Diseño y fabricación de una boquilla coaxial de aporte de material para un láser.

[ES]Este trabajo de fin de grado tiene como objetivo principal el diseño y la posterior fabricación de una boquilla coaxial que aporte material de cobertura para “laser cladding”. Para ello se utilizarán programas de diseño gráfico para hacer la geometría y programas de elementos finitos para simular el comportamiento del polvo y el gas dentro de la boquilla.

Fabricación y reparación de geometrías complejas mediante aporte por laser.

El láser cladding es una tecnología en alza. Mediante la energía de una radiación láser, se crea un baño fundido de material que, combinado con la inyección de material en polvo a través de una boquilla y controlando el movimiento a través de la programación de una plataforma cinemática, ofrece la posibilidad de fabricar una geometría determinada mediante la adición de material. Se trata, sin embargo, de un proceso complejo en el que intervienen gran cantidad de fenómenos físicos y resulta complicado obtener un buen resultado en trayectorias complejas. En el presente trabajo se ha tratado el proceso de fabricación de una geometría compleja tipo álabe de turbina. Para ello, se ha comenzado por llevar a cabo una revisión bibliográfica, posteriormente, se han llevado a cabo una serie de ensayos experimentales para la determinación de parámetros de proceso, y finalmente, se ha desarrollado una estrategia de aporte original para estructuras tipo álabe que permite garantizar la estabilidad del proceso. En base a los resultados satisfactorios obtenidos, se ha concluido que mediante la aplicación de la nueva estrategia es posible la generación de geometrías complejas con alto grado de estabilidad.

Efecto de los surfactantes siliconados en el tamaño y evaporación de la gota de aspersión

El tamaño de la gota asperjada influye en la posibilidad de encuentro entre el caldo, que contiene el producto fitosanitario, con el blanco. En la probabilidad de ese encuentro, gota-blanco, interactúan variables como: tamaño de gota, modo de acción del producto fitosanitario, presencia de surfactantes en la formulación del producto fitosanitario y/o la incorporación de aditivos o coadyuvantes de aplicación en el caldo de aspersión; condiciones ambientales y características y tamaño de la superficie receptora del caldo asperjado. La interacción de las variables antes descriptas influyen básicamente en las derivas y la evaporación de la gota sobre la superficie del blanco, jugando un papel categórico en el resultado del tratamiento, muchas veces enmascarado por el uso de altas dosis del producto formulado. Los coadyuvantes y/o aditivos del tipo surfactantes básicamente se emplean para disminuir la tensión superficial de una gota, evitando que ésta ruede y no quede retenida en el blanco. En el presente trabajo, se evaluó el efecto que tiene el uso de una mezcla de surfactante siliconado, en comparación con una gota de agua, sobre las variables 'tamaño de la gota' (formada con micropipeta volumétrica) y 'tiempo de evaporación`de dicha gota. Se utilizó una micropipeta volumétrica a fin de analizar el efecto de la dilución del surfactante de manera independiente a la influencia, en el tamaño de la gota asperjada, aportada por la boquilla pulverizadora y la formulación del producto fitosanitario. Los resultados obtenidos confirman que el tamaño de gota se ve reducido, en volumen y en peso, al igual que el tiempo en que tarda en evaporarse una gota que contiene una mezcla de agua más surfactante siliconado vs. una gota de agua. También permite concluir que, el uso de tarjetas hidrosensibles para predecir el comportamiento de los surfactantes sobre el tamaño de gota, es inadecuado.

Alternativas para la extracción de concha navaja (Ensis macha) en Tamborero-Huarmey

El estudio estuvo dirigido a experimentar alternativas de extracción de concha navaja en Tamborero al sur de Huarmey, del 25 al 28 de mayo del 2008. Se utilizó dos embarcaciones marisqueras, con aditamentos para buceo semi autónomo y participación de buzos artesanales y un buzo científico de IMARPE. Se experimentó con instrumentos como bomba con boquilla modificada, pinza y gancho y en forma manual. Las diferentes técnicas presentaron un rendimiento medio de extracción de 24 kg/h para bomba con boquilla, 3 kg/h para pinza, 1 kg/h para gancho y 5 kg/h para manual. Con las técnicas manuales, se obtuvo mejor selección de tallas con ejemplares ≥120 mm, los instrumentos registraron valores menores a 4% de ejemplares de talla comercial.

Spray deposition on weeds of common bean crops

A.C.P. Rodrigues-Costa, D. Martins, N.V. Costa, and M.R.R. Pereira. 2011. Spray deposition on weeds of common bean crops. Cien. Inv. Agr. 38(3): 357-365. Weed control failure in common bean (Phaseolus vulgaris L.) production may be related to inappropriate herbicide application techniques. The purpose of this study, therefore, was to evaluate the amount of spray solution deposition that occurred on the weeds, Bidens pilosa L. and Brachiaria plantaginea (Link) Hitch., both within and between rows of common beans. The research was arranged in a randomized block design with four replications. The following 6 spray nozzles were used: flat fan nozzles XR 110015 VS (150 L ha(-1)) and XR 11002 VS (200 L ha(-1)); cone nozzles TX VK 6 (150 L ha(-1)) and TX VK 8 (200 L ha(-1)); and twin flat fan nozzles TJ60 11002 VS (150 L ha(-1)) and TJ60 11002 VS (200 L ha-1). The results showed that the loss of the spray solution on the soil occurred mainly within the bean rows and with a high intensity when using a nozzle spraying 200 L ha(-1). At 30 days after sowing, the TX (150 L ha(-1)) nozzle was the only nozzle that promoted deposits of less than 210.0 mu L g(-1) of dry mass. The spray nozzles showed a good performance in the deposition of the spray solution on the weeds that occurred both within and between the rows. However, for both species there was great variation in individual deposits depending on their location in relationship to the plants.

Optimización de la succión de sólidos sumergidos utilizando bombas centrífugas con velocidad variable

La acumulación de material sólido en embalses, cauces fluviales y en zonas marítimas hace que la extracción mecánica de estos materiales por medio de succión sea cada vez mas frecuente, por ello resulta importante estudiar el rendimiento de la succión de estos materiales analizando la forma de las boquillas y los parámetros del flujo incluyendo la bomba. Esta tesis estudia, mediante equipos experimentales, la eficacia de distintos dispositivos de extracción de sólidos (utilizando boquillas de diversas formas y bombas de velocidad variable). El dispositivo experimental ha sido desarrollado en el Laboratorio de Hidráulica de la E.T.S.I. de Caminos, C. y P. de la Universidad Politécnica de Madrid. Dicho dispositivo experimental incluye un lecho sumergido de distintos tipos de sedimentos, boquillas de extracción de sólidos y bomba de velocidad variable, así como un elemento de separación del agua y los sólidos extraídos. Los parámetros básicos analizados son el caudal líquido total bombeado, el caudal sólido extraído, diámetro de la tubería de succión, forma y sección de la boquilla extractora, así como los parámetros de velocidad y rendimiento en la bomba de velocidad variable. Los resultados de las medidas obtenidas en el dispositivo experimental han sido estudiados por medio del análisis dimensional y con métodos estadísticos. A partir de este estudio se ha desarrollado una nueva formulación, que relaciona el caudal sólido extraído con los diámetros de tubería y boquilla, caudal líquido bombeado y velocidad de giro de la bomba. Así mismo, desde el punto de vista práctico, se han analizado la influencia de la forma de la boquilla con la capacidad de extracción de sólidos a igualdad del resto de los parámetros, de forma que se puedan recomendar que forma de la boquilla es la más apropiada. The accumulation of solid material in reservoirs, river channels and sea areas causes the mechanical extraction of these materials by suction is becoming much more common, so it is important to study the performance of the suction of these materials analyzing the shape of the nozzles and flow parameters, including the pump. This thesis studies, using experimental equipment, the effectiveness of different solids removal devices (using nozzles of different shapes and variable speed pumps). The experimental device was developed at the Hydraulics Laboratory of the Civil University of the Polytechnic University of Madrid. The device included a submerged bed with different types of sediment solids, different removal nozzles and variable speed pump. It also includes a water separation element and the solids extracted. The key parameters analyzed are the total liquid volume pumped, the solid volume extracted, diameter of the suction pipe, a section of the nozzle and hood, and the parameters of speed and efficiency of the variable speed pump. The basic parameters analyzed are the total liquid volume pumped, the removed solid volume, the diameter of the suction pipe, the shape and cross-section of the nozzle, and the parameters of speed, efficiency and energy consumed by the variable speed pump. The measurements obtained on the experimental device have been studied with dimensional analysis and statistical methods. The outcome of this study is a new formulation, which relates the solid volume extracted with the pipe and nozzle diameters, the pumped liquid flow and the speed of the pump. Also, from a practical point of view, the influence of the shape of the nozzle was compared with the solid extraction capacity, keeping equal the rest of the parameters. So, a recommendation of the best shape of the nozzle can be given.

Evaluación del uso y de productividad del agua de la Comunidad de Regantes “Río Adaja”

El agua de riego en España se ha reducido del 80 % al 70% tras la rehabilitación de los sistemas tradicionales de riego y el incremento de riegos a presión. La política española ha favorecido la creación de nuevos regadíos con fines sociales, para asentar a la población rural en zonas con disponibilidad de recursos hídricos. Este contexto es aplicable a la Comunidad de Regantes “Rio Adaja” (CCRR), que comenzó a funcionar en 2010 por lo que se la ha elegido para evaluar el uso y productividad del agua y manejo del riego en CCRR modernizadas de la cuenca del Duero. El estudio del manejo del riego se realizó con evaluaciones de campo, el primer año de funcionamiento, en una muestra de sistemas de riego (pivotes centrales, ramales de avance frontal, cobertura total) representativa de los sistemas predominantes en la CCRR. Además, se analizó la carta de riego propuesta por el fabricante de los pivotes centrales, considerando una distribución de caudal continua a lo largo del ramal, y se propuso una nueva carta con emisores de riego que mejoraban la uniformidad de aplicación del agua. El uso del agua en la CCRR se evaluó considerando tanto los indicadores de eficiencia del riego: suministro relativo de riego (anual relative irrigation supply, ARIS), suministro relativo del agua (anual relativewater supply, ARWS), suministro relativo de precipitación (rainfall relative supply, RRS) como los de productividad: productividad del agua (water productivity, WP) productividad del agua de riego (irrigation water productivity, IWP) y productividad de la evapotranspiración (evapotranspiration water productivity, ETWP). Primero, se determinaron: las necesidades hídricas de los cultivos para mantener un contenido de humedad óptimo en su zona radical, el coeficiente dual del cultivo, el agua disponible total (ADP) y agua fácilmente aprovechable (AFA). Después, se estimaron las necesidades hídricas de los cultivos considerando tres años tipo: húmedo, normal y seco correspondientes a la probabilidad de disponibilidad de la precipitación del 20, 50 y 80%, respectivamente. Así mismo, se realizó una encuesta a los regantes de la CCRR para conocer la dosis de riego y rendimiento anual de los cultivos principales durante sus tres años de funcionamiento: 2010-2011, 2011-2012 y 2012-2013.Finalmente, se simuló el efecto del riego y su manejo en la producción de los cultivos y en la productividad del agua. Además, el modelo de simulación AQUACROP (Geerts et al., 2010) se ha utilizado para estudiar la mejora del uso del agua de los cultivos de la CCRR. Dado que este modelo requiere de calibración específica para cada cultivo y cada zona y dado que, de todos los cultivos de la CCRR, sólo el girasol cumplía el requisito, este cultivo fue elegido para estudiar si la estrategia de riego deficitario mejoraría el uso del agua. Los resultados obtenidos indican que el 90% de los sistemas de riego evaluados distribuye el agua con una uniformidad adecuada (CUC≥75%). La simulación de la distribución del agua con las cartas de riego propuestas por el fabricante en pivotes centrales resultó en coeficientes CUC< 75% y sus valores mejoraban al eliminar el aspersor distal. La uniformidad del riego mejoraría si se trabajase con la carta de riego propuesta y que se compone por emisores de riego seleccionados en este estudio. En la mayoría de los cultivos, se aplicó riegos deficitarios (ARIS < 1 en los dos primeros años de funcionamiento de la CCRR y riegos excedentarios (ARIS > 1) el tercer año siendo significativas las diferencias observadas. El manejo del riego fue bueno (0,9 ≤ ARWS ≤1,2) en la mayoría de los cultivos. Así mismo, los indicadores de productividad del agua (WP e IWP (€.m-3)) varió entre cultivos y años estudiados y, destacan los valores observados en: cebolla, patata, zanahoria y cebada. En general, la productividad del agua en los riegos deficitarios fue mayor observándose además, que los índices de productividad mayores correspondieron al año con precipitación mayor aunque, las diferencias entre sus valores medios no fueron significativas en las tres campañas de riego estudiadas. Los resultados apuntan a que la metodología del balance hídrico y las herramientas presentadas en este trabajo (uniformidad de distribución de agua, indicadores de eficiencia del uso de agua y de su productividad) son adecuadas para estudiar el manejo del agua en CCRR. En concreto, la uniformidad en la aplicación del agua de la CCRR mejoraría seleccionando emisores de riego que proporcionen una mayor uniformidad de distribución del agua, lo que conllevaría a cambiar el diámetro de la boquilla de los emisores y/o eliminar el aspersor distal. Así mismo, puede ser de interés adoptar estrategias de riego deficitario para incrementar la productividad en el uso del agua, y las rentas de los regantes, para lo cual se propone utilizar un patrón de cultivos de referencia. Finalmente, el riego deficitario puede ser una estrategia para mejorar la eficiencia y productividad en el uso del agua de la CCRR siempre que lleve asociado un manejo del riego adecuado que resulta, relativamente, más fácil cuando se dispone de sistemas de riego con una uniformidad de aplicación alta. Sin embargo su aplicación no sería aconsejable en los cultivos de remolacha azucarera, regado con sistemas de riego con un coeficiente de uniformidad de Christiansen CUC < 75%, y maíz, regado con sistemas de riego con un coeficiente de uniformidad de Christiansen CUC < 65%. ABSTRACT The irrigation scheme modernization and the increase of sprinkler irrigation area have reduced the irrigation water use from 80 to 70%. The national irrigation policy favored the creation of new irrigation schemes with the purpose to settle the rural population in areas with availability in water resources. Within this context, the irrigation district “Río Adaja” (CCRR) started in 2010 so, it has been chosen as a case study to evaluate the water use and the irrigation management in a modernized CCRR. Several field evaluations were carried out during the first operation year, in a sample of irrigation systems (center pivot, moving lateral and solid set) selected among all the systems in the CCRR. Likewise, the manufacturer irrigation chart for the center pivot systems has been considered and the pressure and discharge distribution along the pivot have been estimated, assuming a continuous flow along the pipe. Then; the sprinkler nozzles were selected order to increase the uniformity on water application. The water use in the CCRR has been assessed by considering the water use efficiency indicators: annual relative irrigation supply (ARIS), annual relative water supply (ARWS), relative rainfall supply (RRS) and also the productivity indicators: water productivity (WP), irrigation water productivity (IWP) and evapotranspiration water productivity (ETWP). On the one hand, it has been determined the crop water requirement (to maintain the optimal soil water content in the rooting zone), the dual crop coefficient, the total available water and the readily available water. The crop water requirement was estimated by considering the typical wet, normal and dry years which correspond to the probability of effective precipitation exceedance of 20, 50 and 80%, respectively. On the other hand, the irrigation depth and crop yield by irrigation campaign have been considered for the main crops in the area. This information was obtained from a farmer’s survey in 2010-2011, 2011-2012 and 2012-2013. For sunflower, the irrigation effect and its management on the crop yield and water productivity have been simulated. Also a deficit irrigation strategy, which improves the water resources, has been determined by means of AQUACROP (FAO). The results showed that 90% of the evaluated irrigation systems have adequate irrigation water application uniformity (CUC ≥ 75%). The CUC values in center pivots, which were calculated using the manufacturer irrigation chart, are below < 75% . However, these values would increase with the change of emitter nozzle to the proposed nozzles selection. The results on water use showed a deficit irrigation management (ARIS < 1), in most of crops during the first two operation years, and an excess in irrigation for the third year (ARIS > 1) although non-significant difference was observed. In most cases, the management of irrigation is adequate (0,9≤ ARWS≤ 1,2) although there are differences among crops. Likewise, the productivity indicators (WP and IWP (€.m-3)) varied among crops and with irrigation events. The highest values corresponded to onion, potato, carrot and barley. The values for deficit irrigation were the highest and the productivity indicators increased the year with the highest effective precipitation. Nevertheless, the differences between the average values of these indicators by irrigation campaign were non-significant. This study highlights that the soil water balance methodology and other tools used in the methodology are adequate to study the use and productivity of water in the irrigation district. In fact, the water use in this CCRR can be improved if the irrigation systems were designed with higher water distribution uniformity what would require the change of sprinkler nozzles and/or eliminate the end gun. Likewise, it is advisable to set up deficit irrigation strategies to increase the water productivity taking into account certain limits on water application uniformities. In this respect, a reference cropping pattern has been proposed and the limits for water uniformity have been calculated for several crops.

Determinación automática de la eficiencia volumétrica y otros parámetros de operación de bombas alternativas de hormigón mediante análisis de los pulsos de presión en su salida

La medición del volumen de hormigón puesto en obra con la mayor precisión posible es de la mayor importancia cuando este se coloca sin utilizar encofrados que restrinjan su movimiento, como puede ocurrir durante la ejecución de pilotes in situ por el método de barrena continua con inyección de hormigón a través de la misma (Pilotes CFA) o en la ejecución del sostenimiento de túneles mediante el método de proyección de hormigón. En ambos casos se utilizan bombas alternativas para transportar el hormigón, y en ambos casos un control de calidad adecuado requeriría efectuar una correlación entre la posición del útil de colocación de hormigón (extremo inyector de la barrena para los pilotes CFA, tobera o boquilla en las máquinas de proyectar hormigón) y el volumen de hormigón colocado. La medición continua volumen -normalmente obtenido integrando el caudal- no ha sido sin embargo resuelta de forma satisfactoria. La práctica habitual de contar emboladas, multiplicarlas por el volumen de cada una y por la eficiencia de la bomba, es propensa a error, y propuestas innovadoras como la de R. D. Browne y P. B. Bamforth para la determinación en línea de la eficiencia no se han implementado en la práctica. El trabajo que se presenta en esta Tesis Doctoral pretende aportar nueva luz sobre el problema de la estimación en línea del volumen bombeado, cuando se utilizan bombas alternativas para la puesta en obra del mismo, con independencia del tipo de mezcla que se emplee. El estudio intenta abarcar todo el proceso de bombeo desde que la mezcla suministrada entra en la tolva de la máquina hasta que la misma llega al final del circuito de transporte. El trabajo se inicia con una exposición del problema y un estudio crítico del estado del arte, seguido por la presentación de la instalación experimental con la que se efectuó un importante número de ensayos de bombeo, en los que se obtuvieron registros continuos y discontinuos de las variables que intervienen en el proceso y de los resultados del mismo (volumen bombeado). Se realiza a continuación un primer análisis de los datos obtenidos, que incluye el del comportamiento de las mezclas en el bombeo y su evolución en el tiempo, la forma en que los parámetros de mezcla y operación afectan a la forma de los pulsos de presión y una comparación entre los volúmenes medidos y los estimados por el método utilizado en la actualidad y por el propuesto por Browne y Bamforth, que pone de manifiesto los errores a que estos pueden conducir. Posteriormente, se realiza un conjunto de análisis que permite establecer un modelo del proceso de bombeo tanto en régimen estacionario como transitorio, que a su vez permite calcular numéricamente la evolución en el tiempo de la presión en cualquier punto de una tubería de transporte de este material para una instalación, mezcla y condiciones de operación dadas. Este modelo depende de un conjunto de 9 parámetros, que en su mayoría, o bien son fijos, o son medibles, o son calculables en forma continua, siendo el resto, entre ellos la eficiencia volumétrica de la bomba, medibles de forma discontinua. En la práctica, si se instala sobre una bomba la instrumentación adecuada, solo uno de los parámetros del modelo puede considerarse como incógnita: la eficiencia volumétrica de la bomba. Sobre esta base, por último, se propone un método para la estimación en línea de la eficiencia volumétrica, basado en un ajuste paramétrico utilizando el modelo del proceso, que permite estimar el volumen bombeado con una precisión del orden del 1%. Como resultado adicional, pero con entidad propia, se propone un método para el control en línea de la bombeabilidad del hormigón, basado en datos obtenidos monitorizando el proceso de bombeo.

Boletin POLIS Vol.4 No.6 - Noviembre 2009

Contiene: - Las Ciudades Digitales Colombianas,realidad aún lejana - Ciudades digitales, redes enmalladas y brecha digital: ¿Un asunto técnico o político? - Las redes inalámbricas municipales: la infraestructura de las ciudades digitales.Un modelo para los municipios colombianos - La brecha digital de Cali - Apropiación de TIC para la inclusión social. Caso de estudio la Boquilla - Buenaventura Digital: Tecnología y Conectividad para el Desarrollo Social - Actividades sobre lo público en la Icesi

Desarrollo de piezas de gran formato en la Ladrillera San Cristóbal y medición de sus impactos ambientales mediante la metodología de Análisis de Ciclo de Vida

En el presente trabajo se pretende evidenciar el proceso de desarrollo de una pieza de arcilla cocida de gran formato en las instalaciones de la planta de Itagüí de la Ladrillera San Cristóbal S.A. y posteriormente analizar, a través de la metodología del Análisis de ciclo de vida, los resultados de la medición de los impactos ambientales al construir un metro cuadrado de muro no estructural empleando dicha pieza -- Y compararlos, finalmente, con los efectos provocados por un ladrillo convencional de medidas nominales (10 cm x 20 cm x 40 cm), el cual se usa con mayor frecuencia en la mampostería no estructural en Antioquia -- El proceso de fabricación de una pieza de cerámica roja comprende las siguientes etapas: extracción minera, preparación de materias primas, moldeo, secado y cocción -- Para el desarrollo de la pieza cerámica se tomaron materias primas de varios de los títulos mineros de la empresa, haciendo siempre énfasis en aquellos que estuvieran más próximos al centro de producción -- Con ellas, se formuló una pasta cerámica que presentó el mejor comportamiento en cada una de las etapas críticas del proceso y condujo a lograr las mejores propiedades cerámicas y mecánicas de la pieza desarrollada -- Inicialmente, la pasta cerámica se acondicionó en los molinos del laboratorio, consecutivamente fue llevada a producción industrial una cantidad de 30 toneladas que procedió con la realización de los lotes en diferentes oportunidades -- La conformación de la pieza se efectuó con un molde “boquilla” que fue planteado con el equipo de diseño de la empresa y el personal de mantenimiento que la fabricó -- Posteriormente, se proyectaron ensayos de secado a diferentes piezas, para lograr simular los valores obtenidos de la pasta cerámica desarrollada a escala de laboratorio -- De esta manera, se pudo secar la pieza en un periodo inferior a las 24 horas, el tiempo aproximado que requiere la línea de producción sin ser afectada en el proceso continuo que funciona los siete días de la semana -- En caso de tener que someter la pieza a secados más extensos, el proyecto se vería perjudicado en su viabilidad -- En el horno se emplearon dos curvas de cocción de las piezas secas, debido a que inicialmente la pasta cerámica desarrollada en el laboratorio fue sometida a temperaturas entre 900 y 1000 grados centígrados -- En este rango se lograron valores de absorción de agua inferiores al 16% y una buena estabilidad del material a la quema, lo cual condujo a una aceptación de los obtenidos en cuanto a resistencia a la compresión de las piezas se refiere -- El Análisis de ciclo de vida realizado para comparar los impactos ambientales de un ladrillo tradicional versus una pieza de gran formato utilizando las metodologías de análisis de los inventarios de ciclo de vida Ecoindicador99, CML2001 Y ReciPe reforzó la hipótesis de que la principal reducción de los impactos de un tipo de ladrillo a otro se encuentra asociada a la etapa de manufactura y uso del producto -- En esa medida, se evidenció que los consumos de materiales y energía de una pieza de gran formato son menores que los de un ladrillo tradicional a lo largo de todo el ciclo de vida