Implementación de la metodología Lean Sigma en un proceso de ensamble de engranes y cadenas: Caso de estudio

Omar Celis Juan Alfonso Toscano Moctezuma (2022, [Artículo, Artículo])

RESUMEN

La metodología orientada a solución de problemas propuesta en este artículo de investigación tiene como objetivo actuar a la velocidad de Lean brindando resultados en al menos cuatro semanas. Las cinco fases de esta metodología son: identificar y medir el problema; encontrar las posibles causas que están generándolo; desarrollar una solución empleando herramientas de Lean o de Seis Sigma; una vez implementada la solución, verificarla con una corrida de comprobación y, finalmente, desarrollar un plan de control para asegurar que el estado alcanzado se mantenga en el mediano y largo plazos. Para comprobar la efectividad de la metodología Lean Sigma, se presenta un caso de aplicación en un proceso que no cumple con los requerimientos de entrega a tiempo. Por medio de herramientas Lean, como rebalanceo de la línea, takt time y just in time, se logró incrementar el porcentaje de entregas a tiempo de un 66 % a un 100 % y, a su vez, la productividad aumentó de 1.8 a 2.5 piezas/min*hombre y el lead time disminuyó de 26.07 a 17 segundos, equivalente a una mejora del 35 %. El problema fue resuelto en 24 días y la capacidad del proceso fue de un 2.6 a 3.4 sigma.

Lean Sigma Takt Time Lean Seis Sigma Solución de Problemas CIENCIAS SOCIALES; INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS SOCIALES INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Evaluación de la calidad del mezclado para el escalamiento de la carbonización hidrotérmica

Maximiliano Alba Ruíz (2023, [Tesis de maestría])

La carbonización hidrotérmica es un proceso termoquímico para la producción de hidrocarbón a partir de biomasa. Se realiza en reactores bifásicos sólido-líquido, por lo que la calidad del mezclado es fundamental para su correcto funcionamiento. Por ello, este trabajo propone el uso de técnicas de CFD (Dinámica de Fluidos Computacional) para asegurar la calidad de mezclado durante el escalamiento de un reactor agitado. Para el escalamiento se empleó un factor de 1:25, tomando como referencia los resultados obtenidos en un reactor a escala laboratorio de 200 ml. Además, se empleó el criterio de similaridad dinámica, manteniendo la potencia por unidad de volumen constante. Se analizó el efecto de la velocidad de agitación (299 rpm – 474 rpm), el tamaño del agitador (dtanque/6 – dtanque/4) y la posición del agitador dentro del reactor (htanque/6 – htanque/2). Como etapa preliminar se consideró un sistema monofásico con propiedades similares a los de la suspensión y se implementó un diseño central compuesto, a fin de obtener un modelo predictivo de las variables de respuesta consideradas: tiempo de mezclado y dispersión de velocidad. Para evaluar el tiempo de mezclado, se consideró la inyección de un trazador en las simulaciones, a fin de observar su distribución en función del tiempo. Con los resultados obtenidos a partir de las simulaciones se determinó que la configuración que proporciona la mayor homogeneidad del sistema escalado corresponde a una velocidad de agitación de 386 rpm, diámetro del agitador equivalente a dtanque/2.6 y una posición del agitador de htanque/3. Con esta configuración se tuvo un tiempo de mezclado de 17.7 s y una dispersión de velocidad del 82.81 %. Esta configuración se empleó posteriormente en la simulación del sistema bifásico. Los resultados de la simulación evidencian el efecto de escalamiento, ya que se obtuvieron tiempos de mezclado a escala laboratorio de 5 s, mientras que para la escala semi-piloto (5 l) se estimó en 6 min. Estos resultados servirán de base para estudiar el efecto de la heterogeneidad del sistema sobre el desarrollo del proceso de carbonización, durante el escalamiento de este.

Hydrothermal carbonization is a thermochemical process to produce hydrochar from biomass. This process is carried out in solid-liquid biphasic reactors, so the quality of the mixing is essential for its correct operation. This work proposes the use of CFD (Computational Fluid Dynamics) techniques to ensure the quality of mixing during the scale-up of a stirred reactor. A scaling factor of 1:25 was used, taking as reference the results obtained in a 200 ml laboratory-scale reactor. The dynamic similarity criterion was used, keeping the power per unit volume constant. The effect of the stirring speed (299 rpm - 474rpm), the size of the stirrer (dtank/6 – dtank/4) and the position of the stirrer inside the reactor (htank/6 – htank/2) were analyzed. As a preliminary stage, a homogeneous system with properties like those of the suspension was considered, and a central composite design was implemented, to obtain a predictive model of the considered response variables: mixing time and velocity dispersion. To evaluate the mixing time, the injection of a tracer was considered in the simulations, to observe its distribution as a function of time. With the results obtained from the simulations, it was determined that the configuration that provides the greatest homogeneity of the scaled system corresponds to a stirring speed of 386 rpm, agitator diameter equivalent to dtank/2.6 and a stirrer position of htank/3. With this configuration, a mixing time of 17.7 s and a speed dispersion of 82.81 % were obtained. This configuration was later used in the simulation of the two-phase system. The results of the simulation of the biphasic system show the scaling effect, since mixing times of 5 s were obtained at the laboratory scale, while for the semi-pilot scale (5 l) it was estimated at 3 min. These results will serve as a basis to study the effect of the heterogeneity in the system on the development of the carbonization process, during its scaling.

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Síntesis y caracterización de fibras no tejidas de PLA/quitosano/ZnO y evaluación de propiedades

Elizabeth Meritxell Albineda Cano (2023, [Tesis de maestría])

Los graves problemas de salud causados por bacterias que han generado resistencia ante los medicamentos y la creciente preocupación por la contaminación ambiental en todo el mundo ha motivado el desarrollo de telas no tejidas biodegradables con propiedades antibacterianas. El objetivo del presente trabajo consiste en fabricar fibras no tejidas de poli (ácido láctico) (PLA) mediante electrospinning incorporando agentes antibacteriales como lo son el quitosano y las nanopartículas (NP) de ZnO. El desarrollo de estos materiales se llevó a cabo mediante el estudio de diversos parámetros de procesamiento, como voltaje, velocidad de alimentación y distancia de aguja al colector, con el objetivo de obtener fibras no tejidas con buenas propiedades mecánicas y antibacteriales. Estos estudios se condujeron a través de metodologías de diseños de experimentos (DOE) con el fin de determinar la influencia de los parámetros de procesamiento en las propiedades de las fibras. La composición de las fibras se determinó mediante FTIR, obteniendo las señales características de los componentes orgánicos presentes en las fibras. Por otro lado, se detectó la presencia del ZnO mediante espectroscopía de absorción UV-vis.

Además, las fibras no tejidas obtenidas presentaron una degradación hidrolítica notable después de 100 días a un pH=10, propiedades antibacteriales de contacto contra las bacterias E. Coli y S. Aureus, resistencia al desgarro de 0.43 N y una capacidad de biodegradación por composta después de 18 días mayor a una muestra de celulosa. Estas fibras no tejidas tienen potencial aplicación en apósitos para heridas, textiles médicos, tratamiento de agua y filtros de aire.

Serious health problems caused by bacteria such as bacterial drug resistance as well as the growing concerns relating environmental pollution around the world have prompted the development of biodegradable non-woven fabrics with antibacterial properties. The objective of this work is to manufacture polylactic acid non-woven fibers by electrospinning incorporating antibacterial agents such as chitosan and ZnO nanoparticles. The development of these materials was carried out by studying various processing parameters, such as voltage, feeding speed and distance from needle to collector, with the aim of obtaining non-woven fibers with good mechanical and antibacterial properties. These studies were conducted through Design of Experiments (DOE) methodologies in order to determine the influence of processing parameters on fiber properties. The composition of the fibers was determined by FTIR, obtaining the characteristic signals of the organic components present in the fibers. On the other hand, the presence of ZnO was detected by UV-vis absorption spectroscopy.

In addition, the obtained non-woven fibers exhibited remarkable hydrolytic degradation after 100 days at pH=10, contact antibacterial properties against E. Coli and S. Aureus bacteria, tear strength of 0.43 N, and biodegradation capacity by composting after 18 days greater than a cellulose sample. These nonwoven fibers have potential applications in wound dressings, medical textiles, water treatment, and air filters.

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Biodegradación de desechos de curtiduría y lodo residual por composteo y vermicomposteo

Lina Cardoso MERCEDES ESPERANZA RAMIREZ CAMPEROS (2006, [Artículo])

La industria de la curtiduría genera desechos con

compuestos tóxicos y materiales orgánicos de lenta

degradación. El presente trabajo tuvo como propósito

evaluar la biodegradación y reducción de contaminantes

de estos residuos mediante un proceso de composteo

aerobio termofílico, seguido de una etapa de

vermicomposteo con Eisenia foetida.

Biodegradación Composteo Vermicomposteo Industria del cuero Lodo residual INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Desarrollo de metodologías por cromatografía de gases para la identificación y cuantificación de compuestos orgánicos clorados en aguas residuales y municipales

MARTHA AVILÉS FLORES NORMA RAMIREZ SALINAS (2011, [Documento de trabajo])

Introducción – Fuentes de contaminantes emergentes – Fuentes puntuales – Fuentes no puntuales – Problemática de los fármacos en aguas residuales – Compuestos farmacéuticos reguladores de lípidos – Fármacos veterinarios – Objetivo – Metodología – Implementación de las metodologías – Resultados – Discusión – Conclusiones – Anexos – Bibliografía.

Industria farmacéutica Cromatografía de gases Compuestos orgánicos clorados Contaminantes emergentes Fuentes puntuales de contaminación Fuentes no puntuales de contaminación Informes de proyectos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Métodos de riego y prácticas de manejo del cultivo para el uso de las aguas residuales tratadas en la agricultura en México

JUAN MANUEL ANGELES HERNANDEZ WALDO OJEDA BUSTAMANTE Olga Xochitl Cisneros Estrada (2018, [Ítem publicado en memoria de congreso])

El crecimiento demográfico y la urbanización han generado un volumen mayor de aguas residuales, que se podría considerar como una nueva fuente de agua. Desde la antigüedad, esta fuente de agua, siempre ha sido importante para la producción agrícola, se utilizaba sobre todo para incrementar la fertilidad de la tierra; hoy en día, la principal motivación es la escasez de agua. Se realiza una revisión de la calidad del agua residual para uso agrícola, de sus riesgos y beneficios, así como los métodos de riego y prácticas de cultivos recomendados para minimizar los problemas de contaminación a trabajadores y al producto de la cosecha para reducir problemas de infección al consumidor final.

Riego Uso de aguas residuales Cultivos alimenticios INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Obras de excedencia

FELIPE IGNACIO ARREGUIN CORTES (2000, [Libro])

Tabla de contenido: 1. Introducción -- 2. Avenida de diseño y capacidad del vertedor -- 3. Vertedores de servicio y vertedores auxiliares -- 4. Elementos de los vertedores de demasías -- 5. Tipos de vertedores -- 6. Diseño hidráulico de cimacios -- 7. Descarga sobre la creta de un cimacio sin control -- 8. Longitud efectiva o ancho efectivo de la cresta -- 9. Perfil del agua sobre el cimacio -- 10. Presiones sobre el cimacio del vertedor -- 11. Cimacio controlado por compuertas -- 12. Diseño hidráulico del conducto de descarga -- 13. Estructuras terminales -- 14. Vertedores de caída libre -- 15. Vertedores de abanico -- 16. Vertedores de canal lateral -- 17. Vertedores de embudo -- 18. Proyecto estructural -- 19. Solución a los problemas propuesto.

1. Introducción -- 2. Avenida de diseño y capacidad del vertedor -- 3. Vertedores de servicio y vertedores auxiliares -- 4. Elementos de los vertedores de demasías -- 5. Tipos de vertedores -- 6. Diseño hidráulico de cimacios -- 7. Descarga sobre la creta de un cimacio sin control -- 8. Longitud efectiva o ancho efectivo de la cresta -- 9. Perfil del agua sobre el cimacio -- 10. Presiones sobre el cimacio del vertedor -- 11. Cimacio controlado por compuertas -- 12. Diseño hidráulico del conducto de descarga -- 13. Estructuras terminales -- 14. Vertedores de caída libre -- 15. Vertedores de abanico -- 16. Vertedores de canal lateral -- 17. Vertedores de embudo -- 18. Proyecto estructural -- 19. Solución a los problemas propuesto.

Hidráulica Presas de almacenamiento Obras de excedencia INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Modelación numérica de la advección y dispersión de solutos en redes de distribución de agua potable

Felipe Arreguin Velitchko Tzatchkov ALVARO ALBERTO ALDAMA RODRIGUEZ (2000, [Artículo])

Este trabajo presenta una solución numérica de tipo euleriano-lagrangiano para la ecuación de la dispersión advectiva de contaminantes en redes de distribución. La aplicación de los esquemas numéricos conocidos para resolver esta ecuación en una red produce grandes sistemas de ecuaciones lineales debido a la presencia del término que considera la dispersión. Para aliviar este problema se propone un nuevo método que emplea funciones de Green numéricas, desagregando el conjunto de ecuaciones en tres sistemas tridiagonales para cada tubería y otro de menor tamaño para los nodos de la red. De esta forma, el sistema de ecuaciones se resuelve eficientemente y el modelo numérico puede ser aplicado a redes grandes sin necesidad de un esfuerzo computacional excesivo. El modelo propuesto se aplicó para simular el transporte de flúor en una red de distribución real, para la cual se tienen publicados datos de mediciones de campo y de simulación con el paquete EPANET de la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA), que sólo considera la advección. La comparación entre los resultados de los dos modelos muestra que el modelo aquí propuesto simula mejor la concentración del contaminante, especialmente en las tuberías que exhiben bajas velocidades del flujo.

Redes de distribución de agua Análisis dinámico Flujo no permanente Modelos matemáticos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Modelación y diseño de redes de agua potable con demanda estocástica integrados con sistema de información geográfica: etapa 2

Velitchko Tzatchkov VICTOR HUGO ALCOCER YAMANAKA (2014, [Documento de trabajo])

Tabla de contenido: Introducción – Actividades, metas alcanzadas y resultados – Experimentos de mezcla del agua en depósitos (serie 2) – Modelación hidráulica integrada con sistemas de información geográfica (SIG) – Sistemas de modelación de redes de agua potable integrados con información geográfica – Programación de un sistema basado en EPANET con visualización de información geográfica (EPANET-IMTA) – Aplicación de los sistemas integrados con información geográfica en Tijuana, BC y en Xalapa, Ver. – Modelación de la demanda estocástica y comparación con resultados de mediciones – Mediciones continuas de demanda estocástica de agua potable con resolución fina en modelo de laboratorio – Sectorización de redes de agua basado en la teoría de Grafos e índices de rendimiento energéticos – Evaluación de un sistema de desinfección del agua en depósitos intradomiciliarios – Conclusiones.

Este informe describe el desarrollo de la segunda y última etapa del proyecto sobre modelación y diseño de redes de agua potable con demanda estocástica integrados con sistema de información geográfica. El objetivo general del proyecto ha sido desarrollar un sistema computacional que integre un modelo de análisis y diseño de redes de agua potable con sistemas de información geográfica, demanda estocástica, sectorización apoyada en la teoría de los grafos y modelación de los tanques de regulación, e incluya los nuevos adelantos en la materia y las nuevas necesidades de la Comisión Nacional del Agua, basadas en su nuevo manual de modelación hidráulica y de la calidad del agua en redes de distribución.

Introducción – Actividades, metas alcanzadas y resultados – Experimentos de mezcla del agua en depósitos (serie 2) – Modelación hidráulica integrada con sistemas de información geográfica (SIG) – Sistemas de modelación de redes de agua potable integrados con información geográfica – Programación de un sistema basado en EPANET con visualización de información geográfica (EPANET-IMTA) – Aplicación de los sistemas integrados con información geográfica en Tijuana, BC y en Xalapa, Ver. – Modelación de la demanda estocástica y comparación con resultados de mediciones – Mediciones continuas de demanda estocástica de agua potable con resolución fina en modelo de laboratorio – Sectorización de redes de agua basado en la teoría de Grafos e índices de rendimiento energéticos – Evaluación de un sistema de desinfección del agua en depósitos intradomiciliarios – Conclusiones.

Redes de distribución de agua Modelos hidráulicos Sistemas de Información Geográfica INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Historia del teorema de Bernoulli

EDMUNDO PEDROZA-GONZALEZ JOSEFINA ORTIZ MEDEL FRANCISCO MARTINEZ GONZALEZ (2007, [Artículo])

La historia comienza en 1598 cuando Benedetto Castelli refutó la forma de medir el flujo en los ríos por parte de Giovanni Fontana, afirmando tomar en cuenta la sección y la velocidad. También aclaró que, en la medición en orificios, debía considerarse la carga y el tamaño del orificio. En 1625, Castelli estableció la ecuación que lleva su nombre (Q = AV). Galileo Galilei (1638), propuso que los cuerpos experimentan una aceleración uniforme al caer en el vacío. En 1641, Evangelista Torricelli demostró que la forma de un chorro al salir de un orificio es una hipérbola de cuarto orden. Isaac Newton (1686), argumentó que el agua tiene una caída efectiva en el interior de un tanque y que el orificio tiene encima una carga real del doble de la altura del tanque. Daniel Bernoulli (1738), aclaró el enigma de la doble columna y finalmente Johann Bernoulli, basado en los trabajos de su hijo Daniel, presentó una mejor explicación del escurrimiento en un orificio y logró una clara deducción de la ecuación de una línea de corriente.

Hidráulica Teorema de Bernoulli INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA