El impacto de los mantenimientos preventivos en los sistemas fotovoltaicos interconectados a la red de distribución eléctrica

Kassandra Elizabeth López Esparza Raúl Pérez Bustamante GUILLERMO RAUL GARCIA FERRERA (2023, [Artículo])

La obligación de llevar un sistema o equipo a su máximo rendimiento y operación, así como la resolución de posibles fallas en el mismo, ha dado lugar a la necesidad de desarrollar un ámbito especializado dedicado exclusivamente a abordar estas obligaciones. De esto surge el campo del mantenimiento, cuyo propósito fundamental es asegurar el funcionamiento adecuado de los equipos o instalaciones en los cuales se lleva a cabo dicho trabajo, así como corregir y prevenir fallas o problemas en los sistemas en cuestión. El mantenimiento puede aplicarse en una amplia gama de sectores donde se necesite prevenir o corregir alguna operación, y en el caso del sector energético renovable esto no es una excepción. En particular, el mantenimiento de los sistemas fotovoltaicos interconectadas a la red (SFIR) busca llevar la instalación a su mejor zona de operación y funcionamiento para con esto asegurar la generación de energía. Es por esta razón, que el sector energético se ha unido al desarrollo de una rama que se dedique a la operación y mantenimiento (O&M) de los sistemas fotovoltaicos. En este artículo se exponen los resultados de un estudio de mantenimiento preventivo en una instalación fotovoltaica ubicada en el estado de Aguascalientes, el cual fue realizado por Sunna Power, una empresa dedicada a ofrecer servicios de mantenimiento a SFIR en México. El trabajo explorará el estado de la instalación previo al mantenimiento y su situación una vez que éste ha sido ejecutado. Aun cuando los SFIR requieren poco mantenimiento, este articulo pretende demostrar que a pesar de esto la implementación de un plan de mantenimiento en las instalaciones puede generar un impacto positivo en la producción de energía del sistema, mostrando los resultados obtenidos en el mantenimiento ejecutado en la instalación fotovoltaica.

The obligation to ensure that a system or piece of equipment achieves its maximum performance and functionality, and to correct any failures that may occur, has led to the need to develop a specialized field dedicated exclusively to meeting these obligations. This has given rise to the field of maintenance, the basic aim of which is to ensure the correct functioning of the equipment or installations on which the work is carried out, and to correct and prevent any failures or problems in the systems concerned; maintenance can be applied in a wide range of sectors where it is necessary to prevent or correct an operation, and the renewable energy sector is no exception. In particular, the maintenance of photovoltaic systems connected to the grid (SFIR) aims to bring the installation to its best operational and functional range in order to guarantee energy production; it is for this reason that the energy sector has participated in the development of a branch dedicated to the operation and maintenance (O&M) of photovoltaic systems. This article presents the results of a preventive maintenance study in a photovoltaic plant located in the state of Aguascalientes, carried out by Sunna Power, a company dedicated to providing maintenance services to SFIR in Mexico. The study examines the condition of the installation before maintenance and the situation after maintenance. Although SFIR requires little maintenance, this article aims to demonstrate that the implementation of a maintenance plan in the plants can nevertheless have a positive impact on the energy production of the system, displaying the results obtained in the maintenance carried out on the photovoltaic installation.

Mantenimiento preventivo Módulo fotovoltaico Plan de mantenimiento Sistema fotovoltaico Preventive maintenance Maintenance plan Photovoltaic system INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

Structural analysis evaluationfor rollers of chassis dynoUsing finite element software

Jesús Emmanuel López Rizo ALFREDO CHAVEZ LUNA JAIME GONZALO SANTANA ESQUIVEL (2023, [Artículo])

This paper discusses the design considerations for a chassis dynamometer, focused on the rollers system used for measuring the power and torque of a vehicle in a university-level workshop. The design must prioritize factors such as safety, ease of use, adaptability to diverse types of vehicles, and the inclusion of safety systems to protect students and the vehicle. The work suggests adaptative features for the design, such as an adjustable fastening system and a compact and portable design, to adapt the structure into a university laboratory. The study also describes common methods for measuring engine power and torque using a chassis dynamometer, and the accurate and reliable measurement systems used for this purpose. This concludes with a discussion of the manufacturing methods used for the chassis dynamometer and a static analysis of the maximum effort capacity in each roller using Von Mises and Goodman fatigue theories. Developing a chassis dynamometer, in accordance the current patents available for workshop practices in a university is essential for providing students with comprehensive training.

Chassis dynamometer Conceptual design Finite element software Power and torque measurement Structural analysis INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

Simulación y validación de la reparación de ductos en servicio por la deposición directa de soldadura

LUIS DANTE MELENDEZ MORALES (2023, [Tesis de doctorado])

El transporte de hidrocarburos por ductos enterrados es la forma más segura, confiable y económica para su suministro, estos pueden extenderse grandes longitudes territoriales e inclusive atravesar países con tal de satisfacer la demanda energética. No obstante, los ductos pueden sufrir daños provocados por el ambiente, su operación o bien provocados por terceros, siendo necesario que sean intervenidos reemplazando las secciones dañadas. Las regulaciones nacionales y tratados internacionales desalientan la liberación de grandes cantidades de gas natural a la atmósfera, por demás de que un paro de suministro conlleva a desabasto energético, multas y a costosas operaciones asociadas con la rehabilitación del ducto, forzando a soldar envolventes y accesorios sin detener la operación de los ductos, esto se conoce como “soldadura en servicio”. La soldadura en servicio es un proceso tecnológico, por el cual se puede efectuar la interconexión y la reparación de ductos mientras están en operación, previo a realizar estas actividades, se requiere que dos riesgos sean evaluados: agrietamiento por hidrógeno y quemada pasante. Las simulaciones actuales y validaciones evalúan estos riesgos de forma independiente, pero debido a su interdependencia estos riesgos deben evaluarse en conjunto. Un método de reparación que no es normalmente empleado, pero con un alto potencial debido a su simplicidad y versatilidad, es la deposición directa de soldadura. En la presente investigación, se realizó una simulación numérica fluido-termo-mecánica acoplada con validación experimental, de la reparación de un tubo con flujo presurizado conteniendo un defecto interno por la deposición directa de soldadura. Por medio de la cual, es posible predecir el comportamiento estructural del ducto mientras se realiza la reparación.

La simulación numérica se efectuó con el apoyo del software ANSYS versión académica 22R2, siendo esta una herramienta de última generación capaz de contribuir en la predicción de mecanismos complejos como lo es la soldadura en servicio, incrementando con ello la seguridad y confiabilidad de estas operaciones. Cabe hacer mención, que la regulación nacional prohíbe la reparación de defectos internos por la deposición directa de soldadura, esto se debe principalmente a la falta de investigaciones validadas que respalden su viabilidad. Los resultados demostraron la efectividad de emplear este método de reparación para restaurar la resistencia mecánica de los ductos. Las inspecciones por pruebas no destructivas superficiales, subsuperficiales y volumétricas, evidenciaron que no ocurrió agrietamiento inmediatamente al finalizar la reparación y retardada (posterior a por lo menos 12 horas después de haberse finalizada la reparación, tiempo suficiente para permitir la difusión de hidrógeno atómico a hidrógeno molecular). Las curvas de tendencia de temperatura mostraron buena aproximación teniéndose una diferencia máxima de 5.09% entre los resultados numéricos y experimental. Los resultados numéricos y experimentales de la deformación perimetral a lo largo de la longitud de la tubería mostraron un comportamiento similar con una diferencia significativa del 17.7% entre los valores numéricos atribuidos a la falta de información de entrada para las propiedades de la soldadura. El análisis estructural efectuado en este estudio emplea la estimación del riesgo de quemada pasante bajo presión interna, determinado por la ocurrencia de abultamiento radial localizado. Los resultados numéricos indican que no ocurre deformación plástica relevante. Se hace una fuerte recomendación para que las evaluaciones de análisis térmico empleen la morfología actual del defecto y no solo consideren el espesor remanente del tubo. De acuerdo con la revisión bibliográfica realizada y recientemente publicada, este tipo de simulación numérica acoplada con validación experimental de la reparación de ductos en servicio por deposición directa de soldadura para la reparación de defectos internos contemplando la prevención de quemada pasante y agrietamiento por hidrógeno no ha sido realizada con anterioridad.

Hydrocarbon transportation by buried pipelines is the safest, most reliable, and economical way for its supply; these can extend long territorial distances and even cross countries with the purpose of satisfying the energy demand. However, the pipelines can suffer damages caused by their environment, their operation, or provoked by third parties, making necessary interventions to replace the damaged sections. National regulations and international agreements discourage the release of large quantities of natural gas into the atmosphere; moreover, a stop in its supply entails an energetic shortage, fines, and expensive operations associated with the pipeline rehabilitation, forcing to weld sleeves and fittings without stop the pipeline operation, this is known as “In-Service Welding”. In-Service welding is a technological process for which interconnection and repair of pipelines can be made while they are in operation; before making it, two main risks need to be assessed: hydrogen cracking and burn-through. Current simulations and validations assess these risks independently, but due to their interdependence, these risks need to be assessed in conjunction. A repair method not normally used but with high potential due to its simplicity and versatility is the direct deposition of the weld. In the present research, a fluid-thermo-mechanical coupled numerical simulation with experimental validation was done of a repair on a pipe with pressurized flow having an internal defect by direct deposition of the weld. It is possible predict the structural behavior of a pipeline while the reparation is performed.

The numerical simulation was done with the support of ANSYS software academic version 22R2, the latest generation tool able to contribute to the prediction of complex mechanisms, as is in-service welding, increasing the security and confidence of these operations. It is worth mentioning that national regulation forbids the reparation of internal defects for direct deposition of the weld; the main reason is the lack of validated investigations supporting its viability. The results demonstrated the effectiveness of using this repair method to restore the mechanical strength of pipelines. Surface, sub-surface, and volumetric non-destructive inspections evidenced no cracking immediately to finish the repair and delayed (after at least 12 hours of having finished the repair, time enough to allow the hydrogen diffusion from atomic hydrogen to molecular hydrogen). Temperature tendency curves showed good approximations, having a maximum difference of 5.09 % between numerical and experimental. Perimeter deformation along the pipe length between numerical and experimental results displayed a similar behavior with a significant difference of 17.7% against numerical values attributed to the lack of input data for weld properties. The structural analysis performed in this study used the approach of the risk of burn-through under internal pressure determined by the occurrence of localized radial bulging. Numerical results indicated no relevant plastic strain occurs. It is strongly recommended that thermal analysis assessments using the actual defect morphology be performed, not only considering the remaining thickness of the pipe. According to the bibliographic revision performed and recently published, this kind of coupled numerical simulation of in-service repair or pipelines by direct deposition for repairing internal defects considering the prevention of burn-through and hydrogen cracking has not been done.

Ducto Soldadura en servicio Quemada pasante Agrietamiento por hidrógeno Reparación de soldadura Simulación numérica Pipeline In-service welding Burn-through Hydrogen cracking Weld repair Numerical simulation INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS

Metodología Value Stream Mapping (VSM) aplicada a procesos de perforación de pozos petroleros en México

Value Stream Mapping (VSM) methodology applied to oil well drilling processes in Mexico

NEMIAS VASQUES MORALES CARLOS BELISARIO CASTAÑEDA CASTAÑEDA (2023, [Artículo])

Con los cambios recientes en el sector energético a nivel mundial, la industria petrolera enfrenta retos importantes en la extracción de hidrocarburos, por lo que se ha priorizado la implementación de operaciones que permitan esta actividad de forma eficiente y optimizada. En este trabajo se analizará la aplicación de una de las herramientas del Lean Manufacturing, el VSM (Value Stream Mapping) con la finalidad de identificar posibles mejoras y disminución de tiempos no productivos en los procesos de perforación de pozos petroleros, de acuerdo a las experiencias previas en campos desarrollados en México. Se pretende demostrar que herramientas de análisis de eficiencia para la manufactura pueden adaptarse a industrias pesadas como la petrolera y en particular del área de perforación.

With recent changes in the energy sector worldwide, the oil industry faces significant challenges in the extraction of hydrocarbons, which is why the implementation of operations that allow this activity in an efficient and optimized manner has been prioritized. In this work, the application of one of the Lean Manufacturing tools, VSM (Value Stream Mapping) will be analyzed with the purpose of identifying possible improvements and reduction of non-productive times in the oil well drilling processes, according to experiences. previous ones in developed fields in Mexico. The aim is to demonstrate that efficiency analysis tools for manufacturing can be adapted to heavy industries such as the oil industry and in particular the drilling area.

Lean Operaciones Tiempos no productivos Operations Non-productive times INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

Tensiones entre modelos de decisión tecnocráticos y democráticos frente a riesgos colectivos : estudio sobre la confrontación política en México durante la pandemia de COVID-19

Cuauhtémoc Mondragón López (2022, [Tesis de maestría])

COVID-19 (enfermedad); México; Aspectos políticos; COVID-19 (enfermedad); Aspectos sociales; Administración de las crisis; Aspectos sanitarios; Políticas públicas; Riesgo CIENCIAS SOCIALES CIENCIA POLÍTICA OTRAS ESPECIALIDADES POLÍTICAS OTRAS ESPECIALIDADES POLÍTICAS

EECTO DE NANOESTRUCTURAS ORO-SÍLICE EN ARTRITIS REUMATOIDE INDUCIDA POR COLÁGENA

ROSA ISELA RUVALCABA ONTIVEROS (2023, [Tesis de doctorado])

La artritis reumatoide (AR) es una enfermedad inflamatoria autoinmune crónica que

afecta a las articulaciones y causa un daño progresivo que, en la ausencia de un

tratamiento adecuado, puede terminar en discapacidad. Se caracteriza por un

reclutamiento excesivo de células inflamatorias dentro de la membrana sinovial que

conlleva a hiperplasia sinovial, neovascularización, erosión secundaria de cartílago y

hueso y posteriormente la destrucción de la articulación y su deformación. Además de

las características articulares, la inflamación sistemática que presenta la AR repercute

negativamente a nivel sistémico afectando varios órganos, incluyendo las estructuras

cardiovasculares (McInnes & Schett, 2011).

Las sales de oro han demostrado ser eficaces en el control de algunos pacientes con AR

(Massai et al., 2021) y otros padecimientos relacionados como el lupus eritematoso

sistémico (Wallace, 2013) y la artritis psoriásica (Salvarani et al., 1989). Sin embargo, su

uso ha sido limitado en las últimas décadas por la llegada de terapias presumiblemente

más seguras y efectivas. Al aplicar estos tratamientos, los iones de oro se unen a la

albúmina y su vida promedio esta entre los 5 y 7 días (Balfourier et al., 2020). Sin

embargo, después de varios tratamientos, su vida media se eleva y sus trazas son

detectables en varios tejidos incluyendo el hígado, riñones y membrana sinovial. Estas

trazas pueden permanecer en el tejido por décadas (James et al., 2015) y probablemente

de manera indefinida debido a que los iones de oro provenientes de las sales se

combinan con el azufre formando aurosomas que aparecen como vesículas densas

intracelulares (Yamashita, 2021).

Aun así, los efectos benéficos de las sales de oro en el control del proceso inflamatorio

y la remisión sostenida por una porción de los pacientes siguen siendo de interés en la

búsqueda de tratamientos efectivos para AR y condiciones relacionadas. Por esta razón

y gracias a los avances en nanotecnología, se han desarrollado métodos alternativos

para el tratamiento de la AR con oro, ya sea en forma de nanopartículas (Jhun et al.,

2020; Kirdaite et al., 2019; Leonavičienė et al., 2012; Sumbayev et al., 2013) o

nanoestructuras de oro combinadas con polímeros (Yaqoob et al., 2020) que podrían ser

una estrategia más segura de acarrear compuestos de oro dentro de la membrana

sinovial inflamada.

Los modelos animales son un paso crucial para evaluar nuevas terapias en AR (Hong et

al., 2020). Particularmente, la AIC en

Nanoestructuras Oro-sílice Artritis reumatoide BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA OTRAS ESPECIALIDADES QUÍMICAS OTRAS OTRAS

APLICACIÓN DE METAHEURÍSTICAS EN EL PROBLEMA DE ACOMODO DE PATRONES DE CORTE EN MATERIALES FINITOS

Anabel Rodríguez Rodríguez (2023, [Tesis de doctorado])

"En la presente investigación se resuelve el problema de optimización de acomodo de patrones de corte en materiales finitos mediante el uso de estrategias metaheurísticas con la finalidad de aprovechar el material de acomodo y minimizar el desperdicio. Específicamente se implementó un algoritmo genético que al inicio genera soluciones aleatorias que forman la población inicial. La misma está compuesta por individuos o soluciones que son una combinación de patrones que se acomodan dentro del material de manera que se obtenga el menor desperdicio. Durante el proceso evolutivo estas soluciones aleatorias se someten a los operadores genéticos: selección, cruce y mutación, para encontrar nuevas soluciones que hereden la información genética de sus antecesores y evolucionen o mejoren en cada generación para obtener el menor desperdicio posible."

Acomodo de patrones Algoritmos genéticos Algoritmos golosos Muéganos Metaheurísticas Procesamiento digital de imágenes INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

Análisis cuantitativo con diagrama de precedencias de condiciones productivas actuales de 5 líneas de ensamble de amortiguadores mediante el método de balanceo peso posicional

José Humberto Vergara García (2023, [Tesis de maestría])

En este trabajo de investigación se empleó el método de Helgeson & Birnie para realizar el balanceo por peso posicional de cinco líneas de ensamble modular de amortiguadores de la empresa ZF Suspension Technology Guadalajara S.A. de C.V. La metodología empleada permitió establecer las condiciones actuales de operación de las cinco líneas. Mediante el uso del método mencionado se encontró que en la mayoría de las líneas de ensamble analizadas sus tareas se encuentran correctamente balanceadas y ordenadas, corroborando así el buen trabajo realizado al momento de su instalación y puesta en marcha. Si bien en cualquier proceso de ensamble siempre hay oportunidades de mejora, contar con líneas de ensamble bien balanceadas permite a la empresa tener una base sólida para la producción de este tipo de componentes automotrices.

The Helgeson & Birnie method was employed in this research for balancing, by positional weight, five modular strut assembly production lines at ZF Suspension Technology Guadalajara S.A. De C.V. The proposed methodology allowed to know the current operating conditions of the production lines. It was found that most of the analyzed production lines are correctly balanced suggesting a correct commissioning and start up procedure performed when the lines were initially installed. Although every assembling line always can be improved, having well-balanced assembly lines provides a solid base line for any automotive manufacturing company.

Líneas de ensamble modular Método de Helgeson & Birnie Peso posicional Final assembly lines Helgeson & Birnie method Positional weight INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

Validación del potencial antioxidante de citrus aurantium en Tabasco, México

Validation of the antioxidant potential of citrus aurantium in Tabasco, Mexico

CLAUDINA VILLARREAL MARIA TERESA CADENAS GONZALEZ Francisca Méndez Morales GLORIA IVETTE BOLIO LÓPEZ Manuel Mateo Hernández Villegas Nidia Elena Rivera DAMIANYS ALMENARES LOPEZ Catalina Rivas Morales (2023, [Artículo])

Citrus aurantium L. (Rutaceae), comúnmente conocida como naranja amarga, posee múltiples potenciales terapéuticos. Se realizó un estudio cualitativo experimental con el objetivo de conocer las características del consumo de C. aurantium (CA) en población tabasqueña. Para validar su uso, se preparó un extracto etanólico (85 %) de las hojas secas de CA y se realizó el tamizaje fitoquímico, con posterior cuantificación del contenido de fenoles y flavonoides totales. Posteriormente se determinó actividad antioxidante por el ensayo DPPH y toxicidad aguda con Artemia Salina. Las partes más empleadas de la planta son las hojas para aliviar dolores musculares, síntomas de resfriados. En el estudio fitoquímico se encontraron que el extracto contiene alcaloides, flavonoides, cumarinas, quinonas y taninos. En la cromatografía de capa fina del extracto hidroalcohólico se demostró la presencia de la naringina. Se obtuvo un contenido de fenoles totales de 69.42 ± 3.47 EAG/g MS y de flavonoides totales de 14.78 ± 0.28 EQ/g MS. Contiene actividad antioxidante de 9240 ± nmol TEAC/gMS y el ensayo de toxicidad aguda demostró una toxicidad moderada. Los resultados evidencian que el extracto etanólico al 85 % contiene compuestos fenólicos y flavonoides, permitiendo sostener las propiedades medicinales y farmacológicas conferidas a la planta en el estado de Tabasco.

Citrus aurantium L. (Rutaceae), commonly known as bitter orange, has multiple therapeutic potentials. An experimental qualitative study was carried out with the objective of knowing the characteristics of the consumption of C. aurantium (CA) in the Tabasco population. To validate its use, an ethanolic extract (85 %) was prepared from the dry CA leaves and phytochemical screening was performed, with subsequent quantification of the content of total phenols and flavonoids. Subsequently, antioxidant activity was determined by the DPPH assay and acute toxicity with Artemia salina. The most used parts of the plant are the leaves to relieve muscle pain, cold symptoms. In the phytochemical study it was found that the extract contains alkaloids, flavonoids, coumarins, quinones and tannins. In the thin layer chromatography of the hydroalcoholic extract, the presence of naringin was demonstrated. A total phenol content of 69.42 ± 3.47 EAG/g DM and total flavonoids of 14.78 ± 0.28 EQ/g DM were obtained. It contains antioxidant activity of 9240 ± nmol TEAC/gMS and the acute toxicity test showed moderate toxicity. The results show that the 85% ethanolic extract contains phenolic compounds and flavonoids, allowing to sustain the medicinal and pharmacological properties conferred to the plant in the state of Tabasco.Conclusions: this study showed the existence of phenols and flavonoids, the antioxidant activity of hydroalcoholic extracts from C. aurantium leaves and their moderate toxicity against Artemia salina.

Conflicto de interés: Los autores declaran que no existe ningún conflicto de intereses.

Contribución por autor: DAL: diseño, escritura y revisión del documento, MTCG, MMHV, GIBL, NERL, FMM, ECVI, CRM: asesoría, escritura y revisión del documento.

Financiación o fondos: El presente estudio no conto con ningún apoyo financiero, todo fue con recurso propio de los investigadores.

Conflicto de interés: Los autores declaran que no existe ningún conflicto de intereses.

Contribución por autor: DAL: diseño, escritura y revisión del documento, MTCG, MMHV, GIBL, NERL, FMM, ECVI, CRM: asesoría, escritura y revisión del documento.

Financiación o fondos: El presente estudio no conto con ningún apoyo financiero, todo fue con recurso propio de los investigadores.

Citrus aurantium Antioxidante Fenoles Flavonoides Toxicidad aguda Citrus aurantium Antioxidant Phenol Flavonoids Acute toxicity INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

Design and finite element analysis of a 3D-printed packaging insert

Diseño y análisis de elemento finito de un inserto paraempaque manufacturado por impresión 3D

Ismael Alejandro Muñoz Salazar ISAIAS EMMANUEL GARDUÑO OLVERA MAYRA DEL ANGEL MONROY (2023, [Artículo])

Packaging inserts play a crucial role in protecting products during transportation. However, their design and production processes often rely on conventional methods limiting equipment capabilities. Moreover, the empirical nature of their design can result in a lack of reliability in the final product. To address these challenges, this study aimed to validate the design of a packaging insert using the finite element method and subsequently create it using 3D printing. The chosen material is a thermoplastic polyurethane (TPU) filament commonly used in fused deposition filament printers for 3D printing. This process demonstrates the feasibility of using 3D printing to create cushioning inserts for packaging and employing finite element analysis to simulate the insert behavior. The main findings of this research highlight the potential benefits of numerical simulation, revealing the areas where the insert is primarily impacted by weight. Furthermore, the forces load and displacement simulation results confirm that the TPU elastic limit (3.9x106 MPa) is sufficient to handle the weight this insert intends to hold. These tools determine the viability of the proposed design for its intended application. Therefore, this study verifies that 3D printing is a reliable option for producing packaging inserts, offering significant advantages over traditional methods. These advantages include increased design flexibility and the ability to create custom inserts on demand.

Los insertos de empaque juegan un papel crucial en la protección de los productos durante el transporte. Sin embargo, sus procesos de diseño y producción a menudo se basan en métodos convencionales que limitan las capacidades del equipo. Además, la naturaleza empírica de su diseño puede resultar en una falta de confiabilidad en el producto final. Para abordar estos desafíos, este estudio tuvo como objetivo validar el diseño de un inserto de empaque utilizando el método de elementos finitos y posteriormente crearlo mediante impresión 3D. El material elegido es un filamento de poliuretano termoplástico (TPU) comúnmente utilizado en impresoras de filamento de deposición fundida para impresión 3D. Este proceso demuestra la viabilidad de utilizar la impresión 3D para crear insertos acolchados para empaques y emplear el análisis de elementos finitos para simular el comportamiento del inserto. Los principales hallazgos de esta investigación destacan los beneficios potenciales de la simulación numérica, revelando las áreas donde el inserto se ve afectado principalmente por el peso. Además, los resultados de la simulación de carga y desplazamiento de fuerzas confirman que el límite elástico de TPU (3.9x106 MPa) es suficiente para manejar el peso que este inserto pretende soportar. Estas herramientas determinan la viabilidad del diseño propuesto para su aplicación prevista. Por lo tanto, este estudio verifica que la impresión 3D es una opción confiable para producir insertos de empaque, que ofrece ventajas significativas sobre los métodos tradicionales. Estas ventajas incluyen una mayor flexibilidad de diseño y la capacidad de crear insertos personalizados bajo demanda.

Tipo de documento: cases studies.

I. Muñoz gratefully acknowledges support from Posgrado de CIATEQ. I. E. Garduño acknowledges support from the Investigadores por México - CONAHCYT program through project No. 674.

Ismael Muñoz: Conceptualization; methodology; validation; writing; revision; project administration; software; investigation; display; draft writing; reviewing and editing. Isaías E. Garduño: Conceptualization; methodology; validation; writing; revision; software; reviewing and editing. Mayra del Ángel Monroy: Conceptualization; supervision; methodology; validation; writing; revision; project management; formal analysis, draft writing: writing reviewing and editing.

Packaging insert Finite element analysis 3D printing Inserto para empaque Análisis por elemento finito Impresión 3D INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS