene como finalidad superar las dificultades o problemas presentados en ocasiones pasadas durante la realización de pruebas experimentales de gasificación. Para el sistema de encendido se modificó la ubicación y disposición del quemador en el reactor. En el reactor se decidió cerrar los agujeros iniciales para la llama del quemador y la entrada de biomasa, para ubicarlos respectivamente a 600 y 800 𝑚𝑚 desde la base. Esta modificación busca evitar que las partículas sólidas del lecho fluidizado pasen a través de los agujeros. Además, se cambió la inclinación del quemador a un ángulo de 45° para que el calentamiento del lecho afecte en menor proporción a las paredes internas del reactor. El sistema de alimentación de biomasa consiste en una tolva, un tornillo sin fin y una válvula rotativa que dosifica la biomasa en función de su velocidad de rotación. La biomasa es empujada por el tornillo sin fin para caer a través de un tubo inclinado 60° e ingresar al reactor. Se realizaron pruebas de funcionamiento del sistema y los resultados permitieron determinar que, para una razón de equivalencia óptima del gasificador UDEP de 0.2 (Merino, 2022), el sistema de alimentación cumple en entregar cascarilla de café a una razón aproximada de 34 𝑘𝑔ℎ⁄ con una velocidad de rotación de la válvula estelar entre 15 y 20 𝑟𝑝𝑚 mientras que, para el bagazo, el sistema cumple en entregar 30 𝑘𝑔ℎ⁄ a una velocidad de rotación de 25 𝑟𝑝𝑚. En el sistema de admisión de aire se modificó la geometría de la cámara de aire y se implementó una matriz de canales direccionados a la salida. El ducto pasó a tener forma cilíndrica con diámetro igual al del reactor. El ensanchamiento del ducto pretende que las líneas de corriente de aire abarquen toda la sección transversal del lecho, mientras que la matriz de canales redirecciona el flujo para obtener en la salida vectores de velocidad perpendiculares a la sección transversal.
Algoritmo de Competencia Imperialista para la optimización de la conexión y desconexión de Unidades de Generación Distribuida
(Universidad de Piura, 2023-08) Alvarado Reyes, Sergio Jair; Fiestas Chévez, José
La investigación presenta una adaptación del Algoritmo de Competencia Imperialista, ICA en sus siglas en inglés, para usarlo como herramienta metaheurística que decide, dentro de una microrred con 25 unidades de generación distribuida fotovoltaicas, cuál de esas 25 unidades debe mantenerse conectada, inyectando energía a la microrred, o debe desconectarse de la misma con la finalidad de reducir las pérdidas eléctricas en las redes de distribución y reducirla máxima desviación de tensión de la red, a lo largo de un día. El algoritmo adaptado del ICA se desarrolló en MATLAB. A la vez, este software interactivo se mantuvo en comunicación con OpenDSS donde se modeló una microrred, basada en IEEE 37-bus test feeder, con unidades de generación distribuida fotovoltaicas instaladas en 25 de sus barras. En OpenDSS donde se realizaron simulaciones de flujo de potencia para conocer las pérdidas de potencia activa en las líneas eléctricas y las máximas desviaciones de tensión en la microrred modelada. Finalmente, se demuestra el buen desempeño del algoritmo propuesto, presentando excelentes resultados de reducción de pérdidas en las líneas eléctricas y de desviación de tensión, siendo además muy eficiente a causa de requerir pocas iteraciones y de que cada iteración requiere poco esfuerzo computacional.
Ampliación en infraestructura y equipos de una planta agroexportadora con una mejora de control en la línea de succión de los túneles de enfriamiento
(Universidad de Piura, 2024-12) Castillo Melendres, Henry; Machacuay, Jorge
La tesis aborda la evaluación cualitatitiva y cuantitativa sobre la ampliación de una planta agroexportadora ubicada en la región Piura. El estudio tiene como objetivo evaluar los beneficios obtenidos después de la ampliación de las diferentes áreas de la planta con la finalidad de determinar si la capacidad de producción se incrementa a los niveles esperados, así como la mejora de los subprocesos en cada una de las áreas involucradas para la obtención de una meta común que es la exportación de fruta fresca con estándares de calidad internacional. El desarrollo de la tesis se realiza en dos capítulos: el primero contiene información de las áreas y equipos previos al proyecto de ampliación de la planta agroexportadora, también se menciona cómo era el proceso de enfriamiento con el uso de electroválvulas de control on-off. Se analiza también el proceso de enfriamiento con un control on-off en la válvula ICM ubicada en la línea de succión de los túneles de enfriamiento que básicamente lo que hace es controlar la salida de refrigerante del serpentín del evaporador y retornar al tanque de recirculación ubicado en la sala de máquinas. En el segundo capítulo se realiza un listado de equipos nuevos por cada área que se incluyen en el proyecto de ampliación, la infraestructura nueva que se suma a la existente con la finalidad de ampliar cada una de las zonas que conforman la planta. Se vuelve a analizar el proceso de enfriamiento, pero ya con un actuador ICAD 1200A encargado del control de salida del refrigerante, la función del actuador es la misma que la que tenía anteriormente la electroválvula solenoide on-off pero su control es más preciso ya que con el actuador la válvula ICM va cerrando de manera progresiva dependiendo de la variación de la temperatura en el interior del túnel. Otro de los puntos que se detalla en la presente tesis en ambos capítulos es la mejora de control en la línea de succión de cada evaporador en los túneles de enfriamiento tipo californiano. Se concluye que la capacidad de producción aumentó considerablemente con la ampliación de la infraestructura de las diferentes áreas y la instalación de más equipos que ayudan a lograr la meta propuesta. Con respecto a la mejora en el control de la línea de succión de los túneles de enfriamiento, los resultados que se obtienen son muy buenos ya que los tiempos de los procesos de enfriamiento disminuyen en aproximadamente 2 horas y la calidad del proceso mejora eliminando de esa forma los picos de temperatura que se tenían con el tipo de control on-off.
Ampliación y modernización de una planta de generación de energía eléctrica para la operación del lote 95 de la empresa Petrotal
(Universidad de Piura, 2024-01) Carrión Espinoza, Miguel Enrique; La Madrid Olivares, Raúl
El objetivo de la tesis es analizar y comparar la mejora que tuvo una planta de generación eléctrica dentro de un lote petrolero. El estudio parte a raíz de un incremento de la carga y del consumo excesivo de combustible que se usaba en la planta antigua la cual funcionaba con grupos electrógenos cuyo funcionamiento era con combustible diésel. La propuesta de mejora fue cambiar totalmente la planta de generación por una planta mucho más moderna con nuevos grupos electrógenos duales que trabajan con combustible diésel y combustible pesado también llamado crudo pesado (en inglés Heavy Fuel Oil – HFO) y todo un sistema de equipos y protecciones para el buen funcionamiento, confiabilidad y ahorro en el gasto de combustible. Cabe resaltar que la demanda requerida en el lote aumentó de 1300 kW inicialmente a 6800 kW. En resumen, esta tesis muestra cómo mejorar una planta de generación que alimenta a un lote petrolero dándole mejor confiabilidad y ahorro en gastos de combustible, el proyecto tiene un periodo de contrato de mínimo 7 años (empezando a contar desde diciembre del 2020).
Análisis comparativo del ahorro energético en la operación de sistemas de aire acondicionado convencionales respecto a sistemas a volumen de refrigerante variable (VRV) - Caso de estudio: Tercer piso de la Universidad USAT, Chiclayo - Lambayeque, Perú
(Universidad de Piura, 2025-03) Estela Lora, Cesar Heinor; Risco Ramos, Redy
La tesis realiza un análisis comparativo del ahorro energético en la operación de sistemas de aire acondicionado convencionales respecto a sistemas a volumen de refrigerante variable (VRV), teniendo como objetivo evaluar y cuantificar las diferencias en el consumo energético entre ambos tipos de sistemas bajo diversas condiciones operativas. Se espera que los hallazgos proporcionen información valiosa para la toma de decisiones en la selección de sistemas de aire acondicionado en función de su eficiencia energética y su impacto ambiental. Para tal motivo se inicia realizando un análisis paralelo de cálculos de consumo eléctrico de cada sistema, iniciamos sumando todas las cargas eléctricas de consumo por cada equipo, tanto unidades interiores como unidades exteriores. Para cuantificar la carga en watts consumida al año, se extrae información del proyecto inicial con el cual se instalaron equipos convencionales. En dicho proyecto se manifiestan las horas diarias de funcionamiento de los sistemas de aire acondicionado, que son 15 horas al día, teniendo en cuenta que son aulas de una universidad y brindan clases hasta el turno de la noche, durante 22 días al mes, sumando 4,224 horas anuales de funcionamiento. Otro dato importante es el costo en US$ del Kw.h, teniendo como referencia el costo de la energía eléctrica con la opción tarifaria MT3 del pliego de la ciudad de Chiclayo del mes de noviembre del 2024. Teniendo en cuenta el ciclo de vida del activo, a este costo de consumo de energía le adicionamos los gastos por mantenimiento anual, costo de adquisición del equipo y costo de instalación. Con estos datos es posible armar unos cuadros comparativos y llegar a obtener el valor presente de un valor anualizado traído al presente con una tasa de interés “i” desde un horizonte “t”, donde “i” será 0.15 y “t” 5 años. Una vez desarrollado estos cuadros, podremos darnos cuenta que los equipos VRV tienen un considerable ahorro energético comparado con los equipos convencionales. Al poseer un gran ahorro de energía en las edificaciones, conlleva al ahorro en las acometidas eléctricas, en capacidades de llaves térmicas y calibres de los conductores eléctricos.
Análisis comparativo entre el uso del gasóleo y del diésel como combustible para el funcionamiento del quemador de una planta de asfalto móvil
(Universidad de Piura, 2024-01) Carmona Valdivia, Lucy Petronila; La Madrid Olivares, Raúl
El estudio de esta tesis se enfoca en analizar y comparar la opción más adecuada entre dos posibles combustible para optimizar el funcionamiento del quemador dentro de una planta de asfalto móvil sin afectar el rendimiento y los costos de la producción de la mezcla asfáltica caliente en la construcción y mantenimiento de carreteras. Para ello se recopila información detallada sobre las plantas de asfalto, como sus características y funcionamiento, así como las opciones a analizar en el combustible, es decir el Gasóleo y el Diesel, destacando el beneficio respecto al cuidado del medio ambiente en base a su composición de ambos combustibles. Alcanzando así una base de conocimientos teóricos que nos servirán para llevar a cabo el análisis comparativo. Se realiza el comparativo teniendo en cuenta tres puntos esenciales, como sus características fisicoquímicas, las cuales están basadas bajo la normativa de ASTM International. Otro punto que se tiene en cuenta es la disponibilidad de ambos productos, donde se puede observar el ahorro económico. El tercer punto es el poder calorífico, el cual nos permite saber que combustible es capaz de entregar mayor cantidad de energía utilizando la menor cantidad de masa. Finalmente, se evalúa la mejor alternativa considerando los aspectos antes mencionados para lograr una reducción beneficiosa de costos sin afectar la disponibilidad en planta y teniendo en cuenta la responsabilidad medio ambiental que genera tomar una decisión. En resumen, esta tesis presenta un enfoque práctico basado en datos para analizar y mejorar los costos de manera óptima. Así como resaltar la importancia del cuidado del medio ambiente al momento de examinar las opciones en comparación.
Análisis de factibilidad para el diseño de una estación de carga de medios de transporte eléctrico utilizando energía solar fotovoltaica en Piura
(Universidad de Piura, 2022-03-10) Espinoza Meza, Daniel Jair; Marcelo Aldana, Mario Daniel; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Mecánica Eléctrica.
El objetivo de la tesis es diseñar una estación de carga con una alimentación a través de paneles solares para cargar vehículos de transporte eléctrico con energía eléctrica que provenga de una fuente renovable, localizado en la Universidad de Piura, analizando dos casos de estudio: sistema fotovoltaico aislado con banco de baterías y sistema fotovoltaico conectado a la red. Se busca además cotizar el costo total de inversión inicial para ambos casos, analizar el impacto que tendría este tipo de tecnología en la sociedad y como se vería afectada en la transición a una energía renovable y obtener la licencia oficial de un software 3D para realizar una simulación de la estación de carga eléctrica para ambos casos y comparar los resultados en los cálculos matemáticos y los brindados por la simulación. Se parte investigando y reuniendo la información más relevante de los sistemas fotovoltaicos y los medios de transporte eléctrico en el Perú y el mundo. Se establecieron 2 casos de estudio y analíticamente se dimensionó los componentes principales de la estación de carga tales como paneles solares, inversores, reguladores, baterías, conductores, sistema de protección y medición. Esto dio paso al análisis de sostenibilidad, tiempo de recuperación de la inversión inicial, la cantidad de CO2 que se dejaría de emitir y el impacto en la sociedad y en especial en los usuarios de este tipo de tecnología. El desarrollo 3D en PVSOL premium para verificar y comparar los resultados analíticos con los obtenidos en el programa. Los resultados más relevantes fueron: la comparación entre la cantidad de energía generada estimada analíticamente y en PVSOL para ambos casos, con una diferencia de 5,970.6 kWh/año para el caso 1 y 4,453 kWh/año para el caso 2. Otro resultado resaltante fue la comparación entre los presupuestos iniciales para ambos casos, donde el uso de baterías de ion-litio fue el elemento diferencial, el cual incrementó la inversión en S/129,216 soles. Asimismo, esto fue el principal motivo en el contraste sustancial de 7-8 años en el tiempo de recuperación económica entre ambos casos. Se destaca la reducción en la emisión de CO2/año, con más de tres toneladas de CO2 /año para el caso 1 y más de 2 toneladas de CO2 /año para el caso 2, todo esto en un periodo observado de 20 años. Se concluye que al comparar ambos casos que la mayor diferencia en la inversión inicial se debe al uso de baterías de ion-litio. Asimismo, para que los sistemas fotovoltaicos se establezcan como principal fuente de energía eléctrica, se debe mejorar la tecnología de las baterías, expandir su producción para disminuir los precios y poder abastecer de energía continua durante las 24 horas. De acuerdo al análisis de rentabilidad, ambos casos resultan factibles.
Análisis de factibilidad para producción de energía utilizando un gasificador de hojas de caña de azúcar
(Universidad de Piura, 2017-03-08) Estremadoyro Ruiz, Jorge Augusto; Marcelo Aldana, Mario Daniel; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Mecánica Eléctrica.
La tesis tiene como objetivo desarrollar un análisis de factibilidad para la producción de energía térmica a partir del aprovechamiento de éste residuo agrícola utilizando un prototipo de gasificador. Para ello, se muestra la historia, métodos, panorama actual y futuros prospectos de las plantaciones de caña de azúcar relacionado a la industria del etanol y la industria azucarera de manera breve y concisa. Finalmente, esta investigación se muestra como un importante precedente para una posterior validación del estudio y aplicación a larga escala en la industria.
Análisis de fatiga en piezas mecánicas usando el método de los elementos finitos
(Universidad de Piura, 2012-09-14) García Lazo, Pierre; Machacuay, Jorge; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Programa Académico de Ingeniería Mecánico-Eléctrica
La paresente investigación recoge los conceptos y métodos de Análisis de fatiga para elementos mecánicos, con especial atención al diseño de ejes, debido a que son los elementos más comúnmente usados. Se acompaña esta introducción y guía del Análisis de Fatiga con el software 'Cosmos' del 'Solid Works' -basado en el método de los elementos finitos (MEF)-, donde se mencionan sus ventajas, desventajas y cómo superar algunos de los problemas más generales que se puedan presentar en cuanto al manejo e interpretación de sus datos de ingreso y sus resultados.
Análisis de la aplicación de pruebas predictivas eléctricas, dinámicas y estáticas, a motores de inducción en la industria minera
(Universidad de Piura, 2024-11) Castillo Coveñas, Carlos Eduardo; Quispe Chanampa, Carlos Nicolás
El sector minero aporta significativamente a la economía del país, por esta razón las operaciones mineras buscan mejorar cada vez más sus procesos implementando técnicas que brinden mayor disponibilidad y confiabilidad a los activos. Los motores de inducción se encuentran en más del 90% de las aplicaciones de esta importante industria, convirtiéndose en activos críticos de la operación en muchos casos, como lo son las chancadoras. Brindar mantenimientos eficientes en el tiempo adecuado es necesario para mantener la operatividad al 100% del motor, por ello, el sector minero ha adoptado técnicas predictivas eléctricas dinámicas y estáticas orientadas a detectar fallas antes de que el motor genere paradas de planta no programadas que afecten a la producción y seguridad de las personas. La tesis comienza explicando qué es un motor de inducción, la importancia de realizar mantenimientos eficientes y los tipos de mantenimiento presentes en la industria: correctivo, preventivo y predictivo. Se explica qué son y cómo se realizan las pruebas dinámicas y estáticas. Siguiendo con los resultados obtenidos de dos casos de estudio. El primero referido a pruebas dinámicas, en donde se encontró un problema en la alimentación del motor que tiene como carga una chancadora primaria debido a un desbalance de corriente de 11.8%, valor por encima de los límites permitidos, ocasionado por una falla en el capacitor presente en la caja de conexiones del motor. Realizado el cambio del capacitor, se realizó seguimiento obteniendo un desbalance de corrientes final de 1.9%, dando por solucionado el problema. El segundo caso es referido a pruebas estáticas, en donde se detectó la degradación del aislamiento entre espiras de una de las fases mediante la prueba más importante: “surge” o también llamada “impulso”. Esta degradación del aislamiento entre espiras se identificó debido a un valor de 11.5%, porcentaje por encima de lo permitido. Después de la reparación se realizó seguimiento mediante pruebas estáticas obteniendo un valor de 2.2% de la fase en falla, dando por solucionado el problema. De esta manera se demuestra que las técnicas predictivas eléctricas dinámicas y estáticas, aumentan la disponibilidad y confiabilidad de los motores en un 30%. Este indicador le corresponde al área de mantenimiento de concentradora.
Análisis de la distorsión armónica causada por cargas no lineales en entornos bancarios: evaluación y soluciones comerciales
(Universidad de Piura, 2024-07) Ramos Saba, Sergio Manuel; Vásquez Díaz, Edilberto
La presente tesis aborda el análisis de la distorsión armónica causada por cargas no lineales en entornos bancarios, evaluando su impacto en la calidad de la energía y proponiendo soluciones comerciales viables. El estudio se centra en la identificación de las principales fuentes de armónicos, su medición y análisis, así como en la evaluación de tecnologías disponibles para mitigar sus efectos negativos. En el capítulo 1, se describe la distribución típica de una oficina bancaria y los sistemas comunes que la componen, destacando los equipos que generan armónicos. En el capítulo 2, se presentan los resultados de las mediciones realizadas, se analiza la predominancia de los armónicos de corriente y se evalúan diversas soluciones comerciales para su mitigación. El estudio busca contribuir al conocimiento y práctica en el campo de la calidad de la energía, proporcionando soluciones prácticas para abordar la distorsión armónica en entornos bancarios y mejorar la fiabilidad del suministro eléctrico. Se recomienda realizar estudios adicionales para evaluar el impacto a largo plazo de las soluciones implementadas y explorar nuevas tecnologías de mitigación de armónicos.
Análisis de la planificación y programación de mantenimientos dinámicos basados en la condición de la maquinaria en una empresa agroindustrial
(Universidad de Piura, 2024-01) García Trauco, Renato Gustavo; Soto Bohórquez, Juan Carlos
La tesis tiene como objetivo analizar la planificación y programación de los mantenimientos dinámico basados en la condición de la maquinaria desarrollados en una empresa agroindustrial. La necesidad de este análisis surgió después de no lograr cumplir con las fechas de producción establecidas al finalizar el año. La flota examinada incluye cargadores frontales, cosechadoras, excavadoras, retroexcavadoras, tractores agrícolas y volquetes. El enfoque del análisis se centró en el factor tiempo, crucial en la gestión de mantenimiento. Se utilizó un algoritmo específico que determina el tiempo necesario para reparar una maquinaria y el número de equipos que se pueden trabajar en un tiempo limitado. Este algoritmo es ideal dadas las condiciones de tiempo restringido y alta demanda de maquinaria en la agroindustria. Los resultados revelaron fortalezas y debilidades en la planificación y programación actuales, proporcionando datos valiosos para mejorar la toma de decisiones.
Análisis de la transferencia de calor y masa durante el secado de productos alimenticios utilizando microondas
(Universidad de Piura, 2021-04-16) Gonzales Fernandez, Jose Alonso; Guerrero Bardales, Jorge Eduardo; Holguín Jiménez, Adrián Ibraín; Machacuay Vera, Fernando Javier; Marcelo Aldana, Mario Daniel; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Mecánica Eléctrica.
El objetivo del trabajo es realizar un estudio sobre los fenómenos de transferencia de calor y masa que se dan durante el secado de papa por microondas mediante el planteamiento de un modelo matemático y la simulación de este proceso a través del software Ansys® Workbench, para así validar todos los resultados con aquellos obtenidos por otras investigaciones. Con tal fin, se recopiló información relacionada a estudios realizados sobre el secado de microondas de diversos productos alimenticios y, de esta manera, realizar el modelado matemático y la simulación pertinente del secado de muestras de papa a través de un horno microondas. Posteriormente, se realizó el análisis de los fenómenos de transferencia de calor y masa del sistema, identificando las variables de interés y propiedades características como la humedad, temperatura, difusividad, etc. para su respectiva validación con los datos que figuran en la bibliografía científica. Asimismo, se verificó el predominio de uno de los fenómenos mencionados sobre el otro bajo ciertas condiciones y consideraciones, a través de la simulación realizada con el software Ansys®. Se concluye que el secado con microondas no es suficientemente efectivo para aplicaciones de procesos industriales, sino que debe complementarse con otros métodos y elementos para aumentar su eficiencia, lo cual se traduce, desde el punto de vista económico, en un ahorro significativo para volúmenes grandes de productos a secar.
Análisis de las condiciones operativas de bombas centrífugas de la Planta de Fraccionamiento de Líquidos de Gas Natural – Pisco y su impacto en su tiempo de vida útil
(Universidad de Piura, 2024-07) Castañeda Valdivieso, Renato Edgardo; Soto Bohórquez, Juan Carlos
La tesis tiene como objetivo evaluar las condiciones operativas actuales de las bombas centrífugas de la planta de fraccionamiento de líquidos de gas natural en Pisco, departamento de Ica, mediante la medición de la desviación de estas respecto al punto de máxima eficiencia de cada bomba, determinar el impacto de estas desviaciones en el tiempo de vida y modos de falla de las bombas, y proponer mejoras basadas en esta evaluación. Para la evaluación de la operación de las bombas se recopilaron los puntos de diseño de la documentación de los fabricantes y los datos de caudalímetros de la planta; posteriormente se compilaron los datos de mantenimiento correctivo de las bombas y se enfatizaron aquellas con mayores ocurrencias de fallos. Se realizó una evaluación conjunta de caudal y fallas para determinar la influencia de una variable sobre la otra, encontrándose que no había una correlación significativa. En su lugar, se encontraron otros modos de falla sobre un grupo selecto de bombas, al comparar estas con bombas de condiciones similares se pudieron obtener propuestas de mejora para optimizar su operación. La etapa final de este trabajo detalla estas mejoras y analiza su viabilidad económica.
Análisis de las pérdidas de energía eléctrica en el sistema de distribución de Arequipa
(Universidad de Piura, 2012-09-27) Albornoz Yáñez, Jorge; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Programa Académico de Ingeniería Mecánico-Eléctrica
Análisis de los gases de escape como método de diagnóstico y mantenimiento de un motor Diesel marino
(Universidad de Piura, 2012-09-14) Acosta Columbos, Carlos; Saavedra García Zabaleta, Rafael; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Programa Académico de Ingeniería Mecánico-Eléctrica
El presente trabajo de investigación tiene como objetivo fundamental mostrar a los motoristas de las embarcaciones pesqueras artesanales de Paita quela técnica de monitoreo de gases de escape puede utilizarse como un método de diagnóstico de averías.
Análisis de los mecanismos de transferencia de calor y masa en el proceso de deshidratación mediante el método de Descompresión Instantánea Controlada (DIC)
(Universidad de Piura, 2021-04-08) Carreño Cruz, Erik Andres; Gomez Pingo, Hector Octavio; Marcelo Aldana, Mario Daniel; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Mecánica Eléctrica.
La tesis tiene como objetivo entender el tratamiento DIC (Descompresión Instantánea Controlada) y modelar su comportamiento termodinámico a través de las leyes que rigen la transferencia de calor y masa. La formulación del modelo matemático podrá predecir algunas variables dependientes e independientes como la tasa de deshidratación, la cinética de secado, el comportamiento de temperatura y humedad, y la difusividad másica efectiva. El modelo matemático será validado con datos experimentales expuestos en los artículos del investigador Karim Allaf, desarrollados en la Universidad de La Rochelle, Francia. Para la elaboración del modelo matemático, se analizaron dos procesos que rigen el comportamiento del producto en el momento del secado: la ley de transferencia de calor de Fourier y la ley de transferencia de masa de Fick. El algoritmo se formuló discretizando las leyes de conducción térmica y difusión másica a través del método de diferencias finitas, para ello, se genera un mallado a la geometría del producto y se establecen las condiciones iniciales y de frontera, cumpliendo con ciertos criterios que permitan la convergencia de los cálculos numéricos. La estructura, geometría, condiciones y propiedades térmicas/másicas del producto a secar influyen al momento de desarrollar el algoritmo que modelará, matemáticamente, los mecanismos de transferencia y masa. Este algoritmo necesita criterios de estabilidad para asegurar la convergencia del modelo matemático. Los resultados estadísticos obtenidos muestran un buen ajuste entre el modelo matemático y los datos experimentales, por lo que se concluye que el modelo matemático formulado describe el comportamiento de la temperatura y el contenido de humedad, tanto en el ciclo DIC, como en su cinética de secado.
Análisis de los procedimientos de fusión y colada en talleres de fundición gris del norte del Perú
(Universidad de Piura, 2020-07-16) Hidalgo Medina, Grabiela Lizbeth; Guerrero, Rosalba; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Mecánica Eléctrica.
La tesis tiene como objetivo identificar los puntos críticos del sector fundición, referidos a la etapa de fusión, colada, y gestión microempresarial e impulsar el desarrollo de las micro y pequeñas empresas (MYPE) de fundición de la región norte del país (Piura, Lambayeque y La Libertad), consideradas impulsoras del crecimiento económico, generación de empleo y reducción de la pobreza. Para lo cual, se ofrecen propuestas de mejora que ayuden a incrementar la productividad y competitividad del sector manufacturero de fabricación de metales en la región. Posteriormente, se realiza una muestra conformada por diez micro y pequeñas empresas de fundición gris ubicadas en Piura, Lambayeque y La Libertad. En tanto, para recoger información detallada de los procesos de fusión y colada, se han realizado múltiples visitas a los talleres, aplicando una encuesta con 38 ítems. Los resultados evidencian la falta de una política de calidad relacionada con el desconocimiento de las características químicas, mecánicas y microstructurales de las piezas que fabrican y de la materia prima que utilizan, por parte del personal de estos talleres. Finalmente, se propone un plan de capacitación para los fundidores que involucran tanto la parte operativa del proceso de fundición como la parte de gestión microempresarial.
Análisis de los regímenes energéticos para el ahorro tarifario en una empresa agroindustrial
(Universidad de Piura, 2024-07) Vásquez Medina, Luis Enrique; Machacuay, Jorge
La tesis tiene como objetivo analizar el consumo de energía y potencia de la empresa CONSORCIO JRM, agroindustria ubicada en el Medio y Bajo Piura, dedicada a la exportación del frutal arándano con sus variedades ventura y biloxi. Cuenta con un área de 510 Ha total y 480 Ha efectivas para la producción y empaquetado. Cuenta con 2 áreas importantes en la operación: el área de ferti - riego que consta aproximadamente 1.5 MW de potencia instalada y con un packing de 1 MW, que solo opera en aproximadamente 6 meses al año y es la etapa fenológica de la fruta para que cumpla con el proceso adecuado de frio para la exportación a los destinos de Europa, Asia y USA. En CONSORCIO JRM se empezó a realizar seguimiento a los valores de potencia y energía de la facturación con el objetivo de realizar un análisis del comportamiento de las curvas que el recibo nos brinda en el detallado. El objetivo de este análisis como primera instancia era mantener la producción reduciendo las horas de trabajo dentro de punta y reducir costos de forma técnica y operativa. CONSORCIO JRM inicio su operación con 600 kW de potencia contratada, en el tiempo se fue incrementando área de producción y aumentando la potencia llegando el 2021 a 2.4 MW, entrando al rango optativo para poder realizar un cambio de régimen tarifario si es que es factible. Con el rango optativo y los datos de potencia y energía de al menos 6 meses se inició también el análisis de reducir costos de manera administrativa. Con los cálculos realizados, se optó por el cambio de régimen tarifario de un marco regulado de media tensión MT2 a un régimen libre con ENOSA, reduciendo costos de alrededor hasta 50% de según la operación y el acuerdo de los precios con la empresa distribuidora o generadora a contratar. En 2 años con el nuevo régimen el ahorro fue de 1.7 millones de soles solo con el cambio de régimen, además se mejoró la operación reduciendo el consumo de potencia alrededor de 10 MW anuales reduciendo costos energéticos.
Análisis de modos de falla y sus efectos para un ventilador primario de 370 kW en una caldera térmica del sector agroindustrial
(Universidad de Piura, 2024-12) Bedon Chorres, Manuel Alfredo; Risco Ramos, Redy
La tesis tiene como objetivo realizar un estudio acerca de los modos de falla y sus consecuencias de un ventilador primario de una caldera térmica aplicando la metodología mantenimiento basado en la confiabilidad, de tal modo que se llegó a proponer planes de mantenimiento para las componentes críticas basados en el análisis de modos y efectos de fallas. Se realizó un plan de mantenimiento en base a los resultados obtenidos de la metodología de análisis de modos de falla y sus efectos para ubicar todos los modos de fallo presentes en los componentes del ventilador primario, el cálculo de número de prioridad de riesgo para determinar los modos de falla más críticos y el análisis causa raíz para focalizar el plan de mantenimiento a situaciones específicas. El análisis que se realizó dio como resultado un plan de mantenimiento basado en la confiabilidad, así como posibles ajustes de diseño para el ventilador primario de 370 kW. Además, se calculó la probabilidad esperada luego de la aplicación del plan de mantenimiento y se hizo una predicción para la reducción de las pérdidas ocasionadas por el fallo del ventilador primario de 370 kW. Basados en los resultados obtenidos se llega a la conclusión de que la metodología aplicada en la tesis resulta ser eficaz en el incremento de confiabilidad y reducción de tiempos de inactividad en el ventilador primario; además, dicha metodología podría ser aplicada a diversos equipos de fábrica con el fin de aumentar confiabilidad y reducir tiempos de inactividad.