FRCU - Producción académica de grado - Ing. Electromecánica
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Item Comportamiento al desgaste y corrosión del acero inoxidable martensítico AISI 420 nitrurado y nitrocarburado por plasma en procesos de corta duración(2024-12-18) Munar, Lautaro; Puente, Gustavo; De Carli, Aníbal Carlos; Dalibón Bähler, Eugenia Lauradebido a su versatilidad, ya que puede ser fabricado de distintas formas y con variadas composiciones químicas, lo que le otorga diversas propiedades mecánicas y aplicaciones. Dentro de este grupo, los aceros inoxidables martensíticos se emplean cuando se requieren buenas propiedades mecánicas, aunque su resistencia a la corrosión es inferior a la de los aceros inoxidables austeníticos y ferríticos. Esto se debe a la formación de carburos de cromo durante el temple y revenido, los cuales disminuyen el cromo libre necesario para formar una capa pasivante protectora. Para mejorar las propiedades mecánicas sin comprometer su resistencia a la corrosión, la Ingeniería de Superficies se dedica a investigar y desarrollar tratamientos superficiales. Este proyecto de investigación se enfoca en el estudio de los procesos de nitruración y nitrocarburación asistidos por plasma aplicados a un acero inoxidable martensítico DIN 1.4021, utilizando tres temperaturas diferentes de proceso 400, 420 y 440 oC durante 2 horas, con el objetivo de mejorar sus propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión. Se observaron las capas tratadas con microscopia óptica y se determinó su espesor. Se utilizó la difracción de rayos X (DRX) para analizar las fases formadas en la superficie del acero posteriormente a los tratamientos. Se realizaron mediciones de dureza en superficie y en profundidad. En cuanto al comportamiento tribológico, se llevaron a cabo ensayos de desgaste tipo Pin-on-Disk según la norma ASTM G99, de abrasión por un cuerpo utilizando el Scratch Test según norma ASTM G171-03 y de abrasión con rueda de goma-arena según norma ASTM G65-94. Además, se realizaron ensayos de corrosión tales como la prueba de pasivación con gota de sulfato de cobre, ensayo de niebla salina y ensayos potenciodinámicos para evaluar la resistencia a la corrosión en ambientes corrosivos. La dureza superficial aumentó 2,5 veces con respecto a la muestra patrón y la profundidad de penetración fue de 20 μm en las muestras tratadas a 420 y 440 °C. La muestra nitrurada a 440°C tuvo un espesor de capa de 15,4 ± 0,5 μm. En los ensayos de desgaste, en general todas las muestras mostraron mejoría con respecto a la muestra patrón, se destacan las dos muestras tratadas a 440 °C, nitruradas y nitrocarburadas, pues lograron menores pérdidas de volumen y masa durante los ensayos. En cuanto a los ensayos de corrosión, en el ensayo de niebla salina desarrollaron una combinación de corrosión general y por picado, siendo la muestra nitrurada a 440 °C la que menos área corroída tuvo. Mientras que en el ensayo de potenciodinámico se destacó la muestra nitrocarburada a 440 oC al mostrar una zona cuasi-pasiva, mayor potencial de corrosión y menor cantidad de pits de corrosión. Los resultados obtenidos muestran una mejora significativa en la dureza y resistencia al desgaste de las muestras tratados mediante nitruración y nitrocarburación y una moderada mejora en el comportamiento a la corrosión comparado con el acero sin tratar. Estos resultados demuestran que estos tratamientos de corta duración aplicados al acero inoxidable martensítico DIN 1.4021 son efectivos para mejorar sus propiedades superficiales.Item Adsorción de metales tóxicos en flujo continuo mediante el uso de bioadsorbentes(2024-12-18) Centurión, Emiliano; Romano , Melisa Soledad; Puente, Gustavo; De Carli, Anibal CarlosLa descarga de metales tóxicos en el ambiente, provenientes principalmente de actividades industriales, representa un riesgo significativo para la salud humana y los ecosistemas debido a su toxicidad, persistencia y capacidad de bioacumulación. Entre las estrategias desarrolladas para la remoción de estos contaminantes de los cuerpos de agua, la biosorción ha demostrado ser una alternativa eficiente y de bajo costo, especialmente cuando se emplean materiales lignocelulósicos residuales como bioadsorbentes. Teniendo en cuenta la viabilidad de la biosorción como técnica de remoción de contaminantes metálicos, este proyecto se centra tanto en la construcción de una máquina de ensayo, una columna de adsorción en lecho fijo, como en el desarrollo de un proyecto de investigación para validar su funcionamiento. La columna fue diseñada a escala de laboratorio para evaluar la remoción de metales tóxicos utilizando cáscara de arroz como bioadsorbente y un efluente sintético con plomo como contaminante modelo. La investigación incluyó la caracterización del bioadsorbente y la optimización de variables claves como el pH y la masa del adsorbente, en sistemas de flujo discontinuo y continuo. Los ensayos realizados en flujo continuo mostraron que la columna operó eficazmente, ajustándose al modelo de Dosis-respuesta modificado y alcanzando tiempos de ruptura adecuados para la retención del plomo. Los resultados obtenidos validan el potencial de este equipo y proceso, ofreciendo una solución accesible para el tratamiento de efluentes y promoviendo un uso sostenible de residuos agroindustriales en el marco de la economía circular.Item Diseño de línea de procesamiento de sangre en planta de faena PPA San Justo(2024-10-25) Haudemand, Ayrton Francisco; Ronconi, Sol; Saffores, Pablo Agustín; Puente, Gustavo; De Carli, Anibal CarlosEl presente proyecto muestra un estudio y análisis tecnológico aplicado al procesamiento de la sangre que se obtiene como residuo productivo de una planta de faena avícola, acentuado por la ampliación proyectada de dicha planta. Los objetivos principales se orientan a buscar la mejor solución para el tratamiento de este subproducto, cuyo manejo como efluente se vuelve insostenible. Finalmente, el trabajo aborda el diseño detallado del proceso para la obtención de “harina de sangre” mediante el sistema de “Deshidratación y Secado en Régimen Continuo”, incluyendo también el análisis económico y financiero del retorno de inversión.Item Evaluación de la precipitación de carburos, resistencia al desgaste abrasivo y a la corrosión de fundiciones de alto cromo(2024-10-09) Bur, Emmanuel; Guitar, María Agustina; Brühl, Sonia PatriciaHigh Chromium Cast Irons (HCCI) are materials widely used in industries such as mining and slurry pumping in oil extraction due to their resistance to abrasion, impact and corrosion in aggressive environments. The excellent performance of these castings is due to the combination of eutectic carbides (EC) and secondary carbides (SC) within a tough matrix, achieved by specific heat treatments that optimise the distribution and stability of the carbides. Destabilisation of the microstructure is the most used treatment for this type of material, allowing the precipitation of SC. The temperature (980°C) and time (0 to 90 min) used during the treatment will determine the size and fraction of SC, as well as the fraction of martensite and retained austenite (RA) formed during cooling. Secondary carbides were quantified using Fiji® software with high- and low-resolution SEM images. The results show that the average particle size as well as the volume fraction of SC increased as the destabilisation time increased, on the other hand, several small particles are not detected in low resolution images. We also evaluated the effect of heating rate, observing that a slower heating rate favours the precipitation and growth of SC during the heating process. These secondary carbides have direct implications on wear properties. The response to abrasive wear according to ASTM G65 with a load of 65 N and 4800 m of sliding on a HCCI containing 26 %Cr was evaluated in three different conditions, containing varying amounts of SC, RA, and martensite: as received, destabilised by zero and ninety minutes. An improvement in abrasive wear resistance was observed in the heat-treated samples, where the material with higher CS fraction and higher hardness showed the best response. On the other hand, scratch tests were performed with a diamond tip and 90 N load. The wear profile was obtained by confocal microscopy (CLSM) where cutting and ploughing was observed as an abrasive mechanism in the heat-treated samples. In the untreated samples a large plastic deformation is observed. The effect of the amount of chromium (16 % Cr and 26 % Cr) on the corrosion behaviour was evaluated by electrochemical tests using a 3.5% NaCl solution and salt spray (ASTM B117) in a 5% NaCl solution for 100 hours. Additionally, the effect of destabilisation time on corrosion resistance was evaluated with an immersion test (3.5% NaCl) for 10, 100, and 250 hours. The material with lower Cr content showed higher corrosion, even after only 10 hours of immersion.Item Reingeniería para metalúrgica de columnas de alumbrado público(2024-09-13) Fleitas, Franco; Lieutier, Cristian Germán Augusto; Orbaiz, Joaquín; Reynoso, Guillermo; Puente, GustavoInsecol es una empresa metalúrgica con más de 20 años de experiencia en la fabricación de columnas metálicas para alumbrado se traslada al parque industrial de Concepción del Uruguay, Entre Ríos. El proyecto se centra en la reingeniería del proceso productivo para mejorar la competitividad y la productividad. Esto implica el diseño de un sistema para el movimiento eficiente de materiales y productos, así como la planificación de la distribución en planta y la instalación de servicios esenciales, incluyendo sistemas eléctricos, neumáticos y de iluminación. Además, el proyecto incluye el diseño y cálculo de maquinaria de elevación y transporte para optimizar aún más las operaciones. Todo el trabajo de diseño e ingeniería cumplirá con las normativas vigentes y los estándares industrialesItem Reingeniería del suministro de energía eléctrica de planta frigorífica(2024-09-12) Avalos, Claudio Leandro; Puente, Gustavo; De Carli, Anibal CarlosEl proyecto muestra la reingeniería del suministro de energía eléctrica de la planta procesadora de aves parrilleras Fadel S.A. con el anexo de una planta de subproductos. Comienza con la adaptación de la cabina existente de la distribuidora y la incorporación de una nueva cabina de suministro de energía en media tensión del cliente. Esta nueva sala plantea el recurso de la empresa para centralizar, seccionar y proteger los circuitos eléctricos a nivel general. La planta de subproductos se emplaza a una distancia aproximada de 300m del suministro actual en media tensión, por lo que para ella se proyectó una subestación eléctrica transformadora contigua a la misma, evitando caídas de tensiones y secciones de cables excesivos. La subestación está compuesta de dos recintos principales, una sala de celdas de media tensión y un centro de transformación de media-baja tensión. Aguas abajo a los transformadores se estableció la sala de baja tensión, aquí se detallan los tableros principales y seccionales de la planta. También se realizaron cálculos, selección de equipos y materiales principales para el suministro de energía eléctrica a través de generación alternativa aprovechando recursos de producción.Item Ingeniería y diseño de una máquina de ensayos de laboratorio(2024-09-06) Tessore, Jonathan Exequiel; Puente, Gustavo; De Carli, Anibal CarlosEl presente proyecto tiene como objetivo el diseño y cálculo de una máquina de ensayos de tipo Pin-On-Disk y Ball-On-Flat. Estos ensayos son de vital importancia en la industria, ya que permiten evaluar y comparar el comportamiento de diferentes materiales frente al desgaste, la fricción y la lubricación, los cuales son aspectos fundamentales para el diseño y la fabricación de componentes y maquinaria que requieren un alto nivel de resistencia y durabilidad. Esta máquina ofrecerá la posibilidad de evaluar el comportamiento de los materiales en condiciones ambientales controladas y variables, lo que permitirá un análisis más completo y preciso de su coeficiente de fricción y el tipo mecanismo de desgaste. Esta información será fundamental para el desarrollo de nuevos materiales o la búsqueda del tipo de recubrimiento más adecuado para las condiciones de trabajo de la pieza en análisis. Con la implementación de este proyecto, el Grupo de Ingeniería de Superficies de la Facultad Regional de Concepción del Uruguay (UTN FRCU) dará un paso significativo en su capacidad de investigación y en la calidad de los ensayos realizados. Asimismo, se espera que esta nueva máquina contribuya a fortalecer la colaboración con otras instituciones académicas y empresas de la zona, promoviendo el intercambio de conocimientos y experiencias para el beneficio mutuo. En definitiva, este proyecto no solo tendrá un impacto positivo en la productividad y calidad de los ensayos realizados por el grupo, sino que también impulsará la innovación y el avance en el campo de la ingeniería de superficies. Todo ello con el objetivo de mejorar la eficiencia y la fiabilidad de los componentes y maquinaria utilizados en la industria.Item Estudio de factibilidad técnico-económica para generar energía eléctrica a partir de residuos de la industria maderera(2024-09-06) Deyme, Carlos Exequiel; Soldá, Renzo Alexander; Vergara, Fernando Valentín; Woefray, Elbio Miguel; Puente, GustavoEl proyecto en cuestión forma parte de una amplia iniciativa que busca aprovechar los residuos de madera, producidos por los aserraderos, para la generación de energía eléctrica. Su enfoque principal reside en el diseño, cálculo y análisis financiero de un sistema de generación eléctrica, con el objetivo de eliminar estos desperdicios y convertirlos en una fuente sostenible de energía. Es por esto que situamos el proyecto en un aserradero representativo de la zona, perteneciente a la familia Orcellet, ubicado en las cercanías de la ciudad de Colón, Entre Ríos. La ingeniería del proyecto comprende el diseño de la planta generadora, teniendo en cuenta aspectos críticos como la disponibilidad de biomasa y/o espacio. Además, implica la selección de equipos y el cálculo de sistemas de distribución, tanto para la energía eléctrica como para todo el ciclo de generación. Este proyecto no solo busca eliminar los residuos de los aserraderos, sino también, proporcionar una fuente de energía renovable y limpia para la comunidad local. De esta manera, se promueve la sostenibilidad ambiental y energética en la región, contribuyendo de manera significativa a la mitigación de impactos ambientales y a la utilización eficiente de los recursos naturales.Item Línea suministro en media tensión (MT) y distribución en baja tensión (BT) para nuevo emprendimiento inmobiliario(2024-05-22) Zorzenón, Federico Hernán; Brutten, Mario CecilioEl presente proyecto consiste en el diseño y cálculo del sistema de alimentación y distribución de energía eléctrica en media tensión (MT) y baja tensión (BT) para a un nuevo desarrollo inmobiliario de tipo “club de campo” en la zona periférica de Concepción del Uruguay. Dentro del mismo, se brinda una alternativa de infraestructura adecuada para abastecer a los diferentes consumos que integran la etapa inicial del emprendimiento de manera confiable y segura, minimizando el impacto ambiental y aprovechando mejor el espacio disponible. Para poder lograr tal fin, se comienza por llevar a cabo un análisis de la distribución de cargas con que cuenta el lay-out propuesto para el predio, así como también de la ubicación de los puntos de alimentación provistos por la distribuidora local. Seguidamente, se procede a seleccionar los múltiples elementos que componen al sistema, atendiendo no solo a las necesidades del propio usuario sino también a los requerimientos de la normativa vigente y a las recomendaciones adicionales de los fabricantes. Finalmente, se incluye un cómputo de materiales y un presupuesto que contempla los costos tanto de los propios equipos utilizados como de la mano de obra necesaria para su correcta instalación.Item Mejoras para la recuperación automática de granallas abrasivas(2023-10-18) Arguet, Sebastián Nahuel; Orbaiz, Iñaki Martín; Esteva, ManuelEl proyecto aquí presentado trata acerca del diseño de un sistema automático de barrido de granallas abrasivas. Este mismo será instalado en una cámara de granallado ya existente con el fin de automatizar completamente el proceso de recolección y limpieza del abrasivo. El mismo se proyecta como un mecanismo ubicado en una fosa bajo un piso flotante de rejillas metálicas, permitiendo al operario trabajar sobre este mientras las granallas son recolectadas y limpiadas en forma continua. Se trata de una máquina accionada en forma neumática y controlada electrónicamente mediante un controlador lógico programable (PLC). El alcance del proyecto consiste en el diseño, cálculo, programación del controlador, planimetría de fabricación, plan de montaje, cotización y manual de operación y mantenimiento.