PROYECTO CIEN-TEC.

1. PLANTENIENTO
2. MARCO TEORICO CIENTIFICO.
3. SISTEMA METÓDICO.
4. SISTEMA ADMINISTRATIVO.
5. ANEXOS.

1. PLANTEAMIENTO.

1.1 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA.
1.2 DELIMITACIÓN DEL ESTUDIO.
1.3 JUSTIFICACIÓN.
1.4 OBJETIVOS.

1.1 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA.

¿DE QUE MANERA PODEMOS CONTROLAR EL CONSUMO DE COMBUSTIBLE EN EL ÁREA DE FUNDICIÓN DEL LABORATORIO DE METALURGIA?

1.2 DELIMITACIÓN DEL ESTUDIO.

El estudio que se realizara en este proyecto abarcará solo lo correspondiente al consumo de combustible del horno basculate vertical durante el tiempo de función de un metal. Los temas relacionados al sistema de inyección de combustible deberán ser tocados por los grupos que realicen la investigación sobre hornos.

1.3 JUSTIFICACIÓN DEL ESTUDIO.

Durante mucho tiempo no se ha llevado un control del consumo de combustible en las fundiciones que se realizaron en el laboratorio de metalurgia, en vista que representamos una nueva generación que usará los conocimientos que posee para transformar la realidad que nos rodea hemos decidido (el grupo) dar solución a este problema que cada año es obviado por los estudiantes.

1.4 OBJETIVOS.

• OBJETIVO GENERAL: Poner fin a la manera rudimentaria e inexacta de controlar el consumo de combustible durante una fundición en el área de metalurgia.
• ESPECIFICO: Dar pie a nuevas generaciones de estudiantes para que ahonden en este tema o para que lo tomen como ejemplo para sus futuras investigaciones, demostrando la verdadera calidad de tecnólogos que se forman en el I.S.T.P "JOSÉ PARDO".

2. MARCO TEÓRICO CIENTÍFICO.

2.1ANTECEDENTES
2.2 BASES TECNICO-CIENTÍFICAS.
2.3 DEFINICION DE TERMINOS BASICOS.
2.4 HIPÓTESIS.
2.5 SISTEMA DE VARIABLES.
2.5.1 LA ESCALA GRADUADA AUTOMATIZADA
2.5.2 ELCONSUMO DE COMBUSTIBLE.
2.5.3 EL TANQUE DE COMBUSTIBLE.

2.1 ANTECEDENTES.

Este tipo de sistema fue usado en el área de fundición del SIMA de la Marina de Guerra del Perú en hornos de foso. en el departamenteo de metalurgia fue propuesto a los alumnos del tercer semestre 2007 como un trabajo academico dentro del curso de hornos industriales por el Ing. Luis Lapeyre Valdez, pero como es notable no se llevó a cabo.

Basados en el bosquejo original de este proyecto diseñamos un modelo que permitirá controlar de manera mas comoda la cantidad de combustible del tanque de combustible.

2.3 DEFINICIONES DE TÉRMINOS BASICOS

• METALURGIA
• FUNDICIÓN
• FUSIÓN
• ESCALA
• HORNO BASCULANTE
• POLEAS
• SISTEMA EN EQUILIBRIO
• QUEMADOR
• CABALLETE
• COMBUSTIBLE
• TANQUE DE COMBUSTIBLE.

3. SISTEMA MÉTODICO.

3.1 TIPO Y NIVEL DE ESTUDIO.
3.2 MUESTRA Y UNIVERSO.
3.3 TECNICAS E INSTRUMENTOS DE INVESTIGACIÓN.
3.4 TECNICAS DE PROCESAMIENTO DE DATOS.
3.5 PRESENTACIÓN DE RESULTADOS.

3.1 TIPO Y NIVEL DE ESTUDIO.

El estudio que realizaremos en este proyecto será de caracter experimental y comprenderá una investigación tecnologica física, que tendremos que asumir para conseguir los objetivos que nos hemos trazado.

3.2 MUESTRA Y UNIVERSO.

La muestra de este estudio es el tanque de combustibledel horno basculante del área de fundión del departameto de metalurgia.

El universo comprende todos los tanque de combustible para hornos de foso o basculantes de plantas de fundicón.

3.3 TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE INVESTIGACIÓN.

Ya que no existe mucha información sobre este tema, el grupo deberá recuriri a sus conocimientos en física, matemáticas, goemetría y soldadurar, pra contrastar los resultados del papel con la realidad que vamos a transformar.

Por lo tanto deberemos recolectar información de bibliografia sobre el tema, paginas de internet, notas relacionadas para construir un Marco Teorico Satisfactorio en el informe que se redactará posteriormente.

3.4 TÉCNICA DE PROCESAMIENTO DE DATOS.

Para procesar los datos obtenidos deberemos realizar una observación diacrónica para registrar de manera coherente los resultados y enunciarlos estadísticamente.

3.5 PRESENTACIÓN DE RESULTADOS.

4. SISTEMA ADMINISTRATIVO.

4.1 PRESUPUESTO.
4.2 CRONOGRAMA.
4.3 FINANCIAMIENTO.

4.1 PRESUPUESTO.

06 POLEAS: S/.9.00.... (De aluminio)

06 PERNOS:S/. 3.00

06m CABLE :S/.3.00...( De acero flexible)

01 BOYA: S/. 9.00

01INTERNET:S/.6.00

PASAJES: S/. 3.00 (Movilidad para compras)

4.2 CRONOGRAMA.

4.3 FINANCIAMIENTO.

Este proyecto seráfinaciado en su gran parte por los alumnos del grupo. los materiales como varillas de acero y soldaduar serán aportados por el departamento de metalurgia.

5. ANEXOS.

5.1 TABLAS.
5.2 IMÁGENES.

5.1 TABLAS.

MATRIS DE CONSISTENCIA:

5.2 IMÁGENES.

INFORME

"AÑO DEL DEBER CIUDADANO"

INSTITUTO SUPERIOR TECNOLÓGICO PÚBLICO

JOSÉ PARDO

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

INFORME CIENTÍFICO TECNOLÓGICO.

SEMESTRE ACADÉMICO 2007- II

ASIGNATURA: INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA.



PORFESOR: ABDEL ROJAS.

RESPONSABLES:

1. ROMERO BARTRA, Javier ehud.
2. PALOMINO HERRERA, Jans.
3. HINOSTROSA ANTONIO, Edilberto.
4. AMBROSIO QUIÑONES, Abram.

LIMA - PERÚ

2007

DEDICATORIA.

ESTE TRABAJO DE INVESTIGACIÓN ESTÁ DEDICADO A QUIEN FUE NUESTRO MENTOR EN VIDA: AL Ing. LUIS LAPEYRE VALDEZ, UN DESTACADO METALURGISTA, GRAN PROFESOR Y EXTRAORDINARO AMIGO.

LOS RESPONSABLES

INTRODUCCIÓN.

Al iniciar este curso se nos dio un trabajo, que para nosotros significó mas que ello, pues se convirtió en reto, ya que quisimos llevarlo al nivel que toda nuestra investigación y trabajo en común se vea reflejado en hechos palpables que transformen la realidad que a un inicio observamos.
La investigación científica y tecnológica que estamos realizando tal ves no este al nivel de las tesis que los estudiantes universitarios redactan, pero esto es sólo es un ejemplo de lo que los alumnos del INSTITUTO SUPERIOR TECNOLÓGICO PUBLICO "JOSÉ PARDO" de realizar en pro del desarrollo tecnológico de esta.
Este informe es producto de todo un proceso de investigación, en el que nos hemos esforzado para plasmar en sus líneas de manera concreta todo lo visto y experimentado durante su desarrollo.
Nos queda la consigna de tomar este informe como el primer paso en la vía que nos conduce a ser mejores alumnos, mejores profesionales y mejores seres humanos.

Los responsables.

CAPITULO I: PLANTEAMIENTO.

1.1 FORMULACION DEL PROBLEMA.
1.2 DELIMITACIÓN DEL ESTUDIO.
1.3 JUISTIFICACIÓN DEL ESTUDIO.
1.4 OBJETIVOS.

1.1 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA.

¿DE QUE MANERA PODEMOS CONTROLAR EL CONSUMO DE COMBUSTIBLE EN EL ÁREA DE FUNDICIÓN DEL LABORATORIO DE METALURGIA?

1.2 DELIMITACIÓN DEL ESTUDIO.

El estudio que se realizara en este proyecto abarcará solo lo correspondiente al consumo de combustible del horno basculate vertical durante el tiempo de función de un metal. Los temas relacionados al sistema de inyección de combustible deberán ser tocados por los grupos que realicen la investigación sobre hornos.

1.3 JUSTIFICACIÓN DEL ESTUDIO.

Durante mucho tiempo no se ha llevado un control del consumo de combustible en las fundiciones que se realizaron en el laboratorio de metalurgia, en vista que representamos una nueva generación que usará los conocimientos que posee para transformar la realidad que nos rodea hemos decidido (el grupo) dar solución a este problema que cada año es obviado por los estudiantes.

1.4 OBJETIVOS.

• OBJETIVO GENERAL: Poner fin a la manera rudimentaria e inexacta de controlar el consumo de combustible durante una fundición en el área de metalurgia.
• ESPECIFICO: Dar pie a nuevas generaciones de estudiantes para que ahonden en este tema o para que lo tomen como ejemplo para sus futuras investigaciones, demostrando la verdadera calidad de tecnólogos que se forman en el I.S.T.P "JOSÉ PARDO".

CAPITULO II: MARCO TEORICO CIEN- TEC

2.1ANTECEDENTES

2.2 BASES TECNICO-CIENTÍFICAS.

2.3 DEFINICION DE TERMINOS BASICOS.

2.4 HIPÓTESIS.

2.5 SISTEMA DE VARIABLES.

2.5.1 LA ESCALA GRADUADA AUTOMATIZADA.

2.5.2 ELCONSUMO DE COMBUSTIBLE.

2.5.3 EL COMBUSTIBLE.

2.1 ANTECEDENTES.

Este tipo de sistema fue usado en el área de fundición del SIMA de la Marina de Guerra del Perú en hornos de foso. en el departamenteo de metalurgia fue propuesto a los alumnos del tercer semestre 2007 como un trabajo academico dentro del curso de hornos industriales por el Ing. Luis Lapeyre Valdez, pero como es notable no se llevó a cabo.
Basados en el bosquejo original de este proyecto diseñamos un modelo que permitirá controlar de manera mas comoda la cantidad de combustible del tanque de combustible.

2.2 BASES TÉCNICO-CIENTÍFICAS.

2.3 DEFINICIONES DE TÉRMINOS BASICOS

Durante la fusión de un metal o una aleación el consumo de combustible varía dependiendo de factores como: La cantidad de material que se funde, el tipo de metal o aleación, las condiciones del ventilador y el quemador del horno, etc. La sumatoria de todos estos factores determinan el consumo de combustible para cada caso, lo que será posible de controlar a través de la escala garduada graduada automatizada, con la que lograremos despues de este estudio la estandarización del consumo de combustible sea en el área de fundciuon del departamento de metaluyrgia o sea en una planta de fundicion particular.

2.4 HIPÓTESIS.

Para poder controlar el consumo de combustible durante el proceso de fusión deun metal o aleación es necesario contar con un instrumento de medición como la escala graduada que construiremos en la que se podrá leer que cantidad de combustible hay en el tanque.
Para ello diseñaremos y construremos una estructura metálica unida por soldadura, que contará con poleas (6 en total) por las que se deslizará un cable flexible de acero trenzado, que de un extremo sujetará una boya flotante en el combustible dentro del tanque, y en el otro extremo una pesa a modo de contrapeso para equilibrar el sistema demanera que este sea sensible al ascenso y descenso del combustible dentro del tanque, lo que permitirá obtener una lectura de la cantidad de este en una escala graduada.

2.5 SISTEMA DE VARIABLES.

2.5.1 VARIABLE INDEPENDIENTE: LA ESCALA GRADUADA AUTOMATIZADA.
2.5.2 VARIABLE DEPENDIENTE: EL CONSUMO DE COMBUSTIBLE.
2.5.3 VARIABLE INTERVINIENTE: EL TANQUE DE COMBUSTIBLE.

2.5.1 VARIABLE INDEPENDIENTE: LA ESCALA GRADUADA AUTOMATIZADA.

Esta es una estructura que fabricaremo, tiene forma tetradea, esta hecha de varillas de acero unidas por soldaura; además cuenta con 6 poleas por las que corre un cable que sujeta de uno de sus extremos una boya y del otro un contrapeso.Esta escala marca la cantidad de galones de combustible que hay en el tanque.

¿Cómo funciona la Escala Graduada Automatizada?

Este instrumento funciona basado en el principio de Arquimedes y en el equilibrio mecánico. basados en estos dos cimientos podemos explicar:

La boya que esta semi sumergida en el combustible (petroleo) es empujado hacia arriba por la fuerza de empuje del combustible, lo que hace que ascienda( si se está llenando) o descienda ( si se esta consumiendo combustible) según sea la circunstacia. La boya para esto tiene mas peso que la pesa que se halla en el otro extremo del cable, lo que le permite desender sin esfuerzo, y ascender sin afectar el equilibrio mecánico.

Esta interaccion entre los peso de ambos extremos del cable y la fuerza de empuje del combustible hacen sencible a este al movimiento, lo que es aprovechado para colocar una flecha en el cable que marque en la escala la cantidad de combustible que hay en el tanque despues de realizar una fundición.

2.5.2 VARIABLE DEPENDIENTE: EL CONSUMO DE COMBUSTIBLE.

El consumo de combustible ya sea en el área de función de la especialidad o sea en una planta especializada es un factor que juegan un papel importante en la productividad; ya que nosotros seremos los encargados de ello debemos saber como aprovechar nuestros conocimientos para manejar de manera correcta este factor.

El consumo de combustible depende de muchos factores como por ejemplo: las condiciones en las que se encuentran las cañerías por donde circula el combustible, el estado del ventilador, el tipo de metal o aleación que deseamos fundir, entre otras; en esta ultima nos vamos a basar para poder controlar a través de cálculos matemáticos la cantidad de combustible a utilizar para una fusión.

Todo cuerpo (materia) tiene un calor específico (Ce), y la cantidad de calor necearía para elevar 1ºC su temperatura está expresada en la siguiente formula:

Q = Ce x M x(T2- T1)
T2: temperatura de fusión
T1: temperatura ambiente.
M: peso del material.

Entonces cuando llegamos a administrar el calor suficiente para llevar un material( en este caso un metal o aleación) a su punto de fusión este empezara a consumir mas calor sin aumentar su temperatura, esto se da hasta que todo el material pasa a estado líquido. Esto sucede por que un material llega a su punto de fusión este presenta un calor latente de fusión (CLF) que permite que pase de estado sólido a estado líquido.

Cuando el material pasó completamente a estado líquido, es te comienza nuevamente a elevar su temteratua, este suceso es aprovechado por los metalurgistas para llevar el material a una tempetaratura de colada (entre 50 -100ºC por encima de línea de líquidus en el diagrama de fases) a esta temperatura el material fundido ya puede ser vertido en los moldes. En esta fase el material presenta un calor específico líquido (CeL), y la cantidad de calor que se consume en esta operación es dada por la siguiente formula:

Q = CeL x M x(T3-T2)

T2: temperatura de fusión
T3: temperatura de colada.
M: peso del material.

Luego conocer este proceso podemos enunciar la siguiente formula:

QT = Q1 + Q2 + Q3
Q1 = Ce x M x(T2- T1)
Q2 = CLF x M
Q3 = CeL x M x(T3-T2)

Ver Tabla con datos para los cálculos.

Una vez que se encontró la cantidad de calor que necesitamos, realizamos un regla de tres simples para calcular la cantidad de combustible a usar. En este estudio el combustible es petróleo cuyo poder calorífico es 11k-cal/kg de combustible, el resultado se divide entre la densidad del combustible, para obtener el volumen y luego se transforma las unidades a litros y por ultimo a galones USA (1 gln USA = 3.785L)

En la practica el combustible a usar siempre es un poco mayor al resultado, pues este esta sujeto a muchos factores como mencionamos al inicio.

5.3 VARIABLE INTERVINIETE: EL TANQUE DE COMBUSTIBLE.

El tanque de combustible es un elemento muy importante, ya que es el que contiene el combustible, y es el que alimenta la tobera del horno durante la fusión. Este es cilíndrico y tiene una altura que varía entre los 87 a 89cm, un diámetro entre 57 y 58 cm y una capacidad máxima de 60 galones USA.

El calculo de la capacidad del tanque se realiza en primer lugar cubicando este(hallar su volumen) usando la siguiente formula:V = 0.7854 x(dxd)x h, donde"d" es el diámetro del tanque y "h" es la altura que existe entre el orificio lateral y el borde superior del tanque. Una vez encontrado el volumen lo multiplicamos por la densidad del combustible (0.88 g/CC), ese valor lo llevamos a litros y luego convertimos a galones. en nuestro caso los resultados fueron los siguientes.

V = 0.7854 x (57cmx57cm)x 86cm
V = 219451.7556cc

1Litro = 1000cc
xLitros = 219451.7556cc
xLitros = 219.452Litros

1gln USA = 3.785L
xgln USA = 219.452Litros
xgln USA = 57.98 gln USA, esta es la capacidad real del tanque de combustible que hay en el departamento de metalurgia. esto nos permitió escalar la regla para poder controlar el consumo de combustible.

CAPITULO III: METODOLOGÍA.

3.1 TIPO Y NIVEL DE ESTUDIO.
3.2 MUESTRA Y UNIVERSO.
3.3 TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE INVESTIGACIÓN.
3.4 PROCESAMIENTO DE DATOS.

3.1 TIPO Y NIVEL DE ESTUDIO.

El estudio que realizaremos en este proyecto será de caracter experimental y comprenderá una investigación tecnologica física, que tendremos que asumir para conseguir los objetivos que nos hemos trazado.

3.2 MUESTRA Y UNIVERSO.

La muestra de este estudio es el tanque de combustibledel horno basculante del área de fundión del departameto de metalurgia.

El universo comprende todos los tanque de combustible para hornos de foso o basculantes de plantas de fundicón.

3.3 TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE INVESTIGACIÓN.

CAPITULO IV: PRESENTACIÓN DE RESULTADOS.

CAPITULO V: SECCIÓN COMPLEMENTARIA.

5.1 CONCLUCIONES.
5.2 ANEXOS.
5.3 BIBLIOGRAFIA.
5.4 CHIPOGRAFIA.
5.5 INDICE GENERAL
5.6 INDICE ESPECIAL.

5.1 CONCLUCIONES.

5.2 ANEXOS.

5.3 BIBLIOGRÁFIA.

5.4 CHIPOGRAFIA.

• www.iesmarenostrum.com/departamentos/tecnologia/mecaneso/mecanica_basica/operadores/ope_polea.htm
• es.wikipedia.org/

5.5 INDICE GENERAL

5.6 INDICE ESPECIAL.