Tarea 1 IACC 2021 Física en Procesos industriales

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INTRODUCCIÓN

Las fuerzas y las ondas son fenómenos físicos presentes en todo lo que nos rodea. La gravedad, la presión del aire, el movimiento de un vehículo, o incluso el dar la mano a alguien se puede catalogar e identificar como fuerzas, las cuales tienen factores vectoriales, los cuales podemos analizar. En el caso de las ondas, interactuamos a diario con ellas, como son el sonido, la luz, la energía eléctrica, televisores, radios, etc. Las cuales son por medio de transmisión en generación de estas.

En esta tarea, analizaremos 2 casos, tratando de identificar los componentes en fuerzas y ondas presentes en las situaciones a analizar.

DESARROLLO

1. Motores OT es una empresa consolidada en el mercado de la mecánica. Entre sus procesos se destacan el limpiado de turbos mediante láser, el rectificado de culatas y la limpieza electrónica de inyectores y pistones. Con respecto a los procesos mencionados, entregue 2 ejemplos de ondas mecánicas y 2 ejemplos de ondas electromagnéticas. Además, entregue 2 ejemplos de tipos de fuerzas presentes en los procesos mencionados. (0,5 puntos por cada ejemplo entregado y su respectiva argumentación).

R: En este caso, para el proceso de limpieza mecánica y electrónica de sistemas de motores, se utilizan diversas técnicas, de las cuales nombraremos sólo algunas:

Ondas Mecánicas

Cavitación: Proceso en donde se ocupa ultrasonido para generar burbujas de vapor por variación de presión en un medio líquido, las cuales viajan y se introducen en lugares de difícil acceso por medios mecánicos, y al implosionar, generan presiones localizadas muy altas ocasionando erosión en las superficies sólidas.  

Electro Obtención: Por medio de la utilización de energía eléctrica, que pasan de ánodo a cátodo, se pueden limpiar impurezas dentro de los inyectores, genera un par galvánico que atrapa el oxido por medio del cátodo, anodizando la superficie a limpiar.

Ondas Electromagnéticas:

Laser: Al ser fotones vibrando a una frecuencia muy alta, genera que la superficie se caliente, generando abrasión. Cuando el flujo de radiación es muy intenso, usualmente, el material se transforma en un plasma. Normalmente, la ablación láser hace referencia a quitar material superficial mediante un pulso de radiación láser, pero también es posible conseguir la ablación del material con un flujo continuo de radiación láser, si la intensidad de esta es lo suficientemente alta.

Rayos X: En procesos industriales, los sistemas de rayos X son muy utilizados. En el caso del rectificado de culatas, se utilizan los Rayos X para visualizar posibles fracturas o daños en las partes y piezas que componen el motor, las cuales no pueden ser visualizadas por el ojo humano.

Fuerzas:

Fricción:  Para generar el rectificado de la culata, se necesita una rectificadora, la cual ocupa alto coeficiente de fricción, para generar el desgaste preciso del metal para que encaje con su parte homologa y no generar fugas de aceite en el motor.

Tensión: Para el desarme de motores se requieren de sistemas de levante, en donde encontramos cadenas o cables de acero, por medio de poleas y huinches de levante.

1. Las grúas son una maquinaria muy importante en los procesos de mecanizado. Las grúas, por medio de sus distintas variedades, entregan una variedad de servicios, entre los que se encuentran los servicios de rescate, apoyo de movimientos de objetos pesados y remolque. En la figura 1 se puede apreciar el trabajo que está realizando una grúa del tipo “pluma”, utilizada en el levantamiento de carga pesada. Las fuerzas son las siguientes:

F1 = (3N , 0) donde F1 es la fuerza que ejerce el viento.

F2 = (0 , -4N) donde F2 es la fuerza que ejerce el peso de la carga.

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1. Analice, desde el punto de vista vectorial, las fuerzas presentes en figura 1. (3 puntos)
2. Determine la fuerza equivalente del diagrama. (3 puntos)

R:  a) El análisis vectorial que se podría realizar a la figura 1, es que, en el punto de enganche de la carga, se encuentran ejerciendo presión 2 fuerzas. El peso de la carga (F2), que es perpendicular al piso, con -4N de peso. Y la fuerza del viento con 3N de peso o empuje horizontal, perpendicular a F2. Se puede observa que se podrían adicionar mas fuerzas que se encuentran presentes, como la tensión en los cables, el brazo de la grúa y el contrapeso que genera la grúa como maquinaria. En este caso, solo nos enfocaremos en estas 2 fuerzas.

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