miércoles, 11 de enero de 2017

ROBOT HIDRÁULICO

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Se agradece el apoyo en compartir su trabajo de ciencias, a los siguientes estudiantes:

·         Bobadilla Avelino , Freddy Williams
·         Sarmiento Ramos , Percy Isidro
·         Gámez Solano , Kevin
·         Enriquez Lopez, Jean Pool 

Chimbote, Noviembre 2015


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INTRODUCCIÓN


En el siguiente proyecto trataremos de informarles acerca de un tema muy importante que hoy en día se utiliza con frecuencia en el campo de la ingeniería industrial y mecánica, el principio de pascal y algunas de sus aplicaciones.

El principio de pascal hace referencia a que la presión que ejerce un fluido que está en equilibrio y que no puede comprimirse, alojado en un envase cuyas paredes no se deforman, se transmite con idéntica intensidad en todos los puntos de dicho fluido y hacia cualquier dirección. Además es la clave del funcionamiento de las prensas hidráulicas, un tipo de máquina se toma como base para la creación de frenos, elevadores y otros dispositivos que se utilizan en las industrias.

En este informe demostraremos mediante el experimento realizado el principio de pascal y su funcionamiento, así como también la influencia hidrostática en diferentes campos de la mecánica.

A continuación solo trataremos de darles a conocer lo más importante de este proyecto, en resumen solo lo que se puede utilizar como información para detallarlo en su conocimiento, si bien sabemos que este tema es muy indispensable para nosotros como ingenieros mecánicos ya que es muy beneficioso en el uso de la industria mecánica y que últimamente ha tenido mayor importancia y dedicación por las diferentes empresas a cargo de realizar estos mecanismos que ayudan a que mediante el principio de pascal se puedan construir maquinas que mediante sistemas hidráulicos y con una fuerza menor puedan levantar grandes objetos.

También se presenta el desarrollo del proyecto paso a paso así como los materiales para elaborarlo y el respectivo funcionamiento.


OBJETIVOS

  ü   OBJETIVOS GENERALES:

Construcción y operación de un robot casero construido/elaborado mediante un sistema    hidráulico.
 Este proyecto pretende demostrar más dinámicamente con elementos de poco valor el      funcionamiento de la teoría de pascal, un robot hecho con material reciclado como cajas  vacías, jeringas, etc.

ü OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

- Demostraremos que en el robot hidráulico, en los brazos que tiene se aplica el mismo  proceso de la prensa hidráulica ya que esta levanta grandes masas con pequeña fuerzas.


FUNDAMENTO TEÓRICO


BLAISE PASCAL:

El distinguido matemático, físico, filósofo y escritor francés Blaise Pascal nació el 19 de junio de 1623 en Clermont-Ferrand, Auvernia, entonces una pequeña población de 9,000 habitantes. Su padre, Etienne Pascal, magistrado y presidente de la Corte de Auvernia, se dedicaba a juzgar los pleitos en materia de impuestos. Era un hombre educado y culto, considerado un intelectual. En particular, dominaba las Matemáticas.

Etienne Pascal decidió no mandar a su hijo a la escuela sino educarlo él mismo de una manera que podríamos llamar “liberal”. Le enseñó Gramática, latín y español, según un método original. El niño era extraordinariamente precoz; tenía una mente brillante, aunque también un físico débil y enfermizo.
 
Su primera hazaña espectacular fue demostrar por su iniciativa y sin la sugestión de ningún libro que la suma de los ángulos de un triángulo es igual a dos ángulos rectos. Esto lo alentó a continuar con sus investigaciones.
A los 18 años, el joven Blaise, que tenía ya fama de prodigio matemático, inventó y construyó, para ayudar a su padre en sus cálculos aritméticos, la primera máquina sumadora de la historia, precursora de las calculadoras.

Pascal seguía intelectualmente muy activo, pese a que todo su aparato digestivo funcionaba mal, continuaron sus jaquecas y además sufrió parálisis temporales de las piernas.
Estudiando las obras de Evangelista Torricelli sobre la presión atmosférica, reprodujo sus experimentos sobre el vacío y verificó sus conclusiones acerca del efecto de la presión atmosférica sobre el equilibrio de los líquidos.
Estudios posteriores lo llevaron a inventar la prensa hidráulica y la jeringa, así como a descubrir la Ley de Pascal “La presión ejercida sobre un líquido se transmite por igual en todas las direcciones.” El principio se usa en dispositivos que multiplican una fuerza aplicada y la transmiten a un punto de aplicación, como el gato hidráulico y los frenos hidráulicos.

En la creación que hizo junto con Fermat de la teoría matemática de la probabilidad, Pascal descubrió un nuevo mundo al plantear y resolver un problema importante, el de llevar al puro azar, que superficialmente parece no obedecer a leyes, al dominio y la ley del orden, de la regularidad.

El 19 de agosto de 1662, su infortunada existencia terminó entre terribles dolores y convulsiones, víctima de un tumor maligno en el estómago que luego se propagó al cerebro.


Murió a la edad de 39 años, después de recibir en un éxtasis de alegría el Sacramento de la Extremaunción. En honor a su legado, su nombre fue utilizado para la unidad de presión Pascal es definida como la que ejerce una fuerza de 1 Newton sobre una superficie de 1 metro cuadrado y su símbolo es Pa.




PRECURSOR DE LA PRENSA HIDRÁULICA:

Joseph Bramah (13-Abril-1748 – 9-Diciembre-1814), nacido Stainborough Lane Farm Wentworth, Yorkshire, Inglaterra. Fue un inventor y cerrajero. Él es mejor conocido por haber inventado la prensa hidráulica. Junto con William George Armstrong, puede ser considerado uno de los dos padres de la ingeniería hidráulica.


La prensa hidráulica depende del principio de Pascal, que la presión a lo largo de un sistema cerrado es constante. La prensa tiene dos cilindros y pistones de diferentes zonas de la sección transversal. Si se ejerce una fuerza sobre el pistón más pequeño, esto se traduzca en un mayor vigor en la más grande del pistón. La diferencia de las dos fuerzas será proporcional a la diferencia en el área de los dos pistones.


Joseph Bramah, utilizó el descubrimiento de Pascal para fabricar una prensa hidráulica.
oSi una pequeña fuerza, actúa sobre un área pequeña, ésta creará una fuerza proporcionalmente mas grande sobre una superficie mayor.
ü Propagación de la presión
ü Multiplicación de la fuerza
ü Multiplicación de la presión
ü Multiplicación de la distancia








1.    PRINCIPIO DE PASCAL:

En física, el principio de Pascal o ley de Pascal, es una ley enunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal (1623-1662) que se resume en la frase: “el incremento de presión aplicado a una superficie de un fluido incompresible (líquido), contenido en un recipiente indeformable, se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo”. Es decir que si en el interior de un líquido se origina una presión, estas se transmiten con igual intensidad en todas direcciones y sentidos. En el sistema internacional, la unidad de presión es 1 Pascal (Pa), que se define como la fuerza ejercida por 1 newton sobre la superficie de 1 metro cuadrado.

“La presión existente en un líquido confinado (encerrado) actúa igualmente en todas direcciones, y lo hace formando ángulos rectos con la superficie del recipiente".





2.    PRESION HIDROSTATICA:

Un fluido pesa y ejerce presión sobre las paredes, sobre el fondo del recipiente que lo contiene y sobre la superficie de cualquier objeto sumergido en él. Esta presión, llamada presión hidrostática, provoca, en fluidos en reposo, una fuerza perpendicular a las paredes del recipiente o a la superficie del objeto sumergido sin importar la orientación que adopten las caras. Si el líquido fluyera, las fuerzas resultantes de las presiones ya no serían necesariamente perpendiculares a las superficies. Esta presión depende de la densidad del líquido en cuestión.

La presión hidrostática (P) puede ser calculada a partir de la multiplicación de la gravedad (g), la densidad (d) del líquido y la profundidad (h). En ecuación: P = d . g. h.


ROBOT HIDRAULICO:
Los robots son máquinas que pueden programarse para llevar a cabo cualquier tarea, particularmente las peligrosas o lejanas. Mientras que la mayor parte de los robots operan a partir de electricidad y programados por computadoras, algunos utilizan sistemas hidráulicos. Éstos generan movimiento, y un robot a jeringuillas utiliza el líquido en ellas para mover sus partes. No puedes programar un robot a jeringuilla como programarías uno industrial, pero puedes hacer que mueva objetos a distancia.












COHETE IMPULSADO POR AGUA

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Trabajo realizados por los estudiantes: 


  • Avila Bracamonte Julio
  • Campomani Vara Emely
  • Huertas Regalado Billy
  • Moreno Rodriguez Harold
  • Teodosio Blas Paola

  •  2015

    CHIMBOTE - PERÚ
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    COHETE IMPULSADO POR AGUA
    OBJETIVOS
    • Diseñar y construir un cohete impulsado por agua.
    • Aplicar los conocimientos de la física para la construcción del cohete: principio de acción y reacción, hidrostática, aerodinámica, etc.



          I.             FUNDAMENTO TEÓRICO

    Movimiento vertical de caída libre (MVCL) es el movimiento que realiza un objeto cuando este se suelta o es lanzado de manera vertical.
    El movimiento rectilíneo uniformemente variado teníamos 4 formulas y una del espacio recorrido en el enésimo segundo.
    En el MVCL tenemos las mismas formulas pero con la diferencia de los objetos cuando caen están sometidos a la aceleración de la gravedad, así que con las mismas formulas remplazamos aceleración por gravedad. Y obtenemos las siguiente formulas.

    (+)® El móvil baja
    (-)® El móvil sube


    FÍSICA DEL VUELO

    Un cohete es básicamente una máquina voladora autopropulsada que se mueve siguiendo las Leyes básicas de la física. La diferencia entre este y un avión radica fundamentalmente en que no se apoya en el medio para propulsarse, o sea que puede viajar en el vacío Existen cuatro fuerzas básicas que predominan en el cohete:





    El peso (weight) es la fuerza generada por la atracción gravitacional de la Tierra. Depende de la masa, pero en este caso como no la conserva durante todo el vuelo consideraremos la masa total sólo en el primer momento y aplicada en el centro de gravedad (CG).

    El empuje (thrust) es la fuerza que impulsa hacia arriba y genera el movimiento principal del cohete. Se genera por la salida de masa desde un extremo a alta velocidad cumpliendo el principio de acción y reacción.

    La sustentación aerodinámica (lift) se produce por la acción de las superficies de sustentación cuando el cohete se desplaza.

    La resistencia aerodinámica (drag) es generada por el rozamiento del cuerpo del cohete con el aire, y se opone al movimiento vertical


    LEYES DE NEWTON

    Nuestro cohete además está sometido a las tres leyes o principios de Newton:
    Según la PRIMERA LEY DE NEWTON, si no existen fuerzas externas que actúen sobre un cuerpo, éste permanecerá en reposo o se moverá con una velocidad constante en línea recta.
    El movimiento termina cuando fuerzas externas de fricción actúan sobre la superficie del cuerpo hasta que se detiene. Cuando se presenta un cambio en el movimiento de un cuerpo, éste presenta un nivel de resistencia denominado INERCIA. Por tanto, a la primera ley de Newton también se le conoce como ley de la inercia.

    La SEGUNDA LEY DE NEWTON determina que si se aplica una fuerza a un cuerpo, éste se acelera. La aceleración se produce en la misma dirección que la fuerza aplicada y es inversamente proporcional a la masa del cuerpo que se mueve. Si la masa de los cuerpos es constante, la fórmula que expresa la segunda ley de Newton es: 
    Fuerza = masa  aceleración.
    En cambio cuando la masa del cuerpo aumenta o disminuye (cohete), la aceleración disminuye o aumenta. Entonces, debes establecer la cantidad de movimiento (p) que equivale al producto de la masa de un cuerpo por su velocidad. Es decir: p = m•v

    La TERCERA LEY DE NEWTON postula que la fuerza que impulsa un cuerpo genera una fuerza igual que va en sentido contrario. Es decir, si un cuerpo ejerce fuerza en otro cuerpo, el segundo cuerpo produce una fuerza sobre el primero con igual magnitud y en dirección contraria. La fuerza siempre se produce en pares iguales y opuestos. Por esta razón, a la tercera ley de Newton también se le conoce como "ley de acción y reacción".

    EL ANÁLISIS DEL SISTEMA FÍSICO TIENE LAS SIGUIENTES PARTES:

    - Llenado de aire del recipiente mediante una bomba o bicicleta similar
    - Apertura del orificio en la parte inferior del recipiente y expulsión del agua
    - Empuje que experimenta el recipiente al expulsar el agua
    - Ecuaciones del movimiento


         I.        
    MATERIALES Y HERRAMIENTAS BÁSICAS

    A continuación un vídeo del proyecto:




    viernes, 26 de agosto de 2016

    CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS UTILIZANDO UNA BOMBA DE VACÍO

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    Trabajo desarrollado por los estudiantes: (Agradezco el compartir su trabajo con mis lectores)  

    - Diaz Pérez Paola Elizabetth
    - Java Vásquez, Nils
    - Angulo Gutiérrez, Vicente
    - Panta Huamán Thalia
    - Mendoza Castañeda Marilin

    - Rodríguez Llanca Eder
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    CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS UTILIZANDO UNA BOMBA DE 

    VACÍO CASERA COMO MÉTODO DE ENVASADO





    INTRODUCCIÓN

    El ritmo de vida actual se ve reflejado en que las personas, sean hombres o mujeres se dediquen al trabajo la mayor cantidad de su tiempo, ello influye en la preocupación que genera el alimentarnos sanamente, puesto que nuestros hábitos alimenticios van cambiando, haciendo que como consumidores exista una demanda de alimentos con el menor tiempo de cocido o preparación.
    Con el avance de la tecnología, podemos observar en los centros comerciales que los envases ya no solo contienen alimentos sino se han desarrollado diseños con el fin de mantener alimentos frescos durante más tiempo.
    Las empresas alimentarías quieren ofrecer al consumidor nuevos productos que se acoplen al actual ritmo de vida, pero también debido a la gran diversidad, necesitan atraer su atención. Por este motivo, el diseño en los envases adquiere un papel tan importante, además de vender el producto que protegen, se vende el propio envase, buscando otras utilidades al mismo después del consumo: cajas de cereales que pasan a ser un divertido juego de tarros que se convierten en huchas o floreros, forman parte de un estudiado proceso de marketing.
    La búsqueda de envases que permitan ofrecer productos higiénicamente frescos ha llevado a la diversificación de los métodos de envasado, los materiales y los tipos de tratamientos de conservación. A esto se le une el interés de los consumidores por la seguridad alimentaria, lo que ha hecho que en el momento actual, este tema sea centro de atención de todos los agentes que intervienen en la industria alimentaria.
    En los países desarrollados se demandan productos más naturales, lo más semejantes posibles desde el punto de vista organoléptico y nutritivo a los productos frescos, sin que hayan sufrido un proceso severo y que a la vez, sean seguros desde el punto de vista higiénico y que posean una vida útil más larga, cualidad que por otra parte resulta ser la preocupación de la mayor parte de los productores, pues de ella depende una eficaz distribución de sus productos.
    Los procesos tecnológicos utilizados para tratar los alimentos por calor se han desarrollado y perfeccionado, sobre todo, durante el siglo XX.
    Uno de ellos es el envasado al vacío, consiste en la eliminación total del aire dentro del envase, sin que sea remplazado por otro gas. Este método de envasado se emplea actualmente para distintos tipos de productos: carnes frescas, carnes curadas quesos, etc. En menor medida se utiliza en panadería otros productos con una consistencia blanda, ya que la aplicación de vació puede provocar una deformación en el producto.

     El funcionamiento de una bomba de vacío está caracterizado por su velocidad de bombeo, y la cantidad de gas evacuado por unidad de tiempo. Toda bomba de vacío tiene una presión mínima de entrada, que es la presión más baja que puede obtenerse, y también, un límite superior a la salida o presión previa. Si la presión previa aumenta por encima de este valor, el bombeo se detiene.


    RESUMEN
    Actualmente en el mundo agroindustrial una de las técnicas utilizadas para la conservación de los alimentos es el envasado al vacío, esta técnica consiste en la eliminación total del aire del interior del envase sin que este sea reemplazado por otro gas, existiendo una diferencia de presión entre el exterior y el interior del envase.
    Partiendo con esta idea, decidimos aplicar los conocimientos adquiridos en clase para la fabricación de un equipo hechizo que consiste en una bomba de vacío que permitirá envasar carnes, productos lácteos, etc y conservarlos mucho más tiempo y en buen estado.
    La estructura de nuestro  proyecto está de acuerdo al orden de información que seguiría un lector que recién se inicia con la familiarización de esta técnica de conservación. Partimos de una breve explicación de los conceptos básicos que se manejarán a lo largo de nuestra presentación y que el lector deberá tener en cuenta para una correcta comprensión de los términos que utilizaremos.
    El capítulo de información teórica está dedicado a exponer la historia de la utilización del vacío desde las primeras experiencias con esta técnica hasta los últimos avances en la cocción al vacío. Las referencias que haremos acerca de su uso en el campo industrial no alimentario serán muy rápidas, y nos centraremos en cambio en el camino seguido para llegar al uso de esta técnica en la restauración.
    Luego abordamos el tema de la técnica del vacío, contemplando aspectos generales de la utilización de la técnica, tales como los tipos de vacío que se pueden conseguir, los distintos tipos de máquinas de vacío disponibles a la fecha, las características de las bolsas de vacío y los gases que se usan para hacer el empaque en atmósfera modificada, etc.
    Seguidamente enfocamos el tema de la técnica del vacío desde las dos utilizaciones más comunes dentro de la restauración, que son la conservación y la cocción al vacío. Abordamos el tema de la conservación explicando las distintas opciones que tenemos para envasar productos de acuerdo a sus características propias y las ventajas de mantenerlos almacenados al vacío e incluso congelarlos.

    En el tema de la cocción al vacío se abordan asuntos como los tipos de cocción al vacío, los tiempos de cocción, algunas técnicas concretas para productos específicos, las ventajas de una cocción así, etc.

    PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

    Algunas amas de casa que adquieren alimentos en un establecimiento de ventas no toman en cuenta un factor importante, por ejemplo la manipulación de la carne que ha pasado por diversos procesos, pues puede haber salido de un matadero a una sala de despiece o directamente ha llegado a una carnicería. Puede haber perdido la cadena de frío, haberse almacenado en una cámara sucia, haber estado en contacto con otras carnes "sucias" como pollo, así que puede que nuestra carne no se encuentre en las mejores condiciones microbianas para sufrir un envasado al vacío.
    Además esto conlleva a la proliferación de diversas enfermedades y que nuestro alimento cuente con microbios que puedan alterar la salud de los miembros de la familia o también al no poder conservar dichos alimentos desechamos los productos haciendo que esto afecte a nuestra economía.
    Debido a dicha problemática que es usual hoy en día, el equipo investigador se ha planteado la siguiente interrogante:

    ¿Cómo mejorar la conservación de alimentos con ayuda del envasado en vacío?

    OBJETIVOS
    • Aplicar la técnica de conservación vacío.
    • Informar sobre cómo está siendo utilizado hoy en día este método en la industria.
    • Experimentar el funcionamiento de la bomba de vacío.
    • Aplicar los conocimientos físico-biológicos en la conservación de alimentos mediante la bomba de vacío.         



    EQUIPO Y MATERIALES:

    • Compresor de motor
    • Vacuómetro
    • 1 m de manguera
    • 1 frasco de medio galón
    • 5 conectores tipo espiga
    • Cable N° 18
    • Llave de paso
    • Interruptor
    • Moldimix
    • Cinta aislante
    • Teflón 
    • Estaño
    • Transformador Adaptador






    HERRAMIENTAS:
    • Pistola de soldar
    • Alicate
    • cuchilla
    • Cautín
    • Pasta de soldar 







    Puedes obtener mas información en la siguiente diapositiva. 


    Si necesitas mas información no dudes en escribir al e-mail: elvis.hermes@gmail.com

    miércoles, 24 de agosto de 2016

    DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DE UNA CÁMARA PARA MICROCLIMAS

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    Se agradece su aporte informativo  a: 
    • ·    RIOS ALCALDE, DEYNER
    • ·    RODRIGUEZ VASQUEZ,  JUAN
    • ·    VILLAR CUEVA, MANUEL
    • ·    ROCA ARROYO, DANILO
    • ·    BUENO DOMINGUEZ, LUIS
    • ·    CHAVEZ AMAYA, RAFAEL
    Integrantes del grupo de trabajo y docente
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    Diseño, Construcción y Automatización de una cámara para microclimas

    -  Algunas imágenes que nos dio la idea de construir nuestra estructura de la cámara de microclimas





    Materiales y elaboración del proyecto:



    imágenes de la Bomba de intercambio de agua. 






    -  Resistencia calefactora

    - Instrumentos de medición y algunos materiales que usaremos para nuestro proyecto.



    - La estructura de acrílico  para la cámara de microclima.



    - Se coloca cinta por las aristas de la estructura para fijar el pegado.



    Ventiladores y transformador instalados en la estructura de la cámara. 




    - Colocación de algunos materiales y elementos electrónicos en la estructura de la cámara.



    - Controlador de temperatura e interruptores eléctricos 



    - A continuación algunas imágenes en diferentes vistas del proyecto.






    - Se coloco tecnopor entre los espacios de la cámara  para mejorar el aislamiento del calor.