Ingeniería Mecánica
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Ítem Diseño de un sistema de protección contra incendios considerando la red de hidrantes y el sistema de alarmas contra incendios, en la Universidad EARTH(2025) Alfaro Castro, Carlos; Arauz Murdock, Isaac; Corella Vargas, ManuelÍtem Diseno, construccion e instalacion de una mini-central hidroelectrica(1983) Solís Calderón, GabrielaÍtem Estudio de la ejecución del ejercicio de la sentadilla a diferentes niveles de profundidad(2024) Rojas Hernández, María Celeste; Scaglioni Solano, Pietro; González Fallas, Ricardo Andrés; Tencio Cordero, RodrigoÍtem Comparación de las eficiencias en un aerogenerador de eje vertical helicoidal al ser fabricado mediante diferentes configuraciones en parámetros de impresión 3D(2024) Serrano López, Jose Pablo; Ferreto Brenes, SergioÍtem Optimización de los factores de diseño y ajuste de piezas de punzones y matrices en el troquelado de pines para conectores electrónicos de alta velocidad(2024) Ulrich Sáenz, Marianne; Rapso Brenes, Luis ArturoÍtem Diseño del sistema de aire acondicionado y ventilación del Área de Salud La Fortuna(2024) Sandí Ramírez, Karen; Ferreto Brenes, SergioÍtem Sistema automatizado para el transporte de productos terminados desde un cuarto limpio en una empresa fabricante de dispositivos médicos(2024) Rojas Mendez, Alejandro; Carballo Jarquín, DavidLa empresa de dispositivos médicos busca mejorar su método de transporte de unidades terminadas con el fin de optimizar sus operaciones y alcanzar niveles más altos de eficiencia. Dado que movimientos innecesarios representan una fuente de desperdicio, implementar la manufactura esbelta, metodología enfocada en la eliminación de actividades superfluas y maximización del valor agregado, representa una oportunidad para abordar este problema. DMAIC es una metodología enfocada en identificar, analizar y resolver los problemas que afectan al sistema de transporte de productos terminado compuesta de 5 pasos: Definir, Medir, Analizar, Mejorar y Controlar. El propósito de este trabajo fue implementar un sistema de transporte de productos terminados desde un cuarto limpio, asegurando el cumplimiento normativo, aportando flexibilidad y escalabilidad en las operaciones de una empresa fabricante de dispositivos médicos. Como resultado de esta implementación, se cuenta con un método de transporte robusto que trabaja bajo demanda y logra cubrir las necesidades de transporte de producto terminado con baja interacción de personal, permitiendo que los operarios estén enfocados en tareas que aportan valor al producto y con la puesta en marcha de los protocolos de mantenimiento, se logra extender la vida útil del equipo ya que se asegura el buen funcionamiento del sistema durante las jornadas de trabajo establecidas en la empresa.Ítem Diseño de un sistema de protección contra incendios pasivo y activo para el Asilo de Ancianos Piedades de Santa Ana(2024) Rojas Jiménez, Andrey; Víquez Sánchez, Marvin; Espinoza Jiménez, Luis DiegoEl proyecto en cuestión surge de la necesidad del Hogar de ancianos Piedades de Santa Ana, de contar con un sistema de protección contra incendios en la edificación actual para cumplir con dicho requerimiento y así poder continuar con el desarrollo de nuevos proyectos estructurales. El trabajo consistirá en la elaboración del diseño del sistema según lo establecido por las normas NFPA en sus últimas versiones en español disponibles en la fecha de elaboración del proyecto y el Reglamento Nacional de Protección Contra Incendios del Cuerpo de Bomberos de Costa Rica edición 2023 para este tipo de edificaciones. Finalmente se entregará el mismo, junto con los planos, rutas de evacuación, manuales de operación y los costos para su construcción.Ítem Diseño de un sistema integral de protección contra incendios para un cuarto de generación, control y distribución de energía eléctrica de una empresa periodística(2024) Chaves Carranza, María Fernanda; González Delgado, Jose Roberto; Corella Vargas, ManuelEn el presente documento se describe el diseño de un sistema integral de protección contra incendios para un cuarto de generación, control y distribución de energía eléctrica de una empresa dedicada a la manufactura y distribución de periódicos y revistas de circulación nacional. El desarrollo de este trabajo final de graduación contempla un análisis de riesgo de incendios, la propuesta de dos sistemas de supresión contra incendios y el desarrollo de un sistema con dispositivos de alarmas y señales, adaptado a las necesidades del sitio con la finalidad de mitigar los riesgos de incendio, además de estos diseños también se describe un análisis comparativo entre los agentes extintores seleccionados para esta aplicación, optando por la propuesta de un agente extintor ecológico y nuevo en el mercado, con el objetivo de establecer el cumplimiento de las normativas vigentes en Costa Rica además de las normas y códigos de la NFPA. Es importante destacar que el diseño de estos sistemas contempla la actualización de los planos hasta la estimación del costo total de la obra.Ítem Propuesta del plan básico de protección contra incendios y diseño del sistema de supresión mediante rociadores automáticos para el Asilo de Ancianos Hortensia Rodríguez Sandoval de Bolaños(2024) Bolaños González, Carlos; Hernández Valverde, Fabricio; Salas Delgado, Douglas AntonioEl presente proyecto se realizó una evaluación detallada sobre el estado de cumplimiento de la legislación nacional e internacional en materia de la protección contra incendios, en el hogar para personas adultas mayores Hortensia Rodríguez Sandoval de Bolaños, ubicado en Atenas, Alajuela. A partir de este diagnóstico, se realizó un programa general de cumplimiento normativo llamado “Plan básico de protección contra incendios”, que consiste en la generación de un plan de trabajo con acciones concretas y recomendaciones, que la administración de la residencia de adultos mayores debe atender, para satisfacer los requerimientos mínimos estipulados por la legislación en materia de la protección contra incendios y seguridad humana, que busca como principal objetivo salvaguardar la vida de los ocupantes, además de proteger el recinto y velar por la continuidad de la labor social. El Cuerpo de Bomberos de Costa Rica, como ente regulador en temas de prevención de incendios y seguridad, dicta en su Reglamento Nacional de Protección Contra Incendios (2023), que en las residencias geriátricas con áreas de construcción mayores o iguales a los 500 m2, debe existir en adecuado funcionamiento, un sistema de supresión de rociadores automáticos supervisados (p.94). El hogar de adultos mayores en estudio cuenta con instalaciones que tienen un área agregada de incendio de 3 164 m2, con la capacidad para albergar cómo máximo 75 adultos mayores y 35 funcionarios en planilla, y no cumple con lo estipulado en el párrafo anterior. Por lo tanto, en este proyecto se hizo especial énfasis en brindar herramientas para resolver este incumplimiento, con la realización del diseño de un sistema húmedo de supresión de incendios basado en rociadores automáticos residenciales y de respuesta rápida, que cubrirán la totalidad de las zonas del recinto donde existe el riesgo de pérdida de vidas humanas en caso de un incendio, y que serán alimentados...Ítem Diseño de una máquina extrusora de rodillos para la fabricación de alimento comprimido para animales utilizando residuos vegetales, para una capacidad de 100 kg/h(2024) Mora Esquivel, Kenneth; Ramírez Segura, Yoel; Soto Ortega, Pablo ManuelSe realizó el diseño de una máquina extrusora de rodillos para fabricar alimento para animales para una capacidad de 100 kg/h. Con esta máquina se pueden utilizar los desechos de sistemas de producción agropecuaria y agroindustriales que tienen características nutricionales aptas para la alimentación de animales. Para esto se realizó una investigación previa que se utilizó como precedente de las bases teóricas del proyecto, así como una revisión de contenido audiovisual relacionado al tema, para su posterior estudio analítico, que definió el diseño final que se obtuvo. La máquina se compone del sistema de transmisión de potencia, sistema de extrusión, sistema de corte y sistema de alimentación de materia prima, todos diseñados en base a la información adquirida durante la investigación y los fundamentos teóricos de mecánica de materiales, mecánica de fluidos, y diseño de elementos de máquinas. El fundamento principal de este diseño se basa en la teoría de energía de deformación y el principio de Castigliano para el cálculo de la potencia requerida para llevar a cabo la extrusión, con este parámetro de potencia se diseñaron los elementos del sistema de extrusión y transmisión, y se seleccionó el motorreductor adecuado para el prototipo. Se generaron planos constructivos, lista de materiales, presupuesto, y finalmente un manual de operación y mantenimiento preventivo para facilitar la construcción y comprensión de funcionamiento al usuario final.Ítem Diseño de un sistema de recuperación térmico para el calentamiento de agua de consumo utilizando tubos de calor en el condensador de un enfriador de agua(2023) Hoepker Jiménez, Manfred Joseph; Ferreto Brenes, SergioA nivel mundial los sistemas de aire acondicionado y calentamiento de agua representan un costo energético elevado, y lograr hacer ambos procesos más eficientes resultaría en, una economización que permitiría ralentizar el cambio climático sobre el planeta y mejorar el acceso a condiciones de aire y agua caliente adecuadas. Así, en este proyecto se diseña una geometría única de termocambiador de 3000 W basado en tubos de calor, el cual es capaz de extraer calor de rechazo de refrigerante R410A a 51.3 °C, y con este, elevar la temperatura de agua de consumo humano desde 20 °C hasta 27 °C, a una tasa de 6 L por minuto. El dispositivo es sumamente costo-efectivo, y logra un periodo de retorno de inversión de menos de 90 días; en su vida útil esperada (20 años) puede producir ahorros de energía por más de 70 millones de colones. Su diseño se basa en satisfacer la extracción de calor del condensador de una manejadora de agua helada. El cálculo matemático se hace mediante un sistema doble de Zukauskas iterando hasta lograr una eficiencia aproximada del 99 % en los cálculos en agua y refrigerante. El diseño del dispositivo se realiza en un software de dibujo asistido por computadora, donde se contempla evitar pares galvánicos, fugas de refrigerante, espesores de paredes incapaces de tolerar las presiones del sistema y, en general, se considera la ergonomía y la facilidad de ensamble y desensamblaje para facilitar la manutención frecuente del sistema.Ítem Diseño de un proceso de manufactura de las uñas de una máquina ensambladora de dispositivos médicos(2023) Parrales Potosme, Fernando José; Mejías Chacón, Wagner GustavoEn este trabajo se planteó una metodología del diseño de un proceso de manufactura de las uñas de una máquina ensambladora de dispositivos médicos. Se realizó un estudio de los datos del departamento de producción, donde se identificó que las uñas, cuando están en operación, experimentan desgaste y daños, razón por la cual se deben reemplazar. El diseño brinda una guía detalla del proceso y las pruebas requeridas para producir este elemento, partiendo de la materia prima hasta el producto terminado, con el fin de brindar una alternativa de respuesta a la condición de deterioro y necesidad de reemplazando de este elemento.Ítem Diseño del impulsor de un dispositivo de asistencia ventricular y su respectivo banco de pruebas(2023) Montoya Alvarado, Valeria Fernanda; Moreira Zúñiga, Eduardo Antonio; De Lemos Medina, LeonoraEn este proyecto se presenta el diseño y análisis de un impulsor para un dispositivo de asistencia ventricular y su banco de pruebas correspondiente. El impulsor diseñado para este trabajo basa sus principales características hidráulicas en las de un VAD comercial, con el objetivo de que su comportamiento en el flujo sanguíneo pueda ser emulado parcialmente en un banco de pruebas. Este banco de pruebas será utilizado por el PRJS Lab para analizar más a fondo el comportamiento del fluido ante la acción del impulsor, usando como base la tecnología de velocimetría por seguimiento de partículas. El proyecto es desarrollado de manera modular: como primera etapa, se realiza un estudio de todas las características y parámetros requeridos en el banco de pruebas e impulsor; como paso siguiente, se evalúan diseños previos y actuales del banco de pruebas para reconocer el funcionamiento general, posibles fallas y puntos de mejora; seguidamente, se procede a generar propuestas de diseños para el banco de pruebas y se determina la mejor opción, de manera paralela al diseño del impulsor; como etapa final, los puntos de operación del sistema son validados mediante simulación y se presentan los resultados del comportamiento del impulsor. El proyecto alcanza a desarrollar un sistema de bombeo adecuado para el método de velocimetría por seguimiento de partículas y el banco de pruebas óptimo para trabajar en conjunto. Se presenta un diseño que cumple con todas las características y necesidades identificadas, lo cual permite al PRJS-Lab contar con pruebas más estables sobre el comportamiento de los fluidos mediante sistemas de visión. El sistema es simulado y esto permite confirmar que el impulsor cumple con todos los requerimientos demandados para el análisis en el banco de pruebas.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 Diseño de una máquina de fabricación de pastillas miniatura de dulce de caña molido(2023) Rodríguez Solano, Sergio; Serrano Sánchez, Anthony; Soto Urbina, RodolfoSe desarrolla el diseño de una máquina formadora de pastillas de dulce molido para la elaboración de agua dulce instantánea, con el objetivo de apoyar a la MYPYME ASO- DULCE. Esta es una asociación de productores de la caña de azúcar, clave del desarrollo económico de la zona donde se ubica, la Paz de San Ramón. El objetivo principal es generar un diseño de una máquina que le permita a ASODULCE incursionar en el mercado nacional costarricense con este nuevo producto. Para tal efecto, se inició por una caracterización del dulce molido, basado en experimentos de densidad, forma y capacidad de compactación. Esto permitió constatar la necesidad de realizar 4 procesos para obtener una pastilla de dulce íntegra y sólida: dosificación de dulce, compactación en molde, calentamiento y desmoldado. Seguidamente, se diseñaron los mecanismos necesarios para ejecutar cada etapa del proceso, a la vez que se validaron con simulaciones térmicas y mecánicas. Para la dosificación, compactación y el desmoldado se diseñó un molde con pistones neumáticos y un vibrador, el cual carga una cavidad con dulce y luego genera la forma adecuada por medio de fuerza directa. Para el caso del calentamiento, se generó en el molde una cavidad para albergar una resistencia, la cual se encarga de secar el producto. Además, se realizó un experimento de calentado de pastillas en un prototipo parcial del molde, lo que validó el proceso propuesto y la consistencia del producto deseado. Finalmente, se cotizó la construcción de la máquina con proveedores de equipo neumático, electrónico y un taller de precisiónÍtem Diseño sistematizado de la caracterización físico, mecánica, posicional, microestructural y validación protocolar de los mantos de Rodolitos (Rhodophyta) de Costa Rica(2023) González Sequeira, Antonio; Cavallini Solano, HenniaEn esta investigación se realiza una descripción y caracterización posicional, morfológica, mecánica y microestructural de los especímenes de rodolitos, Rhodophyta, recolectados de los mantos presentes en diferentes puntos de la Isla del Coco, Isla del Caño y Parque Nacional Marino Ballena, sector Piñuelas y Cola de Ballena. Esto con el fin de establecer una herramienta sistematizada y funcional para la identificación y comparación de las diferentes especies de algas rojas formadoras de rodolitos. Mediante la investigación bibliográfica se determinó a nivel microestructural, que es posible observar elementos y patrones biológicos que sirvan como carácter diagnóstico para identificar y diferenciar entre especies de algas calcáreas rojas, esto principalmente por medio de la organización celular del talo y la forma de las estructuras reproductivas. Por otro lado, a nivel macroscópico, se determinó que la morfología es una característica útil para la diferenciación. En cuanto a la caracterización mecánica; en primer lugar, se estudiaron los protocolos existentes para los corales Pavona gigantea y Porites lobata y por la similitud del material entre estos y los rodolitos, fue posible adaptarlos y validarlos para su uso en ensayos de preparación, microdureza y microscopía; en el caso de los rodolitos se eliminó el uso de resina de poliéster para el montaje de especímenes. Los resultados de la caracterización mecánica evidenciaron la alta porosidad en la ultraestructura de los rodolitos, con un valor de porosidad general del material mayor al 60% en los especímenes estudiados. Asimismo, se determinó que este valor está directamente relacionado a la dureza, propiedad que disminuye significativamente al aumentar la porosidad debido a la pobre resistencia estructural y la concentración de esfuerzos en las segregaciones presentes del material. Se encontró que para los rodolitos la dureza varía en un rango...Ítem Diseño y protocolo de construcción de un sistema de propulsión manual adaptable a una silla de ruedas para una persona con paraplejia(2023) Cascante Quirós, Pablo Esteban; Núnez Morales, Karina; Scaglioni Solano, PietroEl presente documento desarrolla el diseño de un sistema de propulsión conocido en inglés como handcycle, el cual permite que a una persona en silla de ruedas se le facilite la movilización, debido a que impulsarse con sus manos en las ruedas de su silla se vuelve ineficiente, cansado y con posibilidad de lesionarse las manos. En Costa Rica este tipo de productos no se consiguen con facilidad, solo es posible adquirirlos en el mercado extranjero y a precios muy elevados sumando el costo de importación. Por esta razón, este trabajo se constituye en una alternativa de diseño personalizado que permita su fabricación en el país y a un bajo costo, fácilmente accesible de crear con elementos de bicicletas, y materiales comunes de ferretería. Para el diseño se analizan los parámetros requeridos como por ejemplo las capacidades físicas y la antropometría de una persona específica con paraplejia (sujeto de estudio), para lo cual se realizaron algunas mediciones antropométricas en el sujeto de interés y se obtuvieron otros datos de artículos que incluyeron sujetos cuyas capacidades se asemejaban a la capacidad del sujeto en estudio. Además, este proyecto se limita a espacios de movilidad urbana y ciclovías, cuyo objetivo primordial es brindar una herramienta para que se incentive la actividad física en personas con discapacidad, razón por la cual se propone que sea un sistema totalmente manual. Para comprobar el funcionamiento del diseño se hizo el prototipado en herramientas computacionales que fue probado mediante simulaciones en las piezas más críticas. De la misma forma, se realizó un análisis cinético y cinemático que demostró que el sistema funcionaba de acuerdo a los parámetros esperados. Finalmente, se detalla el protocolo necesario para manufacturar el prototipo de propulsión con su presupuesto, el cual se obtendría un producto funcional, seguro y más económico…Ítem Diseño de un sistema de protección contra incendios, basado en la normativa NFPA, para una empresa de helados(2024) Salas Solano, Miguel Ángel; Soto Víquez, Anthony; Calderón Quesada, Javier FranciscoSe elaboró el diseño de un sistema de protección contra incendios basado en la norma National Fire Protection Association (NFPA) para una empresa productora de helados ubicada en el cantón de Grecia de Alajuela, Costa Rica. Este documento lleva dentro de todas sus secciones, el estudio de las normativas nacionales e internacionales para aplicarlas a la propuesta planteada, y lo que busca es generar una propuesta de solución a una situación desatendida por diferentes motivos o circunstancias. Este proyecto surgió como un reto de equipo, en el cual se puso en práctica la formación universitaria adquirida en la carrera de estudio, con la finalidad de aplicar los conocimientos al servicio de la empresa. El contenido de este contempla los diseños en formatos bi y tridimensionales de los distintos sistemas de supresión contra incendios y sistema de alarmas y señales que se deberán instalar en la empresa, además se crearon documentos de autoría propia en donde se analizaron riesgos a la seguridad de los ocupantes del recinto y se validó la reutilización de aguas residuales provenientes de la misma empresa, como suministro secundario para uso de incendios. También se respaldó la selección de equipos, cálculos hidráulicos, memorias técnicas, manuales de mantenimiento y análisis de factibilidad económica del proyecto, haciendo que todos estos den sustento a la idea planteada y sea lo suficientemente sólida para respaldar el conocimiento adquirido en la carrera de estudio y con el propósito de si por parte de la empresa es deseado, llevar a cabo dicho proyecto.Ítem Diseño de un equipo de corte automatizado en el proceso de manufactura de un dispositivo médico(2023) Quirós Usaga, Juan Diego; Bolaños Burbano de Lara, Daniel