Tesis y Trabajos de Investigación PUCP
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Ítem Texto completo enlazado Turbina de corriente libre para bombeo de agua(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-02-28) Serván López, Raúl FernandoEl abastecimiento de agua para usos productivos y domésticos es uno de los problemas más graves en las zonas rurales de nuestro país. Estas necesidades energéticas pueden ser satisfechas gracias al empleo de energía renovable. El tema analizado en la presente tesis es la descripción y análisis de una turbina que aprovecha la energía cinética de un río. Este dispositivo se denomina turbina de corriente libre, y se presenta como una alternativa para la provisión de agua en zonas en los que no existe un salto disponible. Como se sabe, la energía cinética de un río es más "densa" (más energía por unidad de área) que la energía eólica pero no puede competir con la energía disponible en un pequeño salto. En este trabajo se describen los diferentes tipos de turbinas de corriente libre que han sido experimentados en varios lugares del mundo, y se selecciona un tipo que luego viene presentado en detalle. Para el análisis del comportamiento de la turbina en el agua se han utilizado las relaciones que gobiernan el comportamiento de los álabes en un medio fluido, haciendo uso extensivo de las relaciones que se emplean para el dimensionamiento de aerobombas, puesto que este tipo de dispositivos son conceptualmente similares a las turbinas de corriente libre. Entre las más importantes conclusiones a las que llega este estudio, es que una de las características geómetricas indispensables e importantes en el dimensionamiento del rotor es el ángulo de setting, el cual determina el modo en que cada parte del rotor contribuye a la generación de potencia. Se ha encontrado además que para tener la facilidad de manufacturar el álabe con cuerda constante, es necesario mantener un ángulo de curvatura a lo largo del mismo, lo que permite aprovechar al máximo la energía de la corriente. Para lograr la máxima potencia de un sistema como el propuesto se debe tratar que el proceso de fabricación del sistema dé dimensiones lo más cercanas posibles a las dimensiones determinadas teóricamente, y que esto sea posible de obtener a un costo razonable.Ítem Texto completo enlazado Análisis modal de una bomba turbina vertical(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-12-04) Huamantalla Orosco, Julio Augusto; Alencastre Miranda, Jorge HernánLa bomba turbina vertical es un modelo de bomba centrífuga muy usado en la minería y en la agroindustrial nacional. En el presente trabajo de tesis se realizó un análisis modal de una bomba turbina vertical modelo B12H-H-3 de la firma Hidrostal. El objetivo principal es conocer las frecuencias naturales de este modelo de bomba con el fin de que esto ayude en el proceso de diseño de nuevos modelos de bombas turbina vertical y prevenir así posibles problemas de resonancia. Primero, se realizó una introducción sobre las bombas centrífugas haciendo énfasis en la bomba turbina vertical. Es importante conocer lo especial de este modelo de bomba ya que parte de este equipo se instala sumergido dentro del fluido a bombear; además, su particular diseño permite instalarlo no solo a diferentes profundidades, sino también, se puede armar con diferentes etapas, esto quiere decir, que se pueden emplear varios impulsores en su configuración, según la aplicación lo requiera. Luego, se obtuvieron las frecuencias naturales mediante cálculos analíticos, simulación computacional y ensayos experimentales. Los cálculos analíticos aportaron el conocimiento teórico que existe detrás de la vibración de sistemas continuos, el cual ayuda a predecir la forma de los modos de vibración de la bomba en estudio, que fue validado con la simulación computacional y los ensayos experimentales. La simulación computacional se realizó empleando el software ANSYS, el cual es muy usado en la ingeniería moderna. Para la prueba experimental, se realizaron tres métodos que son: Bump test, Run up – Coast down y el análisis modal operacional (OMA), los cuales fueron realizados en el laboratorio de hidráulica de la empresa Hidrostal S.A. Los resultados mostraron que la cantidad de agua que se encuentra alrededor de la bomba sumergida influye significativamente en la variación de las frecuencias naturales de la bomba turbina vertical, para las condiciones de ensayo establecidas en el presente trabajo de tesis. Las frecuencias naturales de la simulación computacional en vacío (sin agua) difieren en gran medida sobre los resultados obtenidos en los ensayos experimentales, los cuales se realizaron con la bomba sumergida en agua.Ítem Texto completo enlazado Diseño de un banco de pruebas para bombas de pistones axiales con sensor de carga de hasta 140 CC/REV(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-07-07) Jara Segura, Eric Marlon; Barriga Gamarra, Eliseo BenjamínActualmente la minería es una de las actividades productivas que genera mayor movimiento económico en el país, de tal forma que la maquinaria inmersa en este rubro es fundamental. El sistema hidráulico dentro de los diferentes tipos de maquinaria pesada, es el principal encargado del movimiento de grandes cargas, siendo la bomba una de las partes más importantes y de la cual depende el desempeño general de la máquina. Las bombas de pistones axiales son comúnmente utilizadas en los sistemas hidráulicos de dirección y de movimiento de implementos (cilindros hidráulicos), además suelen tener integrado un sistema de control de sensado de carga. Después de todo servicio de mantenimiento a estas bombas, se requiere una prueba de verificación para garantizar su correcto funcionamiento y no exista ningún problema cuando se encuentre trabajando en campo, ya que podría afectar económicamente a la entidad a cargo de la máquina y/o físicamente al personal. El objetivo principal de esta tesis es realizar el diseño de un banco de pruebas para bombas de pistones axiales con sensor de carga de hasta 140 cc/rev, de tal forma que sea factible económicamente para el medio local. En primer lugar, se procedió a investigar el estado del arte del banco, el principio de funcionamiento básico de este tipo de bombas y los parámetros fundamentales de medición. Luego, se aplica la metodología del diseño, para poder obtener un proyecto definitivo. En base a este proyecto, se procede a realizar la selección de componentes hidráulicos y de potencia, para luego proceder con el diseño estructural y finalmente, un estimado de costos. El banco de pruebas diseñado requiere 252 kW de potencia en su pico de presión, esta será suministrada por un motor de combustión interna, el cual acciona un sistema de transmisión hidrostática encargado de manejar el sentido del torque y transmitir potencia a la bomba de prueba. Además, se tiene un bloque de válvulas que tiene comunicación con todos los equipos hidráulicos, incluyendo un panel de instrumentación por el lado lateral del banco, el cual posee los equipos necesarios para poder obtener todos los parámetros de prueba.Ítem Texto completo enlazado Análisis técnico y económico para la selección del equipo óptimo de bombeo en Muskarumi - Pucyura - Cusco usando fuentes renovables de energía(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-08-18) Auccacusi Montejo, Dany Franco; Hadzich Marín, Miguel ÁngelLa presente tesis es una iniciativa individual que está empeñada en mejorar la calidad de vida de la población rural presentando una solución a la problemática de falta de agua para riego en una zona específica del Perú, analizando su geografía, clima, fuentes hídricas y racionalidad de la población. Por lo tanto se realizó el análisis técnico y económico para la selección del equipo óptimo de bombeo en Muskarumi - Pucyura – Cusco usando fuentes renovables de energía, para lo cual se determinó que el caudal de agua necesario para 3 hectáreas de cultivo, durante el día más seco del año, es de aproximadamente 3 l/s por lo que se necesitaría bombear un volumen de 282 m3 al día; por otro lado se definió que el tipo de riego más adecuado para la zona es el de aspersión. Entonces eligiendo los aspersores a utilizar se determinó que se necesita en promedio de 3.5 bar de presión, lo cual nos da la referencia de la altura en la cual se debe ubicar el tanque de agua. Se realizó el análisis económico con el fin de hallar la rentabilidad del proyecto tomando como tasa de interés mínima 11% anual según Agrobanco, por lo que se hallaron los costos fijos y variables de todas las bombas analizadas, así como el costo de producir vegetales en la zona, para luego realizar un análisis financiero mediante las técnicas de evaluación del valor actual neto y tasa interna de retorno determinando qué productos agrícolas harán factible el proyecto. Por lo expuesto antes, según el análisis económico, los requerimientos de caudal y presión para el sistema de riego se seleccionó la bomba solar como el equipo óptimo de bombeo para la zona de estudio, además se determinó que el producto en generar mayor utilidad es la cebolla. Aplicando el uso de la bomba solar, el costo aproximado del proyecto de bombeo y riego es de aproximadamente $39 000 cuyo valor actual neto es de $54 000 y tasa interna de retorno es de 58%, lo cual nos indica la rentabilidad y factibilidad del mismo.Ítem Texto completo enlazado Análisis de la falla en pernos de bombas KSB de 800 HP(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-05-22) Vega Guerovich, Rafael Rolando; Lazarte Gamero, RobertoMinera Administradora Cerro SAC cuenta en su unidad con un sistema de bombeo de aguas de interior de mina el cual es indispensable para extraer el agua drenada en sus labores. La naturaleza del sistema hace que se sobre exijan los equipos ocasionando paradas de operación reiteradas que conllevan al riesgo de inundación de la mina, pudiendo esta terminar en cuantiosas pérdidas materiales, pérdidas humanas, y la paralización de operaciones en la mina, además de significar cuantiosos gastos en mantenimiento correctivo. El presente trabajo tiene como objetivo detectar la causa raiz en uno de los componentes que ocacionan las paradas de las bombas que operan, con el fin de reducir el riesgo que esto implica. El componente se elige entre todos por su mayor inferencia en la repetición de las paradas del equipo, siendo seleccionado el perno que va roscado en el extremo del eje de la bomba y que sujeta al impulsor de la misma. La metodología que se aplica consiste en la recolección de data histórica acerca de las ocurrencias de mantenimiento correctivo, a partir de lo cual se selecciona el componente y se recuperan 2 muestras falladas (nombradas como perno 2 y perno 3) a las cuales se les practica inspección visual, ensayos de dureza, metalografía y análisis químico, ademas del levantamiento de la historia previa a la falla de cada elemento. El resultado se compara con las características del perno descrito por fábrica, hallándose que el material no corresponde al descrito por fábrica. Finalmente se realiza la evaluación de resultados, con lo cual se concluye que ambos pernos fallan por fatiga y que la causa raiz es el material empleado en los pernos que difiere del especificado por fábrica.Ítem Texto completo enlazado Diseño de un sistema de automatización industrial para el sistema de bombeo de aguas ácidas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2013-10-02) Ojeda Chinchayán, Carlos Miguel; Sobrado Malpartida, Eddie ÁngelLa mina Yanacocha se ubica aproximadamente a 600 km al norte de Lima y a 20 km al noroeste de la ciudad de Cajamarca, a una altitud cercana a 4100 m.s.n.m. En los procesos mineros que realiza utiliza el agua como alternativa de abastecimiento. En el desarrollo del proceso por acción de lixiviación de sulfuros se producen alteraciones en la calidad del agua (aguas ácidas) las cuales son evacuadas hacia grandes pozas. Considerando y respetando las normas medio ambientales la minera tiene que preocuparse por restablecer las propiedades naturales del agua antes de devolverlas al medio ambiente. Por tal motivo se desarrolla en Maqui Maqui – Yanacocha el proceso de bombeo de aguas acidas, evacuando el agua contaminada desde la poza de almacenamiento hasta otra poza localizada al norte de la misma en la cual se procederá a la neutralización del agua antes de devolverla al medio ambiente. El objetivo general de esta tesis es el desarrollo de la ingeniería de detalle del sistema de bombeo de aguas ácidas desde la poza de almacenamiento sur, hasta la poza de almacenamiento y control norte. En primer lugar se define el significado de automatización a nivel de industrias mineras en el mundo de hoy. Enfocando nuestro interés en el desarrollo de la automatización en la minera Yanacocha. En segundo lugar se identifico las variables del proceso, desarrollando la ingeniería básica del proyecto. En tercer lugar se desarrolla la ingeniería de detalle del sistema de bombeo. Por último, se elabora los cálculos necesarios para la selección de los instrumentos tanto de campo como de control. También se desarrolla el programa que permite controlar el proceso de bombeo, como también los resultados gráficos de la simulación del programa, además sugiero algunas recomendaciones para la prueba de instrumentos antes y después de ser instalados.Ítem Texto completo enlazado Rediseño de distribución de planta de las instalaciones de una empresa que comercializa equipos de bombeo para agua de procesos y residuales(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-11-30) Rau Álvarez, José AlanLa presente tesis se enfoca en una empresa comercializadora de bombas industriales que ha iniciado acciones para afrontar el panorama actual de nuestro país, en un crecimiento en los sectores de minería, saneamiento y en plantas de tratamiento a nivel nacional, y tener una respuesta inmediata en sus operaciones y hacer frente a los competidores nacionales y extranjeros. El objetivo general de este trabajo es obtener una mejora en la distribución racional en la planta de la empresa en estudio, que brinde un soporte efectivo para el normal flujo de las operaciones desarrolladas, minimizando costos y actividades de acarreo y/o manipulación, asimismo proponer medidas de seguridad y lograr espacios adecuados para el personal de la empresa que permita alcanzar los máximos niveles de productividad, eficacia y eficiencia acordes a los objetivos y estrategias de gestión de las operaciones vigentes. Este trabajo se desarrolla en tres partes, un análisis de las áreas administrativas y/o oficinas, dado que mayoritariamente su negocio es comercializar, un análisis de sus almacenes abiertos y cerrados y un análisis de los talleres de la compañía, donde se realizan actividades como el mantenimiento de los equipos de sus clientes, las modificaciones que se realizan en las bombas nuevas, entre otros. El marco teórico incluye las etapas y procesos que intervienen en el diseño propio de una Distribución de Planta y la formulación de la metodología para aplicarlas en las tres áreas principales de la empresa, oficinas administrativas, talleres y almacenes. Se describen los diagramas de procesos y servicios que brinda la empresa, para determinar la relación que tienen entre ellas y poder organizarlas funcionalmente, además se determinan los requerimientos de espacios en sus talleres modificando si es necesario las prácticas actuales de la empresa. Finalmente, se presenta la evaluación de resultados, utilizando los principales indicadores de gestión para éste tipo de procesos. Se procede a realizar las comparaciones de ventajas y desventajas entre las alternativas propuestas y contra el escenario inicial, de manera que quede demostrada la contribución de valor en la cadena de suministro total al adoptar la mejor propuesta.Ítem Texto completo enlazado Calidad de recepción de materia prima y aumento de eficiencia en recuperación de aceite a partir del agua de bombeo en una planta pesquera(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) Alva Rondón, José LuisEn este trabajo monográfico se quiere poder determinar mediante experiencias y el análisis de otros trabajos realizados en diferentes empresas pesqueras a nivel nacional; de los cuales se ha podido realizar una determinada recolección de datos y mejores maneras del aprovechamiento en la recuperación de las grasas de la materia prima, en esta monografía se trata de dar algunas pautas para una adecuada programación en la recuperación de sólidos grasos en el agua de bombeo, la cual pasa a ser un tema importante a tratar ya que de acuerdo a los limites permisibles contenidos de grasa en este elemento, se está tratando de controlar las evacuaciones al mar con la menor diferencia de grasa posible normándose mediante resoluciones dadas por el Ministerio de la Producción.