FRA - Producción académica de grado - Ingeniería Mecánica - Proyectos Finales de Carrera
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Item Secadores de aire por adsorsión(2025-12-19) López, Facundo Marín; Prosperi, Martín; Ygnazzi, MatíasEl proyecto desarrollado por los alumnos Facundo Martín Lopez y Martín Prosperi para la carrera de Ingeniería Mecánica en la UTN Facultad Regional Avellaneda, se centra en el diseño de un sistema de secado de aire comprimido mediante el método de adsorción. El aire comprimido es un recurso energético vital en la industria argentina, utilizado en procesos que van desde la automatización hasta el transporte de materiales; sin embargo, su compresión genera una mezcla de gases sobresaturados con presencia de agua que resulta altamente perjudicial para los sistemas industriales. La presencia de humedad no eliminada adecuadamente provoca corrosión interna en tuberías y válvulas, contaminación en procesos sensibles (como en la industria farmacéutica y alimenticia), daños en instrumentos de precisión y posibles congelamientos en líneas expuestas a bajas temperaturas. Aunque existen métodos alternativos como los secadores frigoríficos o de membrana, el proyecto se decanta por la tecnología de adsorción debido a su capacidad para alcanzar puntos de rocío extremadamente bajos, de hasta -40°C. El funcionamiento del equipo propuesto se basa en el pasaje del aire comprimido a través de torres que contienen un disecante, alúmina activada. Este material retiene las moléculas de agua de forma eficiente, permitiendo que el aire seco sea utilizado en aplicaciones de alta exigencia, como la generación de nitrógeno o procesos electrónicos. Entre las ventajas competitivas de este diseño se encuentran su bajo consumo eléctrico (aproximadamente 220W) y su condición de "libre de mantenimiento", dado que el disecante posee una vida útil prolongada de cerca de 20,000 horas. No obstante, el diseño debe considerar técnicamente un caudal de regeneración, que representa aproximadamente el 15% del caudal de ingreso, necesario para no saturar el disecante y que se libera a la atmósfera junto con la humedad extraída. El alcance del trabajo abarca desde la definición de parámetros de cálculo y selección de componentes hasta la elaboración de planos de fabricación, análisis de costos y fijación de precios de venta. En última instancia, el objetivo es proveer una solución de ingeniería robusta que minimice los fallos operativos y prolongue la vida útil de los equipos neumáticos industriales.Item Elevador vehicular de columnas independientes(2025-12-19) Cuckovic, Ary Sebastián; Di Michele, Sebastian A.; Sardi, Julio Junior; Ygnazzi, Matias PabloEl presente Proyecto Final tiene como objeto el diseño, cálculo y verificación de un sistema de elevación vehicular mediante columnas independientes, destinado a optimizar las tareas de mantenimiento y reparación en talleres mecánicos, concesionarios y centros de servicios especializados. La problemática central abordada surge de la necesidad de contar con equipos de elevación que ofrezcan una versatilidad superior y una movilidad que los sistemas fijos tradicionales, como los elevadores de dos columnas o de tijera anclados al suelo, no pueden proporcionar. Este sistema permite liberar espacio operativo valioso cuando no está en uso y posee la capacidad de adaptarse con precisión a distintas configuraciones y dimensiones de vehículos, tanto pesados como de porte liviano. El desarrollo técnico de la propuesta se fundamenta en una estructura mecánica de alta robustez, diseñada para soportar las exigencias del entorno industrial. El mecanismo de accionamiento seleccionado consiste en un conjunto de motorreductor acoplado a un tornillo de bolas recirculantes, una solución técnica elegida por su elevada eficiencia mecánica, bajo rozamiento y precisión en el desplazamiento vertical sincronizado. Para garantizar la integridad estructural, todos los componentes críticos, como la columna principal y la zapata elevadora, fueron dimensionados y validados mediante verificaciones analíticas de pandeo bajo condiciones de compresión y flexión combinadas. Estos cálculos fueron complementados y refinados a través de un análisis de tensiones y deformaciones por el método de elementos finitos (FEA), asegurando coeficientes de seguridad óptimos sin incurrir en un sobredimensionamiento innecesario de material. Un diferencial clave de este diseño es su portabilidad; el equipo integra un sistema de traslación compuesto por ruedas de alta resistencia y una carretilla hidráulica manual incorporada a la base de cada columna, lo que facilita el posicionamiento individual por un solo operador. En materia de seguridad, el diseño cumple estrictamente con estándares internacionales como la norma US-EN-1493 y el reglamento nacional CIRSOC 301. Se implementó un sistema anticaída electromecánico de accionamiento automático, totalmente independiente del sistema de transmisión principal, que actúa de forma redundante para proteger tanto al operario como a la unidad vehicular ante cualquier eventualidad o falla en el suministro eléctrico. Finalmente, el proyecto integra un análisis exhaustivo de viabilidad económica y productiva. Se definieron detalladamente los procesos de fabricación, los protocolos de montaje y los planes de mantenimiento preventivo necesarios para extender la vida útil del equipo. El estudio financiero, respaldado por el cálculo de indicadores de rentabilidad como el Valor Actual Neto (VAN) y la Tasa Interna de Retorno (TIR), demuestra que el desarrollo es técnicamente factible y comercialmente competitivo en el mercado actual. En conclusión, la intervención proporciona una solución de ingeniería integral que equilibra seguridad operativa, movilidad estratégica y eficiencia económica, respondiendo a las demandas tecnológicas del sector automotriz moderno.Item Columna de destilación de gases del aire y válvula esférica para servicio severo(2025-05-05) Maidana , Sebastián; Olazar Irala, Soledad Maria del Carmen; Velasquez Ricotta, Santiago Ariel; Trejo, FedericoMaquina en Serie Este proyecto tiene como objetivo el diseño y cálculo de una válvula esférica de paso total, enfocada en aplicaciones de servicio severo. El equipo diseñado es del tipo trunnion con tres partes, esfera guiada y asientos metálicos recubiertos con carburo de tungsteno, lo que le confiere alta resistencia a desgaste y temperaturas extremas. Se realizó un análisis detallado de las distintas normativas aplicables: ASME B16.34, B16.5, B16.10 y API 6D, asegurando el cumplimiento en espesores mínimos, dimensiones estándar, torque aplicable al vástago y diseño de sellos. Además, se incorporaron características adicionales como diseño a prueba de fuego (API 607), control de emisiones fugitivas y sistema antiestático. El diseño incluye una válvula del tipo DIB 1 (doble aislamiento y purga) con asientos DPE que aseguran el sellado incluso si uno falla. Se calculó el torque máximo admisible del vástago y se lo comparó con el requerido para su operación, verificando su integridad estructural. También se diseñaron las ranuras para O’rings según catálogo Parker, garantizando la estanqueidad del sistema. Finalmente, se desarrollaron los planos de fabricación y la lista de materiales, contemplando geometrías optimizadas para mecanizado con CNC y montaje seguro mediante espárragos. Este proyecto contempla un enfoque integral de ingeniería aplicada, integrando diseño mecánico, normas internacionales y prácticas industriales para lograr una válvula confiable y de alta performance. Maquina Única En el proyecto de maquina única realizamos el calculo y el diseño de una torre de destilación de gases del aire, de la cual obtenemos oxigeno al 99,59% de pureza, nitrógeno con 99,83% de pureza y argón crudo con un 97% de pureza, con el objetivo de abastecer una gran industria que consuma estos gases para su proceso, y el excedente distribuirlo en las pequeñas industrias locales y hospitales. Establecimos un flujo volumétrico y confeccionamos el diagrama de flujo de la planta donde funcionaria la torre para poder realizar el balance de masa y energía mediante el programa Hysys. La verificación mecánica es desarrollada mediante el software PVElite (versión 24), utilizando el código ASME VIII Div 1. Se consideran todos los lineamientos y reglas establecidas en el código y los cálculos auxiliares que del mismo derivan. Además se tienen en cuenta las recomendaciones e indicaciones de la normativa EIGA (European Industrial Gases Association) y BS EN 13458-2 2002 para recipientes criogénicos. La columna de destilación es doble, compuesta por una columna de baja presión y una columna de alta presión, con el objetivo de mantener la temperatura de los líquidos criogénicos, se instala la columna dentro de una estructura denominada “cold box”, la misma la calculamos mediante el software Staadpro.Item Puente grúa(2025-03-07) Costarelli, Braian Horacio; Macini, Martín; Trejo Ponce, FedericoEn la materia proyecto final realizamos dos trabajos prácticos, uno de MAQUINA UNICA y otro de MAQUINA DE SERIE. El primero es un trabajo donde se calcula un PUENTE GRUA, esta máquina sirve para elevar una carga de un determinado peso máximo dentro de por ejemplo un galpón de medidas determinadas por el espacio físico. El mismo parte de los datos principales que son: Peso a elevar, Velocidades de elevación, del puente y del carro, Distancia entre vías y Altura de elevación. Las Normas utilizadas para el cálculo del puente grúa son la americana, CMAA = Crane Manufactures Association of America, o la norma DIN (Norma Alemana) que a su vez se reparte en grupos en función de las horas de funcionamiento y frecuencia de uso que se requiera. Con estos datos iniciales otorgados por el docente, se comienza a diseñar el puente. Se aprende a seleccionar de tabla los distintos componentes del mismo como, el aparejo, cable, poleas, reductores, motor de accionamiento, acoplamientos, paragolpes y ruedas entre otros elementos. También se realiza el cálculo de la parte estructural, Viga Principal (Dimensionamiento, Cargas principales, secundarias, tensiones admisibles y normales, tangenciales y combinadas, cálculo de flecha y verificación al pandeo, colocación de rigidizadores), Viga Testera (dimensionamiento, tensiones tangenciales y normales, cálculo del balancín), Calculo del cajón soldado y Cajón de alojamiento de polea ecualizadora, Viga frontal y viga trasera. También se confecciona un manual de mantenimiento. Todos los planos se realizan con el programa de dibujo AutoCAD. El segundo trabajo se calcula un REDUCTOR COAXIL de 3 Etapas de Reducción, donde calculamos una serie o familia de reductores en base a unos datos otorgados por el docente. Los mismo se utilizan para reducir la cantidad de vueltas de entrada que entrega un motor eléctrico aumentando a su vez su par torsor. En el trabajo se calculan todas las partes intervinientes: Engranajes (Cálculos Geométricos y Tensiones admisibles por contacto, Calculo Resistivo, Calculo por Pitting o Desgaste), Calculo de los Arboles, Rodamientos por método SKF, Caja Fundida y tapas que cierran al conjunto con sus respectivos planos realizados con el programa de dibujo AutoCAD.Item Sistemas de elevación de chapas para alimentación de laser(2024-04-01) Panacci, Matías; Perczyszyn, Tomas; Romero , Leonel; Bergon, GuillermoEl proyecto final consta de toda la información necesaria para producir y comercializar una máquina bajo la marca ArgenLift MV1. Nuestro producto consiste en un pórtico formado por vigas longitudinales soportadas por columnas metálicas. Sobre estas se desplazará una viga monorriel con un sistema de vacío por ventosas, que al ser manipulado por un operador permite la carga y descarga de láminas de acero (LDA) dentro de distintos equipos como una cortadora laser, un pantógrafo, mesas de hidrocorte, etc. El desplazamiento de la viga monorriel será accionado por un motorreductor. La viga tendrá adosada a ella un polipasto sobre el que se vinculará un bastidor metálico con ventosas y un sistema de vacío para poder tomar las chapas de 1.50 x 3.00 m. El bastidor tendrá a su vez un perfil de agarre manual que permitirá al operario hacer el posicionamiento fino una vez que la chapa esté sobre la máquina láser. Tanto el mando de vacío como el de desplazamiento de la viga monorriel se realizarán por el operario desde el mismo bastidor. La idea del proyecto surge a partir de la experiencia de varios integrantes del grupo dentro del rubro metalúrgico. A menudo sucede que la carga y descarga de láminas de acero en los equipos de corte se realiza de forma manual por un operario o por varios operarios dependiendo del espesor de la chapa y el tamaño. Esto tiene como consecuencia dos grandes problemas: Existe un tiempo muerto en el cual varios operarios se encuentran manipulando una lámina de acero y, por lo tanto, ese tiempo muerto impacta en una pérdida de ganancias. Para el caso de carga del equipo a cargo de un operario, al ser una tarea repetitiva en el tiempo. impacta en la salud del operario.Item Puente grua(2023-12-15) Rubino, Franco Adrian ; Trejo, FedericoSe trata de un proyecto que cuenta de 3 trabajos prácticos : El primero se trata de un trabajo de inventiva en el cual los alumnos en grupo diseñan , desarrollan y calculan un sistema, pieza o conjunto de elementos para una tarea real a solucionar. El segundo es un trabajo donde se calcula un puente grúa con datos iniciales otorgados por el docente , se diseñan todos los componentes, se aprende a seleccionar de tabla las chavetas y las pastecas entre otros elementos. El tercer trabajo es el reductor donde calculamos una serie o familia de reductores en base a unos datos otorgados por el docente, se diseña una caja soldada y también la caja fundida para toda la serie completa. TODOS LOS TRABAJOS SE PRESENTA LA MEMORIA DE CALCULO DE TODOS LOS ELEMENTOS, SE PRESENTAN LOS PLANOS DE LAS PIEZAS CALCULADAS Y LUEGO SE EXPONE DE FORMA ORAL Y LUEGO SE RINDE EL RESPECTIVO FINAL DONDE SE TERMINA DE EVALUAR CIERTOS ITEMS MAS IMPORTANTES DE CADA TRABAJO.Item Trituradora de moldes de arena(2024-02-22) Capparelli, Nicolas; Puente, Sebastian; Racchi, Nicolas Daniel; Lavella, GuillermoEl proyecto final se centró en el diseño y desarrollo de una máquina trituradora de arena con el objetivo principal de optimizar la reutilización de la arena de fundición mediante la disminución del tamaño de partícula. La iniciativa se originó ante la necesidad de mejorar el proceso de reciclaje de la arena de fundición, un material esencial y costoso en la industria metalúrgica. La máquina trituradora diseñada está equipada con un sistema de alimentación y un mecanismo de trituración compuesto por mandíbulas ajustables. Estas mandíbulas ejercen una fuerza de compresión sobre la arena, reduciendo su tamaño y permitiendo obtener partículas de arena de dimensiones uniformes. El diseño se realizó considerando las especificaciones técnicas necesarias para garantizar un proceso eficiente, seguro y con facilidad de mantenimiento y operación. Para evaluar la rentabilidad del proyecto, se llevó a cabo un análisis económico detallado que incluyó los costos de producción, como la inversión inicial en maquinaria y equipos, los costos operativos, el costo de la mano de obra y los gastos de mantenimiento. Además, se estimaron los ingresos potenciales derivados de la venta de las máquinas trituradoras y se evaluó el mercado objetivo para determinar la demanda y establecer un precio de venta óptimo. El análisis económico demostró que la inversión en la máquina trituradora podría ser recuperada en un período razonable de tiempo, considerando los ahorros generados por la reutilización de la arena de fundición y los ingresos adicionales obtenidos por la venta de las máquinas trituradoras. Se identificaron oportunidades para mejorar la rentabilidad del proyecto mediante la optimización del proceso de producción y la reducción de los costos operativos. En relación con el impacto ambiental, el proyecto ofrece la posibilidad de disminuir significativamente la cantidad de residuos producidos por la industria de fundición, contribuyendo así a la sostenibilidad y al cuidado del medio ambiente. Al promover la reutilización de la arena de fundición, se reduce la necesidad de extraer y procesar nuevos materiales, lo que conlleva una disminución de la huella de carbono y la contaminación asociada con estos procesos. En conclusión, el proyecto de diseño y desarrollo de una máquina trituradora de arena para la optimización de la reutilización de la arena de fundición se presenta como una solución innovadora y rentable para mejorar los procesos de reciclaje en la industria metalúrgica. Con un enfoque en la eficiencia económica y el impacto ambiental positivo, este proyecto busca contribuir al desarrollo sostenible de la industria y a la preservación de los recursos naturales.Item Horno de proceso de acuerdo a API 560(2023-12-15) Blasco, Juan Ignacio; Villaverde Contino, Camila; Trejo Ponce, FedericoEste proyecto tiene como objetivo el diseño y desarrollo de un HORNO DE PROCESO DE ACUERDO A API 560. Un horno de proceso es un equipo constituido por un cerramiento metálico, revestido interiormente con un material refractario y aislante, dentro del cual se dispone un serpentín tubular, por el que circula el producto que se desea calentar y/o evaporar. Dicha operación es realizada por medio del calor liberado por la combustión de un combustible gaseoso, líquido o mixto, que es inyectado convenientemente a los quemadores. En el quemador se produce la reacción de combustión que genera una masa de gases calientes que son los productos de la combustión. Estos gases entregan calor por radiación al serpentín y salen por la chimenea. Del calor liberado en la combustión una parte es aprovechado en el calentamiento del producto, una parte se pierde por la chimenea y también habrá una perdida por conducción a través de las paredes del refractario. Con el fin de recuperar el calor de los humos, se instala un haz de tubos en el camino de salida de los mismos antes que estos pasen a la chimenea. Debido a que los gases ya se han enfriado, el mecanismo predominante en esta zona es la convección y se llama zona convectiva. Como punto de partida la cátedra proporciono una hoja de datos del equipo a calcular. Los datos corresponden a un equipo real que se instalara próximamente en una de las refinerías más importantes del país. El equipo en cuestión es un horno de procesos del tipo reboiler, cilíndrico vertical con serpentín de tubos verticales. El mismo se utilizará para elevar la temperatura de un fluido y vaporizarlo parcialmente. La carga es tomada de una columna fraccionadora y al finalizar el proceso de transferencia de calor, vuelve a la misma. El diseño térmico del horno tanto la zona convectiva como la zona de radiación será aplicando los principios de la termodinámica para transferencia de calor. Para desarrollar los cálculos Termo-hidráulicos, utilizamos el software reconocido internacionalmente HTRI – Xfh Ultra - Software for rating and simulating fired heaters Para el diseño estructural de las estructuras metálicas que confirman el equipo fueron dimensionadas y verificadas mediante software dedicados al cálculo estructural como Staad PRO, RAM advance. Los resultados de dichos cálculos y verificaciones serán respaldados por teorías de la resistencia de materiales. Todo dimensionamiento termo- hidráulico y mecánico se ha realizado en total cumplimiento de la normativa vigente “API 560 - Fired Heaters For General Refinery Services” y todas sus normativas de referencia.Item Bomba centrífuga API 610 tipo OH2(2023-12-15) Blasco, Juan Ignacio; Villaverde Contino, Camila; Trejo Ponce, FedericoEste proyecto tiene como objetivo el diseño y desarrollo de una serie de BOMBAS CENTRIFUGAS OH2 DE ACUERDO A API 610. Una Bomba Centrifuga es una máquina que entrega energía mecánica a un fluido que consideramos incompresible. Transforma la energía mecánica del impulsor (rodete) en energía cinética. El fluido es impulsado hacia la voluta y hasta el difusor, en donde reduce su velocidad generando un aumento de presión. Como punto de partida, se ha realizado un estudio de mercado con información proveniente de diferentes Proyectos EPC; Proyectos de Ingeniería y Licitaciones de proyectos. Pudiendo relevar de los mismos alrededor de 800 bombas para diferentes servicios. Esta información ha sido consolidada en un listado de equipos, el cual consta de los siguientes datos y ha sido analizado mediante el software MS Power BI. Una vez finalizado el estudio de mercado y definida la serie de Bombas Centrifugas OH2 que desarrollaremos procedimos con los cálculos hidráulicos y posteriormente los cálculos mecánicos. Para proyectar una bomba, siempre se debe conocer la altura de elevación efectiva H y el caudal Q. Otro dato conocido es el número de revoluciones n del motor de accionamiento, el cual será igual al número de revoluciones de la bomba para evitar cajas de engranajes de transmisión. El diseño hidráulico lo hemos desarrollado en base a la bibliografía “Bombas Rotativas - Rodolfo J. Focke” y “Bombas y maquinas soplantes centrifugas - A.H.Church”. Para el diseño mecánico se ha utilizado el software Autodesk Inventor en el que se modela la carcasa y se aplican las cargas consideradas para obtener las tensiones y deformaciones correspondientes, mediante calculo por elementos finitos. Todo dimensionamiento hidráulico y mecánico se ha realizado en total cumplimiento de la normativa vigente “API 610 - Centrifugal Pumps for Petroleum, Petrochemical and Natural Gas Industrie” y todas sus normativas de referencia.Item Inventiva + Puente grua + Válvula globo(2023-11-29) Correa, Facundo; Juarez, Juan; Paiz, Claudio; Morán, Hernán; Trejo Ponce, FedericoEl proyecto final consta de tres trabajos prácticos, entre los cuales se encuentran TP 1 Inventiva, TP 2 Puente Grúa y TP 3 Válvula Globo, los cuales se explicarán a continuación. El trabajo práctico número 1 es un proyecto de inventiva, en el cual se diseñó un dispositivo de seguridad para una máquina laminadora de masa, que se basa en la parada de emergencia de la máquina mediante un fin de carrera. En el trabajo práctico número 2 se calcula y diseña un puente grúa en base a los datos brindados por la cátedra y tomando como guía para su diseño la norma CMAA 70, el puente será destinado para ser utilizado en la industria nuclear. En el trabajo práctico número 3 se diseña una válvula globo de 2´´ serie 300 luego de realizar un estudio de mercado en base a las condiciones propuestas por la catedra para su diseño, utilizando como guía diferentes normas para determinar las medidas y materiales de sus distintos componentes.