Examinando por Autor "Monge Gapper, Juan Gabriel"
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Ítem Diseño de chasis tubular con sistemas pasivos de seguridad para vehículo recreativo(2018) Castro Lobo, Gabriel Josue; Jiménez Arias, Alejandro; Monge Gapper, Juan GabrielEste proyecto consiste en el diseño de un chasis para un vehículo todo terreno conocido comúnmente por la palabra en el idioma inglés buggy. La intención consiste en facilitarle a una empresa de manufactura un concepto de chasis elaborado según principios que faculten la seguridad, calidad, durabilidad y funcionalidad del vehículo. La estructura es tubular con capacidad para dos ocupantes, y mide aproximadamente 3 metros de largo, 2 metros de ancho y 2 metros de alto. Por medio de dibujos a mano y posteriormente dibujos técnicos utilizando programas computacionales se logra definir las configuraciones geométricas que corresponden a las buenas prácticas de los principios físicos y mecánicos que así lo avalan. Complementariamente por medio de modelados computacionales con elementos finitos se realizaron las iteraciones de geometría/esfuerzos con el fin de garantizar de una forma teórica que la estructura cumple con los requisitos mecánicos que las circunstancias de su uso le van a exigir. Una vez afinados los procesos anteriores se procede a diseñar y definir por completo el sistema de seguridad pasivo que se incorpora al chasis del vehículo y que pretende ser la gran ventaja de este modelo respecto a los modelos que se comercializan actualmente en el país. Se trata de una estructura tubular en el frente del vehículo la cual en caso de colisión colapsaría deformando la estructura y generando fallas esperadas en puntos de soldadura calibrada; lo anterior funciona como una forma efectiva para desviar energía de la colisión con la intención que no repercuta sobre los ocupantes sino sobre el chasis. Luego de la colisión el frente deformado sería reemplazado de forma sencilla conservando así el resto del chasis y sistemas mecánicos de mayor importancia como el motor y la transmisión. Se obtiene al final del proyecto un factor de seguridad de 2,37 en el chasis, el cual surge a partir de modelar las condiciones más críticas...Ítem Diseño de dispositivo integrado para monitoreo del lubricante en motores de encendido por compresión(2019) Barboza Mora, Glenda Liseth; Bolaños Zumbado, David José; Monge Gapper, Juan Gabriel; Chaves Arbaiza, Israel; Miranda Morales, BárbaraEn este proyecto final de graduación, se realizó el diseño de un dispositivo integrado para el monitoreo de la condición de lubricante en motores de ignición por compresión, esto mediante el uso de sensores para el control de propiedades y de un sistema de adquisición y procesa- miento de datos. El dispositivo se conforma de cuatro sensores, de temperatura, viscosidad, humedad y contenido de hierro los cuales permiten medir propiedades del lubricante a fin de determinar su condición de forma rápida. Se realizó la verificación de la validez de la selección de estos parámetros mediante el uso de informes de laboratorios. Además, se realizó el diseño de un prototipo de sensor de viscosidad, basado en el uso de material piezoeléctrico y vibración como medio de medición. Este sensor consiste en un método novedoso de determinación de la viscosidad y de bajo costo en comparación a los sensores en el mercado. Se realizó un diseño de experimentos con el fin de obtener una curva de calibración para el prototipo del sensor de viscosidad diseñado, además se validó el resultado de esta calibración mediante comparación con muestras de lubricante de condición conocida, comprobando que el resultado es confiable.Ítem Diseño de equipamiento y proceso de control de calidad de mascarillas de protección personal(2022) Porras Tames, José Uvaldo; Monge Gapper, Juan GabrielEl propósito de este trabajo es diseñar un dispositivo de ensayo que cumpla con la norma UNE-EN 14683:2019+AC para medir la eficacia de filtración bacteriana (BFE) en materiales de mascarillas quirúrgicas. La investigación se enfoca en el estudio del método propuesto por normas internaciones para su medición, los materiales de las mascarillas, materiales de los componentes del dispositivo y estudio del fluido a utilizar basado en un análisis de fluidos computaciones. Se diseñaron y construyeron en acero inoxidable AISI 304 los elementos más relevantes del dispositivo permitiendo ensamblar todas las piezas a dos equipos del Laboratorio de Análisis y Asesoría Farmacéutica (LAYAFA), un muestreador de aire y un nebulizador, equipos de uso común en laboratorios nacionales. Los resultados del modelado computacional demostraron que no hay un retorno del fluido hacia el nebulizador, se crea un flujo turbulento dentro de la cámara de aerosol a una distancia de 50 cm de la muestra del material, que durante el trayecto hasta la muestra se transforma a un flujo laminar, ideal para impactar perpendicularmente contra la mascarilla. La validación operativa del dispositivo demostró para dos marcas de mascarillas utilizadas que el porcentaje de eficacia de filtración bacteriana (BFE) supera el 95 % de efectividad. La cantidad del inóculo bacteriano introducido dentro del dispositivo se mantiene entre el margen dado por la norma, entre lx10A5 UFC/mL y 5x10A5 UFC/mL. Se comprueba la efectividad del cierre hermético con las roscas fabricadas y el uso de sellos de Vitan™.Ítem Diseño de un banco de pruebas para comparar parámetros de calidad en pastillas de freno para automóviles livianos(2014) Montenegro Montero, Mariana; Navarro Bejarano, José Francisco; Rigioni Acuña, Giovanni; Monge Gapper, Juan GabrielEn el presente documento se desarrolla el diseño mecánico de un banco de pruebas de pastillas de freno, para medir parámetros preestablecidos y necesarios para fundar una base comparativa de la calidad de las pastillas de freno utilizadas en automóviles livianos. También se elaboró un protocolo para normalizar los resultados lo que garantiza la reproducibilidad y repetibilidad de los experimentos, para lo que se adaptaron secciones de las regulaciones ECE R-90 y SAE J661 (europea y estadounidense, respectivamente). El banco de pruebas lo constituye un motor eléctrico, que hace girar un disco de freno de referencia; este disco recibe el efecto de la fuerza de fricción de dos muestras iguales del material correspondiente a las pastillas de freno por analizar. Para la aplicación de carga se ha adaptado un sistema de freno por disco convencional a los requerimientos del banco de prueba y del protocolo que se ha elaborado. Se controla la temperatura del disco y su velocidad de rotación para garantizar cierta consistencia de la prueba con las condiciones de operación reales de los materiales de fricción. Los datos obtenidos de las pruebas se usan para determinar la razón de desgaste equivalente y la degradación transitoria y permanente del coeficiente de fricción de las muestras.Ítem Diseño de un pasteurizador por lotes para la elaboración artesanal de quesos(2015) Garbanzo Salas, José Daniel; Moreira Benavides, Emmanuel Gerardo; Rodríguez González, José Roberto; Monge Gapper, Juan GabrielEn el trabajo se desarrolla el diseño de un equipo de pasteurización por lotes para pequeños productores de queso fresco artesanal con una capacidad de 300 litros de leche. El equipo esta compuesto de un tanque de acero inoxidable con una chaqueta como intercambiador de calor, un sistema de agitación y los sistemas de calentamiento y enfriamiento que utilizan agua como fluido de trabajo. El calentamiento se logra con un quemador de gas LP, y el ciclo de enfriamiento es alimentado con agua fresca proveniente de un tanque de reserva. Se busca que el equipo sea una solución de bajo costo para los pequeños productores y que los pueda orientar hacia productos terminados de mayor calidad y mejor aceptación en el mercado. Se incluyen manuales de mantenimiento, operación y limpieza del equipo para el uso adecuado en las labores cotidianas de la planta procesadora de queso. De acuerdo con la misión de la Universidad de Costa Rica, de responsabilidad en la implementación de nuevas tendencias a los diversos sectores productivos nacionales, el proyecto busca brindar un aporte significativo al sector de producción de alimentos derivados de la leche, elaborados de forma artesanal.Ítem Diseño de un sello mecánico para el eje de una turbina hidráulica vertical(2015) Aragón Arrieta, Paola Rebeca; Pérez Ramírez, Leonardo Andrés; Quesada Molina, José Pablo; Monge Gapper, Juan GabrielSe pretende proponer una solución al desgaste acelerado que presenta un componente del sello mecánico de la turbina ubicada en la Planta de Toro I. Una vez que se establece el contexto del trabajo, se desarrollan un marco teórico que abarca los conceptos básicos de mecánica de fluidos, turbinas hidráulicas y sellos mecánicos. Posteriormente se desarrolla en detalle la caracterización del sistema de sellado y los componentes que se ven involucrados así como la condición de operación actual de las turbinas en lo relativo al sistema de sellado. Dadas las implicaciones de cualquier cambio que se proponga, se desarrolla un extenso análisis de causa raíz y se elabora y calibra un modelo numérico del estado del flujo de agua en el sello, que servirá como referencia para valorar alternativas de solución. Se determinó que la inclusión de sedimentos en una de las cámaras de sellado es la causa raíz. Finalmente se propone una solución a través de alteraciones al sello de laberinto, de manera que quede radial alternado. Esta modificación de la geometría de la cámara adyacente al anillo de carbón afectado, resulta según los modelos numéricos en un comportamiento más favorable.Ítem Diseño de una articulación de hombro para exoesqueleto por medio de mecanismos flexibles(2023) Arroyo Montes de Oca, Pablo Andrés; Monge Gapper, Juan GabrielEl presente proyecto propone un sistema de fuerza para un exoesqueleto pasivo de uso industrial contra lesiones de hombro por fatiga en actividades livianas sobre el nivel de la cabeza. Se especifica un mecanismo de fuerza constante por elementos flexibles en acero 4130 para obtener una fuerza uniforme independiente de la posición del brazo, junto con un sistema de cinco poleas con radio variable y cuerda sintética de polietileno de ultra alta densidad para regular la fuerza brindada al usuario. Adicionalmente, se presenta el proceso iterativo creado para aplicar las ecuaciones de diseño en elementos flexibles de forma que se pueda obtener un mecanismo de fuerza constante para altas cargas y se estima el costo para la producción de un prototipo del diseño final.Ítem Diseño de una celda de carga a micro-escala para sistemas de propulsión de vehículos aéreos de pequeña escala(2018) Castillo Jiménez, Luis Pablo; Monge Gapper, Juan GabrielEste trabajo de investigación aplicada presenta el diseño y método de construcción para una celda de carga por galgas extensiométricas, para determinar la fuerza uniaxial vertical generada por los motores eléctricos a hélices, utilizados comúnmente en sistemas de propulsión aérea para micro-vehículos que pertenecen al Laboratorio de Robots Autónomos y Sistemas Cognitivos (ARCOS-Lab) de la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Costa Rica. El desarrollo de la investigación permitió detallar los principales aspectos de diseño, operaciones de manufactura, acabado y planos técnicos indispensables para la construcción de una celda de carga a compresión que exhiba un desempeño satisfactorio acorde con las normas internacionalmente aceptadas. Fue necesario abordar sistemáticamente obstáculos como la gran cantidad de variables mutuamente dependientes, la complejidad de la mecánica del sólido del sistema tridimensional, la escasez de documentación detallada de libre acceso, la realidad del país en cuanto a los métodos de manufactura y posibilidades de financiamiento para investigación, entre otras. El dispositivo a micro-escala diseñado permitirá realizar mediciones, en condiciones controladas de laboratorio, de las fuerzas verticales producidas por los sistemas de propulsión en vehículos a pequeña escala que utilizan hélices. Puntualmente, todas las especificaciones se gestaron acordes con las posibilidades técnicas del taller de la Escuela de Ingeniería Mecánica.Ítem Diseño de una máquina corrugadora de alambre de acero para el Laboratorio de Modelos Estructurales a Escala Reducida del LANAMME-UCR(2015) Gayle Herrera, Jonathan; Granados Vega, Carlos; Rodríguez Rodríguez, Juan; Monge Gapper, Juan GabrielSe propone diseñar una máquina semiautomática para el corrugado de alambre de acero, usado en la construcción de modelos estructurales a escala reducida físicamente equivalentes. El Laboratorio de Modelos Estructurales a Escala Reducida del LANAMME-UCR utilizaría esta máquina para disminuir considerablemente el tiempo y el esfuerzo físico que debe invertir el usuario en el proceso de corrugado, el que actualmente se hace con una herramienta completamente manual. Se tomaron en cuenta aspectos de tecnología y ciencia de los materiales, así como los efectos de escala asociados a los modelos físicamente similares y las normas de diseño y construcción de elementos de concreto reforzado. La herramienta de corrugado propuesta satisface los requerimientos establecidos y dispone de un sistema de ajuste para adaptarse a diferentes diámetros de alambre. El sistema de impulsión es eléctrico y con dispositivos de seguridad para proteger al usuario cuando opera la máquina. El diseño se enfocó en su simplicidad de manufactura y ensamble, lo que se documentó en los diagramas de construcción y las listas de materiales previstos. Se considera de particular importancia que el LANAMME continue apoyando este trabajo con la construcción de un prototipo funcional del ensamble propuesto como parte de las iniciativas contemporáneas de desarrollar tecnología apropiada para las aplicaciones particulares regionales.Ítem Diseño de una silla de ruedas con adaptación dinámica al tránsito en terreno irregular(2022) Monge Leiva, Kattia Inés; Monge Leiva, Rodrigo Alberto; Vargas Campos, Martín José; Monge Gapper, Juan GabrielEste proyecto tiene como objetivo proponer una alternativa para facilitar el tránsito a l as personas usuarias de sillas de ruedas que requieren desplazarse en terrenos irregulares o en espacios que no proveen ciertas medidas adecuadas de accesibilidad. El diseño propuesto va enfocado a usuarios de sillas de ruedas que posean un adecuado control motor de sus miembros superiores, tronco y cabeza, donde se planteó posibles soluciones a la accesibilidad para llegar a un modelo viable y obtener un prototipo de una silla de ruedas con funcionamiento óptimo. Para ello se describe la evolución de las sillas de ruedas durante la historia, además de la descripción de los diferentes componentes en este dispositivo y la importancia de la antropometría en la silla de ruedas. Se detalla también la situación actual de discapacidad en Costa Rica, las principales leyes y normativas urbanísticas. Por otra parte, se describen los terrenos irregulares y las características técnicas de los espacios para el tránsito en lugares urbanos. Una vez identificados los principales problemas se describió los principios mecánicos del diseño contemplando la cinética de la silla de ruedas y los posibles materiales para su diseño. Mediante un proceso iterativo de un diseño de una silla de ruedas que pueda suplir algunas necesidades de esta población en múltiples terrenos. Se obtuvo un modelo mediante el cual se logra variar el diámetro de sus ruedas delanteras con el uso de un sistema eléctrico que le facilita al usuario el poder variar dicho diámetro por medio de un servo-motor. Un mecanismo de propulsión manual capaz de usar diferentes variadores de potencia y velocidad, además de la posibilidad de desplazarse hacia atrás con el mismo. Aunado a esto con la ventaja de lograr desplazarse cómodamente gracias a un sistema innovador de suspensión el cual puede adaptarse al tipo de terreno variando el amortiguamiento del sistema durante el tránsito...Ítem Diseño e implementación de un sistema hidráulico con fines didácticos para un laboratorio universitario de máquinas hidráulicas(2022) Fallas Sandí, Adrián; Monge Gapper, Juan GabrielSe propuso diseñar en su componente técnica, pedagógica y física una serie de prácticas de laboratorio para complementar el currículo del curso universitario de Máquinas Hidráulicas a cargo de la Escuela de Ingeniería Mecánica. Se aprovecharon para el efecto, los equipos existentes en el actual recinto y se propusieron además, equipos menores para suplir aquellos temas para los que no hay experiencia aplicada a la fecha. El principal aporte material de este trabajo fue el diseño, comprobación, construcción y redacción de cada una de las prácticas de laboratorio. Se destaca que el equipo diseñado y construido es original, pues fue creado específicamente para responder a los objetivos del curso, además su diseño utiliza materiales disponibles en el mercado nacional permitiendo al estudiante entender más acerca de la construcción. Este sistema presenta alta semejanza con la realidad pues utiliza tanques de almacenamiento claramente separados entre sí, conectados por tuberías. Además se redactan guías de laboratorio de acuerdo con los objetivos del curso y el equipo disponible.Ítem Diseño mecánico de montajes para líneas de distribución de energía eléctrica(2015) Fernández Vásquez, Raúl Gerardo; Monge Gapper, Juan GabrielEl proyecto plantea diseños alternativos para los montajes trifásicos de líneas de distribución de energía eléctrica utilizados en la Compañía Nacional de Fuerza y Luz (CNFL). Inicialmente, mediante la revisión de normativa de otros países sobre los factores de seguridad para el diseño mecánico de líneas de distribución se concluye en la aplicación de los valores establecidos en el código de seguridad nacional de Estados Unidos de Norteamérica NESC. Seguidamente se realiza un análisis de esfuerzos en los montajes que se utilizan actualmente mediante la utilización del software COMSOL Multiphysics obteniendo que para todos los casos, se puede ampliar su ámbito de aplicación. Posteriormente y a partir de un proceso iterativo, se plantean diseños alternativos que buscan, con la utilización de menos material y su reducción de costos asociada, brindar un desempeño seguro para su implementación. La verificación de dicho desempeño se realiza mediante el modelado de esfuerzos con el software mencionado, obteniendo que los montajes son adecuados para su uso en la CNFL. Finalmente se realiza una comparación económica entre los montajes utilizados actualmente y los propuestos, y se determina que la reducción de costos es cercana a los 16,5 mil USD al año, sin considerar la reducción de costos indirectos como los tiempos de instalación menores asociados.Ítem Diseño modular del bastidor de un torno fresador reconfigurable CNC dirigido a industria de pequeña escala(2017) Pérez Brenes, Deibid; Salazar Sánchez, Federico; Van Patten Rivera, Erick; Rapso Brenes, Luis Arturo; Monge Gapper, Juan Gabriel; Aragón O'Connor, HazelEl mercado actual está sujeto a constantes cambios, debido a esto se espera que las industrias cuenten con la capacidad de responder de forma adecuada a dichas variaciones. Como solución para satisfacer a esta naturaleza cambiante se han ideado sistemas de manufactura reconfigurables (SMR) y como parte de los mismos se han hecho esfuerzos por incorporar máquinas herramientas reconfigurables (MHR), las cuales corresponden a una nueva clase de máquina, llenando el vacío entre la alta flexibilidad y costo de las máquinas totalmente flexibles, y el bajo costo y productividad de máquinas completamente dedicadas. La máquina, de la cual se diseña el bastidor, pretende colocarse entre la brecha que existe entre las máquinas herramienta flexible de muy alto costo, y las máquinas de menor precisión, como una opción intermedia para industrias de pequeñas escalas, que requieren mayor precisión y flexibilidad que una máquina estilo hobby sin embargo no cuentan con el dinero o espacio para varias máquinas que desempeñen dichas funciones.Ítem Optimización de un atricionador abrasivo para la producción de arena tipo A(2014) Jiménez Murillo, Isaías; Guevara Víquez, Natalia; Venegas Vargas, Aristides; Monge Gapper, Juan GabrielEl presente trabajo final de graduación tiene como objetivo la optimización del atricionador abrasivo, que es la restricción a la producción de la planta actual de la empresa SICA S.R.L. La función de dicha máquina consiste en depuración mecánica de la arena sílica que comercializan como materia prima para la industria vidriera. Se evaluó el desempeño actual del proceso, destacando aquellos parámetros que más influyen en la depuración mediante pruebas en la máquina actual y en un prototipo a escala reducida. Esto permitió conformar un modelo de predicción de potencia demandada como función de las variaciones en los parámetros de operación de interés. El conjunto de pruebas se eligió para conformar un modelo de correlación de números adimensionales, desarrollados por los autores. El análisis de dicha correlación permitió proponer un diseño mejorado del atricionador, que consistía en modificar la geometría de las aspas y elegir una velocidad de giro óptima para mejorar la depuración sin extender el tiempo de operación más de lo necesario.Ítem Perfil de comportamiento térmico de una computadora de torre media para calibración de modelos computacionales(2023) Brown De La O, Lidia Adina; Monge Gapper, Juan GabrielDurante el diseño de una torre de computadora de escritorio, es una práctica común usar modelos numéricos calibrados para valorar el comportamiento térmico del sistema y sus componentes electrónicos. Para este tipo de simulación, es necesario conocer las condiciones de frontera de dicho sistema, las cuales se suelen obtener mediante mediciones experimentales de los componentes en condiciones de carga de trabajo controladas en un determinado chasis. Aunque esta es una práctica común en la industria, este proceso no suele ser documentado apropiadamente, y tampoco suele discutirse con el público. En este trabajo se propone un procedimiento de calibración para simulación computacional de una torre media de computadora mediante mediciones físicas de temperatura en una computadora de pruebas. Se especifica una plataforma o computadora de pruebas para las mediciones físicas de la temperatura de los componentes, la cual se tomó como la variable principal para representar el comportamiento térmico del sistema. Además, se incluye un método de análisis de ciertos componentes electrónicos principales como sistema concentrado para calcular una aproximación inicial de las condiciones de frontera del sistema, para utilizar estos valores para iterar en el modelo simulado hasta que se logre observar el comportamiento reportado en las pruebas físicas. Se utilizaron dos métodos de enfriamiento, con el objetivo de estimar las condiciones de frontera que mejor representen el sistema en modelos computacionales. Se plantea la selección de variables relevantes para el sistema y el procedimiento de medición seguido, así como el equipo utilizado para el mismo. Se expone el modelo computacional simulado, empezando por el modelo tridimensional construido y seguido por el análisis computacional del mismo. Finalmente, se presenta una comparación entre los resultados de los modelos observados, así como un cálculo…Ítem Sistema automatizado de separación por tamizado de arena y grava, para el Plantel de Arenas del Laboratorio Nacional de Aguas del Instituto Costarricense de Acueductos y Alcantarillados (AyA)(2019) Méndez Camacho, Jorge Isaac; Sánchez Ocampo, Andrés; Rodríguez Porras, José Alberto; Monge Gapper, Juan Gabriel; Brenes Jiménez, MauricioSe realizará un diseño conceptual de una tamizadora que separe arena y grava en diferentes diámetros de partículas para la construcción de filtros mecánicos en las plantas potabilizadoras del Instituto Costarricense de Acueductos y Alcantarillados. Se realizará un modelo digital de la máquina y se le realizarán pruebas de simulación numérica tanto de resistencia como de frecuencia. Se elaborarán los planos de la máquina y un presupuesto que muestre el costo de producción de la máquina.