Seguimos en este artículo con problemas para nuestros alumnos que están de exámenes. Aprende a calcular el rendimiento de un motor térmico a partir de su velocidad de régimen y su par motor conociendo las características de su combustible. Evalúa cómo influye en el gasto que el motor sea de cuatro tiempos o de dos tiempos en idénticas condiciones de funcionamiento.
El enunciado del problema es el siguiente: Un motor de cuatro tiempos consume 8,47 litros a la hora de un combustible de 0,85 kg/dm³ de densidad y 41000 kJ/kg de poder calorífico. Entrega un par de 78,3 Nm a 3000 rpm. Se pide:
Calcular la masa de combustible consumida en cada ciclo
Calcular el rendimiento del motor
¿Qué consecuencias tendría en el consumo/ciclo si el motor fuera de dos tiempos?
Para ello te dejo un vídeo de Javier Luque que espero te resulte de interés.
Referencias:
YEPES, V.; MARTÍ, J.V. (2017). Máquinas, cables y grúas empleados en la construcción. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 814. Valencia, 210 pp.
Ayer estuve en un curso de creatividad organizado por nuestra Universitat Politècnica de València dirigida a sus profesores. Entre muchas de las herramientas que nos enseñaron quiero destacar la técnica de creatividad 6-3-5, que explicó la profesora Llanos Cuenca, muy útil para desarrollar la creatividad y enriquecer un problema, un proyecto o cualquier objetivo en el que tengamos que plantear nuevas perspectivas. Es una técnica basada en la «tormenta de ideas» (brainstroming), pero de forma organizada, por escrito y con un tiempo tasado, por lo que algunos describen el método como «brainwriting«. Este método lo creó el psicólogo alemán Bernd Rohrbach en 1968 y consiste en reunir a seis personas y sacar tres ideas cada una de ellas por turnos de cinco minutos. Se hacen rondas y se pasan las hojas al compañero de la derecha, que deberá rellenar, de forma concisa y breve, nuevas ideas sin repetir las que ya escribió y sin que coincidan con las que ya hay escritas. De esta forma se generan 18 ideas diferentes en cada hoja, que multiplicadas por 6 hojas, son un total de 108 ideas en media hora por cada grupo. Finalmente, se analizarán todas las ideas aportadas, eliminando las duplicadas, dedicándose para ello unos 30-40 minutos.
Para que el método sea eficaz, previamente se habrán discutido los puntos principales del asunto para asegurarse de que cada integrante comprenda bien de qué se trata. El motor de la técnica es que, al leer las anotaciones anteriores, el cerebro descubre nuevas ideas. Al igual que ocurre con la lluvia de ideas, en este método 6-3-5 lo importante es la cantidad de ideas, más que su calidad. Luego se pueden aplicar otras técnicas para discutir, mejorar y filtrar las ideas hasta quedarse con unas pocas de mayor calidad.
Os voy a poner un ejemplo donde creo que esta técnica va a ser muy interesante como herramienta de aprendizaje. Supongamos que queremos explicar a una clase de unos 30 alumnos los conceptos básicos de Lean Construction. La idea es hacer reflexionar sobre las pérdidas de todo tipo que existe en una obra de construcción por muy distintos motivos. Esas pérdidas influyen notablemente en la calidad, plazo y coste de la obra.
Ayer 3 de junio de 2016 tuvo lugar la defensa de la tesis doctoral de D. Ferran Navarro Ferrer denominada “Modelos predictivos de las características prestacionales de hormigones fabricados en condiciones industriales”, dirigida por Víctor Yepes Piqueras. La tesis recibió la calificación de “Sobresaliente Cum Laude» por unanimidad. Presentamos a continuación un pequeño resumen de la misma.
Resumen:
En la actualidad el hormigón es el material más empleado en la construcción debido a su moldeabilidad, a su capacidad de resistir esfuerzos de compresión y a su economía. Las prestaciones del hormigón dependen de su composición, de las condiciones de curado y del método y condiciones de mezclado. Las especificaciones básicas del hormigón demandadas por el peticionario al fabricante son la resistencia a compresión y la consistencia, que indica la trabajabilidad del mismo. Esta tesis es una contribución al conocimiento y la investigación de la influencia de diferentes parámetros en la resistencia a compresión y la consistencia del hormigón fabricado en condiciones industriales y la elaboración de modelos predictivos de dichas características prestacionales.
La mayor parte de los hormigones que se emplean en construcción se fabrican en centrales de hormigón preparado o en centrales de obra, y se corresponden con hormigones de resistencia entre 25 y 30 N=mm2, consistencia blanda o fluida, colocación mediante vertido o bombeo y compactación mediante vibración. Las condiciones de producción de hormigones en planta se ven afectadas por los condicionantes del proceso industrial y del negocio en sí, siendo controlada la cantidad de agua existente en la mezcla indirectamente.
En este trabajo se presenta una extensa base de datos construida con miles de resultados de ensayos de resistencia a compresión y consistencia realizados sobre hormigones fabricados en la misma planta y con diferentes dosificaciones, tipos de cemento y aditivos. Se tienen en consideración otros aspectos como la inclusión de fibras, la temperatura ambiente y del hormigón o la hora de realización de las probetas. Se crea una segunda base de datos de ensayos realizados en un periodo de tiempo corto con el mismo cemento y aditivo y teniendo en cuenta la relación agua/cemento exacta. Además, se ha realizado la conveniente caracterización de los materiales constituyentes de los hormigones ensayados.
Para analizar la influencia de los diferentes parámetros y factores tecnológicos y ambientales en la resistencia a compresión, en la evolución de la misma con el tiempo y en la consistencia del hormigón, se ha utilizado primeramente estadística clásica, concretamente análisis de regresión lineal múltiple, análisis de varianza (ANOVA) y análisis multivariante. También se ha verificado el ajuste de los datos experimentales a modelos existentes en la bibliografía y a nuevos modelos de comportamiento propuestos.
Finalmente se han elaborado redes neuronales artificiales para predecir la resistencia a compresión o la consistencia de un hormigón en función de diversas variables de entrada, al igual que para la obtención de modelos de comportamiento. Los resultados obtenidos mediante la aplicación de redes neuronales artificiales han sido más eficientes y mejores que los obtenidos mediante métodos estadísticos.
Puente de Cangas del Narcea (Asturias). Fotografía de V. Yepes.
La visión de la Edad Media como una época tenebrosa supone ignorar el sorprendente progreso de la innovación y el saber técnico. Si bien es cierto que la caída del Imperio Romano y la caída de un poder central provocaron una caída drástica en la construcción. El inicio del nuevo milenio vino parejo al desarrollo de las ciudades y de la expansión comercial; se empiezan a construir nuevos puentes, en paralelo con las catedrales góticas. Esta actividad constructiva se reforzó con los caminos de peregrinaje hacia Roma y Santiago de Compostela, donde los monjes constructores tuvieron un papel de primera magnitud. Si se comparan con los puentes romanos, los medievales olvidan reglas estrictas en cuanto a su diseño, con arcos asimétricos, plantas curvas o quebradas, tímpanos aligerados, etc. Los medievales eran puentes pintorescos, atrevidos en ocasiones, pero de menor calidad y solidez que los romanos. La labra de los sillares en los puentes medievales es más tosca y defectuosa que la de los romanos. Los arcos suelen ser macizos, con bóvedas formadas por anillos paralelos unos a otros o bien dos roscas en los extremos con un relleno entre sí.
Sin entrar en más detalles, os propongo un concurso. Si te atreves, incluso puedes dedicar tus vacaciones a hacer un recorrido para fotografiarlos y luego nos lo cuentas. He publicado en Twitter un conjunto de puentes representativos del medievo español. No están todos, ni mucho menos. Puedes incluir los que quieras con la etiqueta #Puentes_medievales . Se trata de retuitear aquellos que más te gusten o incorporar nuevos puentes. Aunque muchos se llaman popularmente «puentes romanos», gran parte de ellos son medievales. Otros también se denominan «Puentes del Diablo«. Algunos se han rehabilitado o restaurado y han perdido parte del diseño original. Empezamos, pues. No se trata de votar la foto más bonita o al puente de tu pueblo, sino al que creas que estéticamente está más logrado, poniendo en marcha tu sentido ingenieril.
Abierto hasta el 17 de junio el plazo de preinscripción para los casi 80 másteres universitarios de la Universitat Politècnica de València, incluidos los dobles másteres y los habilitantes. El plazo de preinscripción ordinario, ya en marcha, abarca desde el 30 de mayo hasta el 17 de junio de 2016, y debe realizarse a través del formulario electrónico cuyo enlace figura a pie de la presente página. El plazo extraordinario, para aquellos másteres con vacantes, estará abierto del 5 al 9 de septiembre del presente año.
El Máster Universitario en Ingeniería del Hormigón (acreditado por EUR-ACE) constituye un posgrado de 90 créditos impartido en la Universitat Politècnica de València, siendo responsabilidad del Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería Civil. A continuación os dejo un vídeo explicativo del Máster y los enlaces para tener toda la información sobre el mismo.
Los días 27 y 28 de mayo de 1937 fueron los días de la inauguración del puente Golden Gate. De este puente se ha escrito mucho, incluso algún post hemos escrito en este blog. Sin embargo, lo importante es que en Radio Nacional se hicieron eco de la noticia y en el programa «Esto me suena. Las tardes del Ciudadano García» y pudimos hablar durante unos minutos no sólo de este puente, sino de la importancia de la ingeniería española y de su difusión.
Os dejo el programa sacado directamente de la web de Radio Nacional. La entrevista dura hasta el minuto 18. Espero que os guste.
Esta es la versión post-print de autor. La publicación se encuentra en: https://riunet.upv.es/handle/10251/48904, siendo el Copyright de la American Society of Civil Engineers.
El artículo debe ser citado de la siguiente forma:
Sierra, LA.; Pellicer, E.; Yepes, V. (2016). Social Sustainability in the Lifecycle of Chilean Public Infrastructure. Journal of Construction Engineering and Management, 142(5):05015020-1-05015020-13. doi:10.1061/(ASCE)CO.1943-7862.0001099.
Las cinco S constituye una práctica de Calidad ideada en Japón referida al “Mantenimiento Integral” de la empresa, no solo de maquinaria, equipo e infraestructura, sino del mantenimiento del entorno de trabajo por parte de todos. Se inició en Toyota en los años 1960 con el objetivo de lograr lugares de trabajo mejor organizados, más ordenados y más limpios de forma permanente para generar una mayor productividad y un mejor entorno laboral.
El método de las 5S utiliza una lista de cinco palabras japonesas que empiezan por S. La lista describe la forma de organizar un espacio de trabajo de un modo eficiente y eficaz mediante la identificación y almacenamiento de los componentes utilizados, la conservación adecuada de la zona de trabajo y los elementos almacenados, y el mantenimiento del nuevo estado.
El proceso de toma de decisiones suele surgir de un diálogo sobre la estandarización basado en una comprensión clara por parte de los empleados sobre cómo se debe trabajar. También se pretende involucrar a cada uno de los empleados en el proceso.
El beneficio más evidente del método es la mejora de la productividad, ya que todos los componentes están perfectamente localizados. Los operarios ya no tienen que perder tiempo buscando herramientas, piezas, documentos, etc., que es la forma más frustrante de pérdida de tiempo en cualquier empresa. Los elementos más necesarios se almacenan en el lugar más accesible y, una vez utilizados, se devuelven a la ubicación correcta.
La implementación de cada una de las 5S se lleva a cabo siguiendo cuatro pasos:
Preparación: formación respecto a la metodología y planificación de actividades.
Acción: búsqueda e identificación, según la etapa, de elementos innecesarios, desordenados, suciedad, etc.
Análisis de la mejora realizada.
Documentación de conclusiones en los estándares correspondientes.
El resultado se mide tanto en productividad como en satisfacción del personal respecto a los esfuerzos que han realizado para mejorar las condiciones de trabajo. La aplicación de esta técnica tiene un impacto a largo plazo.
Os dejo unos vídeos que explican estas técnicas relacionadas con la gestión de la calidad. Espero que os gusten.
Referencias:
PELLICER, E.; YEPES, V.; TEIXEIRA, J.C.; MOURA, H.P.; CATALÁ, J. (2014). Construction Management. Wiley Blackwell, 316 pp. ISBN: 978-1-118-53957-6.
YEPES, V. (2001). Garantía de calidad en la construcción. Tomo 1.Servicio de Publicaciones de la Universidad Politécnica de Valencia. SP.UPV-660. Depósito Legal: V-3150-2001.
YEPES, V. (2001). Garantía de calidad en la construcción. Tomo 2. Servicio de Publicaciones de la Universidad Politécnica de Valencia. SP.UPV-961. Depósito Legal: V-3151-2001.
El Instituto ICITECH (Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón) es un centro de investigación de la Universidad Politécnica de Valencia creado en 2005 que agrupa a profesores e investigadores cuya actividad investigadora se centra en el hormigón. Actualmente, el instituto está formado por 63 miembros, de los cuales 32 son profesores, 14 son investigadores contratados y el resto son personal técnico de apoyo a la investigación y de administración.
El Instituto se dedica a la investigación del hormigón desde las perspectivas de los materiales constituyentes y de las estructuras, abordando una amplia gama de aspectos como el proceso de fabricación, el comportamiento físico-químico, mecánico o medioambiental, la sostenibilidad y el comportamiento, el diseño, la construcción y el mantenimiento de las estructuras.
Los objetivos son fomentar y promover la investigación de calidad mediante la realización de proyectos de I+D, potenciar la investigación aplicada y la transferencia de tecnología y conocimiento a empresas afines, así como fomentar la participación de socios industriales.
Las instalaciones de ICITECH se ubican en un nuevo edificio que alberga una gran losa de carga de 500 m², junto con un muro de reacción horizontal en L de 14 x 6 m y 13 m de altura, con puntos de anclaje tanto en la losa como en el muro de 500 kN situados a un metro de distancia entre sus ejes. Además, dispone de una instalación oleohidráulica constituida por seis grupos motobomba que proporcionan 250 bares, un caudal de 1560 litros/min y dos puentes grúa de 10 t cada uno, lo que permite manejar elementos de hasta 20 t por toda la superficie de la nave. Este conjunto permite realizar ensayos a escala real de estructuras con diferentes tipologías de carga. Además de esta gran instalación, el edificio incluye laboratorios de química y materiales con un total de 175 m², tres cámaras húmedas de 117 m³, 57 m³ y 57 m³, y una central de aire comprimido, gas natural, dióxido de carbono y aire seco.
Os paso a continuación un pequeño dosier que hemos preparado para explicar lo que hace nuestro grupo de investigación sobre optimización heurística relacionado con temas de hormigón (proyecto HORSOST) y con el mantenimiento de activos e infraestructuras. Esta actividad se encuentra enmarcada dentro del ICITECH, del Máster Oficial en Ingeniería del Hormigón (acreditado con el sello EUR-ACE) y del Programa de Doctorado en Ingeniería de la Construcción de la Universidad Politécnica de Valencia (verificado por ANECA).
Estas máquinas trituran el material que se recibe de la cantera. Aparecen en los EE.UU. (1879) y se comercializan a partir de 1881 bajo el nombre de trituradores giratorios Gates y en Europa aparecen a partir de 1920. Son equipos que trituran el material por compresión, al igual que las machacadoras de mandíbulas, pero utilizando una pieza troncocónica, denominada «nuez», que se mueve excéntricamente en el interior de un espacio limitado por una pared troncocónica invertida, denominada «bastidor», «carcasa» o «cóncavo». El eje del cono móvil se suspende por su parte superior a un travesaño en arco que se apoya en el anillo cóncavo de la trituradora.
Las machacadoras giratorias primarias podrían considerarse, de hecho, como una machacadora de mandíbulas continua, pues su trabajo consiste en una sucesión ininterrumpida de acciones de presión y expansión. Por este motivo, se podría decir que las trituradoras giratorias trabajan en continuo en la mitad de su volumen, mientras que las de mandíbulas trabajan la mitad del tiempo con la totalidad del volumen. Sin embargo, el material triturado que sale de esta máquina es más cúbico que el producto de la machacadora de mandíbulas. Los rendimientos de la trituradora giratoria también suelen ser más altos respecto a la de mandíbulas, pero su coste es mayor. La razón de reducción conseguida está en torno a 6, y el tamaño de admisión suele ser inferior a 900 mm. El producto de salida, está en torno a los 150 mm de tamaño.
Las trituradoras giratorias primarias son máquinas que pueden alimentarse directamente desde un camión, prescindiendo muchas veces de los costosos sistemas de alimentación. El travesaño donde se apoya la nuez divide en dos a la boca de admisión de la trituradora, lo cual divide le flujo del material cuando se descarga desde el camión (mayor homogeneneidad). La nuez de la trituradora no gira, sino que tiene un movimiento de cabeceo similar al del badajo de una campana. Esto evita la atricción del material, por lo que en el caso de material abrasivo, se preferirá siempre la trituradora primaria giratoria frente a la de mandíbulas. Las compresiones y aperturas alternativas que provoca este movimiento permite el descenso de los fragmentos y su salida. El consumo de energía varía en función del tamaño del equipo, desde 0,3 a 1,2 CV/h/t. En el mercado se pueden encontrar trituradores giratorios primarios que pueden alcanzar los 7 m de diámetro en la boca de alimentación y tener un peso total de 800 toneladas.
Por otra parte, existen machacadoras giratorias secundarias, situadas tras la machacadora de mandíbulas o giratoria primaria. Su uso es como primarios en el caso de graveras o secundarios en canteras. Se caracterizan por tener una boca de alimentación menor, una cámara de trituración más tendida, obtiene un producto más pequeño, su tamaño de admisión está entre 400 y 700 mm, su razón de reducción entre 5 y 10 y además, presentan una mayor velocidad de giro (250 r.p.m.).
Os paso un Polimedia donde se explica el funcionamiento básico de este tipo de trituradoras:
Dejo a continuación un vídeo donde se muestra la alimentación de esta trituradora y su funcionamiento:
Referencias:
FUEYO, L. (1999). Equipos de trituración, molienda y clasificación: tecnología, diseño y aplicación. Editorial Rocas y Minerales. 1ª edición. Fueyo Editores. Madrid, 371 pp. ISBN: 84-923128-2-3.
LÓPEZ JIMENO, C. (1998). Manual de áridos. 3ª edición. Ed. Carlos López Jimeno. Madrid, 607 pp. ISBN: 84-605-1266-5.
MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ, F.; YEPES, V. (2005). Temas de procedimientos de construcción. Extracción y tratamiento de áridos.Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2005.165. Valencia.
TIKTIN, J. (1994). Procesamiento de áridos: instalaciones y puesta en obra de hormigón. Universidad Politécnica de Madrid. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Madrid, 360 pp. ISBN: 84-7493-205-X.
Seguimos en este artículo con problemas para nuestros alumnos que están de exámenes. Aprende a calcular el rendimiento de un motor térmico a partir de su velocidad de régimen y su par motor conociendo las características de su combustible. Evalúa cómo influye en el gasto que el motor sea de cuatro tiempos o de dos tiempos en idénticas condiciones de funcionamiento.
