UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA
CONTENIDO I.
INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................... 2
II.
ESTUDIO DE NECESIDADES ............................................................................................. 2 3.1.
TITULO DEL PROYECTO................................................................................................ 8
3.2.
Planteamiento del problema ................................................................................................ 8
3.3.
Antecedentes. ...................................................................................................................... 9
3.4.
Justificación del proyecto .................................................................................................. 10
3.5.
Objetivos ........................................................................................................................... 10
3.5.1.
Objetivos generales ................................................................................................... 10
3.5.2.
Objetivos específicos................................................................................................. 11
IV.
MARCO TEORICO ............................................................................................................. 12
V.
ESTUDIO DE MERCADO ..................................................................................................... 19 5.1.
SONDEO: ........................................................................................................................ 20
5.1.1. 5.1.2.
Cuestionario: ........................................................................................................... 20 Resultados de la encuesta: ....................................................................................... 21
5.1.3.
Análisis de resultados: ........................................................................................... 25
5.1.4.
Análisis de la demanda: ........................................................................................ 25
VI.
PRESENTACIÓN DE SOLUCIONES: ............................................................................ 26
VII.
MATRIZ MORFOLOGICA ................................................................................................. 28
VIII.
ANALISIS FÍSICO .............................................................................................................. 31
IX.
ANÁLISIS MEDIO AMBIENTAL ....................................................................................... 32
9.1. X.
MATRIZ DE LEOPOLD ................................................................................................. 35
ANALSIS FINANCIERO ........................................................................................................ 38
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I. INTRODUCCIÓN Un proyecto surge como respuesta a una idea, para la solución de un problema. Múltiples factores influyen en el éxito o fracaso de un proyecto; factores como aprobación de la comunidad, rentabilidad, impacto ambiental, etc. Debido a ello es indispensable evaluar un proyecto para decidir si es realizable. La aprobación de un proyecto no depende sólo de una buena idea sino también de que se pueda demostrar su factibilidad y presentarla de manera vendedora. El estudio de factibilidad de un proyecto se basa en presentar la información necesaria en el cual se ven reflejados los datos importantes para saber si el proyecto es útil, es decir rentable y realizable.
II. ESTUDIO DE NECESIDADES Se elaboró una lista de 50 necesidades, las cuales través de una matriz se evaluaron mediante criterios con ponderaciones asignadas (5 aspecto muy positivo, 1- aspecto muy negativo). Se consideraron los siguientes criterios: Identificación de la necesidad (Pirámide de Maslow), costo de investigación, posibilidad tecnológica, mayor labor social, rentabilidad, impacto ambiental, disponibilidad de insumos, etc.
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2.1. Necesidad
Necesidad de habilitar una red wifi en toda la FIM Necesidad de ampliar y remodelar la biblioteca de la FIM. Necesidad de un sistema de aire acondicionado y calefacción en los salones de la FIM Necesidad de un sistema de riego tecnificado para áreas verdes en la UNI. Necesidad de sustituir el sistema de iluminación de los salones de la FIM por luces LED. Necesidad de aprovechar la energía eólica en la UNI Necesidad de aprovechar la humedad de neblinas como fuente de agua Necesidad de cercar las canchas de la FIM Necesidad de techado de las canchas de la FIM Necesidad de una mejora de iluminación en las canchas de la FIM
MATRIZ DE NECESIDADES Tiemp o de realiza ción
Maslo w
Costo de investi gación
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Mayor abarca ción social
Rent abili dad
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Necesidad de aprovechar el agua procedente del sistema de desagüe en los lavaderos.
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Necesidad de mejores vías de acceso a zonas cerro de lima con alto riesgo de accidente.
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Necesidad de mejorar las estructuras de vehículos pequeños destinados a turismo
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Necesidad de mecanismo para hacer ejercicios que trabajen de forma autónoma, sin fuente de energía.
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Necesidad de mejorar la estructura vial en el valle Chillon. Necesidad de infraestructura de contención para el soporte de la presión del rio Chillon en temporada de alto caudal. Necesidad de mejorar el reciclamiento para la reutilización final de los desechos. Necesidad de sistemas de seguridad (vigilancia) en los alrededores de la FIM. Necesidad de un mejor sistema para la distribución de gas natural. Necesidad de reducir la emisión de CO2 contaminante en el parque automotor.
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Necesidad de innovación en el diseño de mecanismos para juegos recreativos. Necesidad de un mecanismo sencillo para la construcción con concreto de estructuras pequeñas. Necesidad de mejorar las Instalaciones eléctricas en la FIM
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Necesidad de contar con agua potable FIM
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Necesidad de obtener una Presión de Agua aceptable en edificios con acceso restringido de agua.
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Necesidad de medios sencillos para el empaquetado de productos para su venta. Necesidad de automatizar los pagos de transacciones cotidianas como transporte público. Necesidad de aprovechar mejor los espacios para Estacionamientos. Necesidad de sistemas de alarmas más eficientes. Necesidad de acceso a pisos superiores para discapacitados en la FIM. Necesidad de mejorar la eficiencia de paneles solares
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Necesidad de aprovechamiento del agua de lluvia Necesidad de un Sistema autónomo de asistencia a clases para alumnos (entrada y salida) en toda la UNI Necesidad de sistemas alternativos de encendido de Cámaras de vigilancia. Necesidad de un sistema contra incendios FIM Necesidad de tratamiento aguas servidas en condominios. Necesidad de sistemas de Conservación de productos por refrigeración Secadora de giro para productos granulados Equipo de molienda para café Necesidad de aprovechar el agua de los lavaderos para regar los jardines de la FIM. Necesidad de aprovechar los residuos orgánicos en la UNI. Necesidad de innovación en la supervisión de exámenes en la FIM. Necesidad de Mejorar del control de objetos de valor mediante lectura de código de barras.
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Necesidad de un sistema de lavado automático para fuentes y utensilios del comedor. Necesidad de fuentes de energía en lozas deportivas. Necesidad de reciclaje de papel en oficinas en la FIM. Necesidad de una mejora en la iluminación para lozas deportivas de la FIM. Necesidad de Sistemas de aislamiento sonoro (salones). Necesidad de aprovechar grandes flujos de personas y crear fuentes de energía alternativas. Necesidad de creación de estaciones de emergencia con autonomía energética.
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Del análisis anterior, resultó una matriz ordenada según la puntuación obtenida en cada criterio. Finalmente se obtuvo la necesidad mejor puntuada. Se eligió: Necesidad de un mecanismo sencillo para la construcción con concreto de estructuras pequeñas
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III. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO 3.1.
TITULO DEL PROYECTO
"Diseño y construcción de una tecnología capaz de realizar mezcla de concreto para pequeñas construcciones"
3.2.
Planteamiento del problema
En la actualidad con el avance del diseño en estructuras a gran y pequeña escala, hace que se ideen nuevos métodos y se usen nuevos materiales, pero hay ocasiones especificas donde el concreto es la mejor opción, debido a su capacidad de aislar sonidos, su resistencia al fuego y su durabilidad. Es entonces donde se forma el problema, la maniobrabilidad del concreto no es muy aceptable viendo la escala del proyecto en mente, para una construcción mayor si amerita el uso de una mezcladora, pero para una pequeña se debe contar con los recursos necesarios, una pala una malla el cemento la grava y todas las herramientas que intervienen en el proceso de construcción. Cotidianamente se encuentran proyectos, ya sean personales o comerciales, que requieren de un proceso de construcción con concreto, ya sea para una base sólida, una maqueta, una banca, etc. Existen también casos cotidianos, donde se desea ampliar o remodelar una zona del hogar, al tratarse de un proyecto pequeño muchas personas recurrirían a realizarlas por cuenta propia. En la mayoría de casos el operario realiza una labor que conlleva un grado de esfuerzo mayor al abarcamiento de la obra, se desarrollan pérdidas de material, debido a que al no existir materiales específicos (recipientes, mezcladores) para la mezcla de concreto, se pierden gran cantidad de material si no se tiene un cuidado especial. MC 612 PROYECTOS DE INGENIERIA
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA El presente proyecto busca encontrar una solución al problema mencionado, mediante la ideación de un mecanismo, específicamente pensado en construcciones medianas y pequeñas de concreto, que ayude a minimizar las pérdidas de material, reduzca el tiempo de trabajo del operario, y facilite el trabajo, ya sea para un vaciado de solo concreto o con estructuras metálicas que refuercen el armado.
3.3.
Antecedentes.
Al pasar de los años el trabajar con concreto es un proceso que ocurre de forma cotidiana, en edificaciones y estructuras viales, etc. En el Perú la primera planta de bloques de concreto inició su producción en 1928 y sus productos se utilizaron en la construcción del primer barrio obrero del Callao. Posteriormente se instalaron en Lima dos fábricas más, una de ellas de ubicó en la antigua chancadora del Puente del Ejército y la otra, en el Jr. Tingo María, Breña. Actualmente existen diversas realizaciones de construcciones con bloques en Lima y en diversas localidades del país, como Marcona, la Oroya, Moquegua, Tacna, Junín, Cerro de Pasco, etc. En la construcción de centros estatales y privados en diversas zonas del país se plantea la utilización intensiva de éstos elementos fabricados directamente en obra, es decir se fabrican en obra bloques de concreto, para mejorar la infraestructura y para aminorar los costos. En el año 2001 se desarrolló un Programa Científico por parte de la UNI que promueve la fabricación de bloques de concreto por cuenta propia, utilizando una mesa vibradora, moldes y concreto. Dando a este proyecto una utilización, podrían combinarse el proceso de mezcla y compactación de bloques de concreto para construcción propia.
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3.4.
Justificación del proyecto
El presente proyecto busca mejorar el proceso de mezcla de concreto para un mejor manejo de la mezcla en campo, para la realización de obras pequeñas, por cuenta propia o como venta de un servicio, se justifica en la ayuda que brindaría en la parte operativa y sobre la mezcla de concreto en sí, debido que se conseguiría una mezcla más uniforme. Este tipo de tecnología se puede extender a todo tipo de proyectos que no requieren un gran flujo de concreto para su realización, y puede mejorar de forma notoria la eficiencia en proyectos pequeños, aminorando gastos de mano de obra y materiales. También incentivara al uso de concreto para obras pequeñas donde se descartaba el concreto por su poca maniobrabilidad. Por los motivos expuestos se decidió trabajar el presente proyecto, con la finalidad de mejorar el proceso de construcción con concreto a pequeña y mediana escala.
3.5.
Objetivos
3.5.1. Objetivos generales • Mejorar la eficiencia del proceso de construcción con concreto a pequeña y mediana escala. • Aminorar las pérdidas de material en el proceso de mezcla y contribuir a un abaratamiento del proceso de construcción. • Desarrollar una tecnología capaz de ayudar en el proceso de mezcla de materiales en la construcción con concreto.
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA 3.5.2. Objetivos específicos. • Facilitar el proceso de mezcla de concreto.
• Ahorro de tiempo y mano de obra en una construcción con concreto. • Crear una autonomía para la fabricación de bloques de concreto para proyectos pequeños. • Innovar
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procedimiento
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construcción.
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IV. MARCO TEORICO CONSTRUCCIONES CON CONCRETO A nivel mundial el concreto es uno de los principales elementos de construcción de estructuras como puentes, edificaciones, fábricas, etc. En la actualidad el estudio de materiales de construcción y nuevas tecnologías ha hecho que se piense en un sinfín de posibilidades, siendo todavía el concreto una opción viable para la construcción. Un claro ejemplo es la evolución del consumo a nivel mundial de este material, en el siguiente cuadro se muestra el consumo de concreto a nivel mundial del año 2008 a 2012. Cuadro: Consumo, cambio, producción y cambio de concreto a nivel mundial en el periodo 2008-2012.
Fuente: ICR Research
HISTORIA Desde que se fabricó el primer concreto hecho con cemento Pórtland, en 1824, ha habido muchos adelantos técnicos. Se presentó un aumento constante de la resistencia a la compresión del concreto, desde 14 MPa (140 kgf/cm 2) hasta llegar a 100 MPa (1000 kgf/cm 2). El desarrollo de concreto fluido eliminó el uso de vibradores para la consolidación de este material, mientras el bombeo de concreto a través de tuberías a tasas de 200 m 3 /h posibilitó su entrega en volúmenes altos para acortar la duración de la construcción.} MC 612 PROYECTOS DE INGENIERIA
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Estos avances permitieron construir de manera económica con concreto desde rascacielos a puentes de claros largos o grandes estructuras marítimas. En años recientes, el gasto tan alto que implicaba reparar y sustituir la infraestructura existente se volvió una preocupación importante en la mayoría de los países industrializados, pues muchas estructuras de concreto enfrentaban problemas de deterioro. Por ejemplo, no pocos se preguntaban cómo se daba el deterioro de las cubiertas de puentes, las estructuras de carreteras elevadas, el recubrimiento de túneles y los edificios. En Estados Unidos, hasta la década de los 70, se dieron casos de daño prematuro del concreto y se trataron como excepciones. La durabilidad del concreto atrajo una gran atención cuando se reportó que aproximadamente 253 mil cubiertas de concreto en puentes se encontraban en diversos grados de deterioro y que unas 35 mil se agregaban a este número cada año.
Algunas de las causas se relacionaron con la corrosión del acero de refuerzo, la exposición a ciclos de congelamiento y descongelamiento, la reacción álcali-sílice de los agregados y el ataque de productos químicos. Estos signos de deterioro los percibe el público a simple vista como evidencia de un comportamiento no satisfactorio y han surgido cuestionamientos serios acerca de si se puede confiar en el concreto como un material de construcción duradero. En respuesta a los problemas de durabilidad de estructuras de concreto, esta industria empezó a abordar el desarrollo de un nuevo tipo de concreto, de alto comportamiento, capaz de responder a los requisitos de resistencia, durabilidad y trabajabilidad. Se reconoció que la extrapolación del conocimiento acerca del concreto convencional no resulta adecuada para manejar el desarrollo del de alto comportamiento. En este trabajo se analizan varias áreas clave que implican mayor investigación y desarrollo, de tal forma que muchos problemas surgidos del comportamiento de las estructuras existentes de concreto se puedan evitar en obras futuras. MC 612 PROYECTOS DE INGENIERIA
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CONCRETO Es un material semejante a la piedra que se obtiene mediante una mezcla cuidadosamente proporcionada de cemento, arena y grava u otro agregado, y agua; después, esta mezcla se endurece en formaletas con la forma y dimensión deseadas. El cuerpo del material consiste en agregado fino y grueso. El cemento y el agua interactúan químicamente para unir las partículas de agregado y conformar una masa sólida, es necesario agregar agua, además de aquella que se requiere para la reacción química, con el fin de darle a la mezcla la trabajabilidad adecuada que permita llenar las formaletas y rodear el acero de refuerzo embebido, antes de que inicie el endurecimiento. COMPOSICIÓN La composición básica es cemento, agua y agregados. El cemento y los agregados representan entre un 25% y 65% de la mezcla. De esta manera las propiedades físicas y químicas del concreto depende en gran mediad de la calidad de los elementos con los que se mezcle, además de la hidratación correcta. HIDRATACIÓN Las reacciones por las cuales el cemento se vuelve un agente enlazante (capaz de compactarse) se desarrollan cuando el cemento tiene contacto con el agua. Los silicatos y aluminatos en presencia del agua forman productos de hidratación, que con el tiempo proporcionan firmeza y dureza al cemento y agua. La velocidad de hidratación disminuye continuamente al pasar del tiempo, presentándose una mejor hidratación en periodos de tiempo cortos y en largos una variación casi imperceptible. MODO DE OPERACIÓN
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Para pequeñas construcciones se acostumbra mezclar el concreto de forma manual, haciendo la mezcla en un lugar limpio de tierra y otros materiales, y evitando que transcurra mucho tiempo para evitar que se seque la mezcla.
Imagen: Mezcla de concreto de forma manual, para construcciones pequeñas.
En la figura anterior se muestra una mezcla manual de concreto en un recipiente, con ayuda de una pala se va moviendo la mezcla una y otra vez hasta que quede homogénea, y se va agregando a la zona requerida. Para construcciones mayores, donde la cantidad de mezcla de concreto es mayor, se utiliza un mezclador mecánico, que consiste en un recipiente con paletas interiores donde se vierten los materiales y se produce la mezcla, este mezclador es accionado por una fuente de energía y solo necesita la cantidad de materiales correctas y mantiene la mezcla homogénea.
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Este mecanismo solo realiza la mezcla, mas no facilita el transporte de la mezcla.
Imagen: Mezclador de concreto
Para construcciones aún mayores, se puede conseguir comprar mezcla ya preparada, la cual se vende en grandes cantidades, cabe resaltar que de esta manera la mezcla tiene mejores condiciones de mezclado y homogeneidad, es más maniobrable y su uso abarata los costos en comparación a las dos formas antes mencionadas. En la actualidad se usan también ductos donde se bombea la mezcla a lugares con alturas que dificultan el trabajo. Como se puede observar en la actualidad trabajar con concreto a pequeña escala, resulta tedioso e ineficiente, debido a todas las pérdidas que se producen, el
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA trabajo y experiencia que requiere el operario en el manejo de concreto, lo cual produce que a pequeña escala, sea una opción poco viable trabajar con concreto. Esto conlleva a una necesidad, que es obtener un sistema que permita un mejor manejo y maniobrabilidad de concreto a pequeña escala, mejorando la eficiencia del proceso, es decir reduciendo las pérdidas de material, rescatando las propiedades del concreto. Ventajas al utilizar concreto armado – Mayor durabilidad – Mínimo mantenimiento – Mayor resistencia al fuego – Mayor durabilidad – Mínimo mantenimiento – Mayor resistencia al fuego Desventajas al utilizar concreto armado – Mayor dimensión en las piezas – Mayor peso propio – Menor rapidez de ejecución – Mayor control de obra Las paredes de concreto ofrecen un método de bajo mantenimiento de construcción permanente. En las aplicaciones comerciales, el concreto es superior a los marcos de madera cuando la estructura se debe completar rápidamente. Una pared que toma dos semanas completar con un marco de madera puede ser vertida en un par de horas y curada en dos días con el concreto. Donde el ruido de una calle es un problema, el concreto ofrece un amortiguador acústico para aquellos dentro del edificio. MC 612 PROYECTOS DE INGENIERIA
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CONSIDERACIONES Antes de verter las paredes de concreto, todos los aspectos mecánicos se deben de tomar en consideración durante el proceso de formación. Las puertas, ventanas, salidas eléctricas, plomería y ductos requieren colocarse antes de que las paredes sean vertidas. Gasta un poco de tiempo extra desarrollando el diseño del edificio, ya que remodelar una estructura de concreto es un costo prohibitivo. Una construcción de concreto no es recomendada para lugares donde el suelo se hunde, a menos de que un cimiento flotante sea parte del diseño. Debido a que aún un ligero movimiento puede dar como resultado grietas y fisuras, los edificios de concreto en este tipo de suelo requieren un cimiento especial o el uso de pilones instalados profundamente en la cama de piedra debajo de la estructura.
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V. ESTUDIO DE MERCADO El estudio del mercado o la investigación de mercados son la herramienta que permite conocer
que quieren como piensan los clientes respecto a los
productos o servicios que se pretenden ofrecer, por lo tanto con los datos de la investigación se podrá entender la perspectiva y necesidades de los consumidores Como fuentes de información para estudiar el mercado utilizamos medios virtuales y encuestas. Es necesario hacer una diferenciación en niveles de la investigación porque cada uno requiere diversos compromisos de tiempo y asignación de recursos, hay tres niveles de investigación posibles: Exploratorio: Buscar responder la pregunta: ¿Cuál es el problema? Siendo más importante definir el problema, que su solución Descriptivo: Proporciona información sobre los fenómenos de mercado existentes, se emplea para determinar la frecuencia de los acontecimientos de mercadotecnia, tales como la frecuencia con lo que los clientes visitan las tiendas o de máquinas que necesitan reemplazarse Causal: Identifica las relaciones precisas de causa y efecto, el nivel de investigación es más precisa. Este tipo de investigación requiere más tiempo y recursos financieros En este estudio el nivel de la investigación es descriptivo, a partir de la situación actual del mercado, se determinó el comportamiento del grupo consumidor.
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA 5.1.
SONDEO: El sondeo es una técnica de recolección de información para evaluar la factibilidad de un nuevo proyecto en el mercado; conocer los gustos y preferencias de los consumidores, medir la satisfacción de los clientes, o realizar cualquier otro tipo de investigación. Se realizó a 30 personas:
5.1.1. Cuestionario: 1) ¿Ha tenido la necesidad de contactar un albañil para realizar una pequeña construcción en zonas puntuales que involucre mezcla de cemento? O si fuera albañil ¿Ha tenido esta necesidad? a) Si b) No 2) Ante este problema ¿Ha tenido ud. que gastar de igual manera como si fuera una construcción grande? a) Si b) No 3) ¿Sabe de alguna solución a este problema? ¿Cuál? a) Si …….. Escriba su respuesta:___________ b) No 4) Si tuviera una minimezcladora ¿Usted mismo realizaría la mezcla de cemento? a) Si b) No 5) ¿Qué tipos de funciones esperaría usted en una minimezcladora? Escriba su respuesta: __________________
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA 6) ¿Sabía usted que puede ahorrar dinero, agua, material, tiempo si utiliza una minimezcladora? a) Si b) No 7) ¿Estaría interesado en adquirir una minimezcladora? a) Si b) No
5.1.2. Resultados de la encuesta:
1) ¿Ha tenido la necesidad de contactar un albañil para realizar una pequeña construcción en zonas puntuales que involucre mezcla de cemento? O si fuera albañil ¿Ha tenido esta necesidad?
Pregunta N°1 20% SI NO 80%
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA 2) Si respondió si a la anterior ¿Ha tenido ud. que gastar de igual manera como si fuera una construcción grande? Si respondió No, pasar a la siguiente pregunta
Pregunta N°2 8% SI
NO 92%
3) ¿Sabe de alguna solución a este problema? ¿Cuál?
Pregunta N°3 17%
NO 33% SI: Hacerlo en un recipiente SI: Usar otro material
50%
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4) Si tuviera una minimezcladora ¿Usted mismo realizaría la mezcla de cemento?
Pregunta N°4
23% SI NO 77%
5) ¿Qué tipos de funciones esperaría usted en una minimezcladora?
Pregunta N°5 5% Facil transprte 45%
32%
Facilidad de limpieza Ligera Regular descarga
18%
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6) ¿Sabía usted que puede ahorrar dinero, agua, material, tiempo si utiliza una minimezcladora?
Pregunta N°6 13% SI NO 87%
7) ¿Estaría interesado en adquirir una minimezcladora?
Pregunta N°7
27% SI SI: Si es barata 53%
NO
20%
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5.1.3. Análisis de resultados:
De las personas que han tenido la necesidad de una tecnología para realizar mezcla de cemento para pequeñas construcciones, el 77% usaría una minimezcladora
Es indispensable que el producto tenga características de fácil transporte, ligereza, y limpieza.
Un 80% de la población encuestada muestra interés en ahorrar costos. Y un 73% en adquirir una minimezcladora.
5.1.4. Análisis de la demanda: 5.1.4.1.
Análisis de error: La muestra poblacional se realizó a un número de 30 personas. El 73% está interesado, y siguiendo una distribución estadística normal, se cometería a una confianza del 95% un error de:
𝑆𝐸 =
√73 × (100 − 73) = 1.48% 30
Esto nos permitirá decir que tenemos una confianza de 68% de que el resultado está entre 71.5% y 74.5% y una confianza de 95% de que esta entre 70% y 76%
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VI.
PRESENTACIÓN DE SOLUCIONES:
SOLUCIONES 1.
MINIMEZCALDORA A PEDAL, CON PALETAS DE HOJA ABIERTA, CON ENTRADA Y SALIDA DE MATERIAL GIRATORIO. SOPORTE FIJO
2. MINIMEZCLADORA CON MOTOR ELECTRICO, ENTRADA DE MATERIAL VERTICAL Y SALIDA INFERIOR POR MEDIO DE COMPUERTA. EL TIPO DE PALETA PUEDE SER HOJA DE CINTA O TURBINA PLANA. CON RUEDAS PARA SU POSIBLE TRASLADO. CONTROL NEUMATICO.
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3. MINIMEZCALDORA A CORRIENTE CONTINUA CON ENTRADA DE MATERIAL EN DIAGONAL, Y SALIDA INFERIOR. MANIPULACION POR CONTROL AUTOMATICO.
4. MINIMEZCLADORA CON MOTOR ELECTRICO, DE ENTRADA DE MATERIAL VERTICAL Y SALIDA INFERIOR. CON CONTROLES HIDRAULICOS.
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VII. MATRIZ MORFOLOGICA Esta matriz se compone de diferentes elementos, que básicamente tienen que ver con los requerimientos tecnológicos y las posibles soluciones Esta matriz, en su forma más simple, tiene que ver con funciones y necesidades o soluciones. Las funciones que se establecen se tienen que intersectar con la solución. A través de dichas soluciones lo que se va a tratar de buscar cuales son los caminos más factibles o de soluciones más óptimas que permitan tener un producto tecnológicamente bien desarrollado.
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SOLUCION 1
SOLUCION 2
SOLUCION 3
CORRIENTE ALTERNA
CORRIENTE CONTINUA
FUERZA MANUAL
VERTICAL
DIAGONAL
MOVIBLE
PLASTICO
ACERO INOXIDABLE
ACERO LAMINADO
HOJA ABIERTA
HOJA DE CINTA
HOJA ESPIRAL
CONTROL AUTOMATICO
CONTROL MANUAL
CONTROL NEUMATICO
SALIDA Y ENTRADA GIRATORIA
COMPUERTA INFERIOR POR ROTACION
COMPUERTA INFERIOR POR TRASLACION
NIQUELADO
GALVANIZADO
ZINCADO
FIJO
MOVIBLE CON 2 RUEDAS
DOBLE LLANTA CON FRENO
FUERZA MOTRIZ
ENTRADA DEL MATERIAL
MATERIAL DEL CILINDRO
FORMA DE LAS PALETAS MEZCLADORAS
TIPO TURBINA PLANA
HOJA DE ANCLAJE
CONTROL HIDRAULICO
MANIPULACION
DESCARGA DE LA MEZCLA
PINTURA ANTICORROSIVA
RECUBRIMIENTO
SOPORTE
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA De nuestra matriz morfología se han creado cuatro rutas: Ruta 1: Corriente alterna, disposición vertical, de acero inoxidable, de paletas tipo turbina plana, con control neumático, descarga la mezcla mediante compuerta inferior por rotación, galvanizado, con soporte de doble llanta de freno Ruta 2: Corriente alterna, disposición vertical, de acero inoxidable, de paletas tipo hoja de cinta, con control neumático, descarga la mezcla mediante compuerta inferior por rotación, niquelado, movible mediante 2 ruedas. Ruta 3: Corriente continua, disposición diagonal, de acero inoxidable, de paletas tipo turbina plana, control automático, descarga la mezcla mediante compuerta inferior por traslación, galvanizado, movible mediante 2 ruedas. Ruta 4: Fuerza manual, con disposición movible, de acero laminado, de paletas tipo hoja abierta, de control manual, descarga por salida giratoria, zincado, con soporte fijo
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VIII. ANALISIS FÍSICO
Para nuestro análisis se comparan las 4 rutas trazadas, de las cuales descartamos la ruta 3 y 1, la primera debido a su complejidad tecnológica y la segunda, a la dificultad en su traslado. La ruta 3 se descarta en este análisis, debido a que como funciona con corriente continua necesitaremos el uso de un rectificador, ya que en los hogares no contamos con un suministro de corriente continua y se optamos por el uso de una batería como fuente de energía no sería conveniente, pues tendríamos que estarla cargando cada vez que la necesitemos. Además, el uso de un sistema de control automatizado requeriría de un manejo adecuado por parte del operador y en caso de avería de una reparación por un personal especializado. La ruta 1 hay tener un soporte de cuatro llantas, hace que su traslado se facilite en terrenos llanos, pero en terrenos con desniveles esta facilidad se vuelve un obstáculo y en los casos en que se tenga que subir por una escalera se tendría que levantar el peso por completo para poder trasladarlo. si nos basamos solamente en este inconveniente descartamos la ruta 1 por la ruta 2, el cual tiene la ventaja de poder trasladarse por
cualquier terreno
irregular como carretilla. Del análisis físico se concluye que las rutas 2 y 4 son las que continuaremos analizando.
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IX. ANÁLISIS MEDIO AMBIENTAL Es la alteración que se produce en el ambiente cuando se lleva a cabo un proyecto o una actividad. Las obras públicas como la construcción de una carretera, un pantano o un puerto deportivo; las ciudades; las industrias; una zona de recreo para pasear por el campo o hacer escalada; una granja o un campo de cultivo; cualquier actividad de estas tiene un impacto sobre el medio. La alteración no siempre es negativa. Puede ser favorable o desfavorable para el medio. En los impactos ambientales hay que tener en cuenta:
Signo: si es positivo y sirve para mejorar el medio ambiente o si es negativo y degrada la zona
Intensidad: según la destrucción del ambiente sea total, alta, media o baja;
Extensión: según afecte a un lugar muy concreto y se llama puntual, o a una zona algo mayor -parcial-, o a una gran parte del medio -impacto extremo- o a todo -total-. Hay impactos de ubicación crítica: como puede ser un vertido en un río poco antes de una toma de agua para consumo humano: será un impacto puntual, pero en un lugar crítico;
El momento en que se manifiesta y así distinguimos impacto latente que se manifiesta al cabo del tiempo, como puede ser el caso de la contaminación de un suelo como consecuencia de que se vayan acumulando pesticidas u otros productos químicos, poco a poco, en ese lugar. Otros impactos son inmediatos o a corto plazo y algunos son críticos como puede ser ruido por la noche, cerca de un hospital;
Persistencia. Se dice que es fugaz si dura menos de 1 año; si dura de 1 a 3 años es temporal y pertinaz si dura de 4 a diez años. Si es para siempre sería permanente;
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Recuperación. Según sea más o menos fácil de reparar distinguimos irrecuperables, reversibles, mitigables, recuperables, etc.
Suma de efectos: A veces la alteración final causada por un conjunto de impactos es mayor que la suma de todos los individuales y se habla de efecto sinérgico. Así, por ejemplo dos carreteras de montaña, pueden tener cada una su impacto, pero si luego se hace un tercer tramo que, aunque sea corto, une las dos y sirve para enlazar dos zonas antes alejadas, el efecto conjunto puede ser que aumente mucho el tráfico por el conjunto de las tres. Eso sería un efecto sinérgico;
Periodicidad. Distinguimos si el impacto es continuo como una cantera, por ejemplo; o discontinuo como una industria que, de vez en cuando, desprende sustancias contaminantes o periódico o irregular como los incendios forestales; Evaluación de Impacto Ambiental (EIA) Antes de empezar determinadas obras públicas o proyectos o actividades que pueden producir impactos importantes en el ambiente, la legislación obliga a hacer una Evaluación del Impacto Ambiental que producirán si se llevan a cabo. La finalidad de la EIA es identificar, predecir e interpretar los impactos que esa actividad producirá si es ejecutada. Los pasos a dar para hacer una EIA son: Estudio de Impacto Ambiental (EIA).- Para hacer una EIA primero hace falta un Estudio de Impacto Ambiental que es el documento que hacen los técnicos identificando los impactos, la posibilidad de corregirlos, los efectos que producirán, etc. Debe ser lo más objetivo posible, sin interpretaciones ni valoraciones, sino recogiendo datos. Es un estudio multidisciplinar por lo que tiene que fijarse en cómo afectará al clima, suelo, agua; conocer la naturaleza que se va a ver afectada: plantas, animales, ecosistemas; los valores culturales o históricos, etc.; analizar la legislación que afecta al
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA proyecto; ver cómo afectará a las actividades humanas: agricultura, vistas, empleo, calidad de vida, etc. Declaración de Impacto Ambiental (DIA).- La Declaración de Impacto Ambiental la hacen los organismos o autoridades medioambientales a las que corresponde el tema después de analizar el Estudio de Impacto Ambiental y las alegaciones, objeciones o comentarios que el público en general o las instituciones consultadas hayan hecho. La base para la DIA es el Estudio técnico, pero ese estudio debe estar disponible durante un tiempo de consulta pública para que toda persona o institución interesada lo conozca y presente al organismo correspondiente sus objeciones o comentarios, si lo desea. Después, con todo este material decide la conveniencia o no de hacer la actividad estudiada y determina las condiciones y medidas que se deben tomar para proteger adecuadamente el ambiente y los recursos naturales. Tipos de Evaluaciones de Impacto Ambiental. - La legislación pide estudios más o menos detallados según sea la actividad que se va a realizar. No es lo mismo la instalación de un bar que una pequeña empresa o un gran embalse o una central nuclear. Por eso se distinguen: •
Informes medioambientales que se unen a los proyectos y son
simplemente indicadores de la incidencia ambiental con las medidas correctoras que se podrían tomar. •
Evaluación preliminar que incorpora una primera valoración de
impactos que sirve para decidir si es necesaria una valoración más detallada de los impactos de esa actividad o es suficiente con este estudio más superficial; •
Evaluación simplificada que es un estudio de profundidad media
sobre los impactos ambientales
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Evaluación detallada en la que se profundiza porque la actividad
que se está estudiando es de gran envergadura 9.1.
MATRIZ DE LEOPOLD Este sistema utiliza un cuadro de doble entrada (matriz). En las columnas pone las acciones humanas que pueden alterar el sistema y en las filas las características del medio que pueden ser alteradas. En el original hay 100 acciones y 88 factores ambientales, aunque no todos se utilizan en todos los casos. Cuando se comienza el estudio se tiene la matriz sin rellenar las cuadrículas. Se va mirando una a una las cuadrículas situadas bajo cada acción propuesta y se ve si puede causar impacto en el factor ambiental correspondiente. Si es así, se hace una diagonal. Cuando se ha completado la matriz se vuelve a cada una de las cuadrículas con diagonal y se pone a la izquierda un número de 1 a 10 que indica la magnitud del impacto. 10 la máxima y 1 la mínima (el 0 no vale). Con un + si el impacto es positivo y – si negativo. En la parte inferior derecha se califica de 1 a 10 la importancia del impacto, es decir si es regional o solo local, etc. Para poder analizar el impacto medioambiental que generan las rutas 2 y 4, utilizaremos la matriz de Leopold
que se
expondrá a continuación para cada ruta:
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Fauna
Flora
Procesos
Agua
Nivel cultural
Estéticos y de interés humano
Usos de suelo
Magnitud de impacto
Factores culturales
Condiciones biológicas
Característic as físicas y químicas
Tierra
Elementos y características ambientales
Tala y desbroce Importancia
Empleo
Salud y seguridad
Naturalidad
Paisaje(vistas)
Agricultura de secano
Especies en peligro
Especies acuáticas
Especies terrestres
Aves
Estratos herbáceo
Arbustos
Arboles
Erosión
Calidad de agua subterránea
Pavimentación
Modificación del régimen 10 10
12
9
9
50
1 8 1 8
1 5
5 2 8
2
8
50
Emisiones de gases residuales 8
1
5
2
1
5 10
2
2
5
1 1
8
5
8
5
2
8
28
2
3
3
8
5
6
3
5
4
4
9
6
7
7
21
16
0
15
38
20
39
14
00
17 8
15
5
24
15
16
19 5
62
158
5 10 17 12 16 26 8 6 8 11 16 6 8 20 18 47 33 73 25 7
1
2
5
6
3 1
2
Explosiones
Calidad agua superficial
8
Control de Erosión
19
12
Ruido y vibraciones 6 5 6 5
Construcción de fosas sépticas
Situación y tratamiento de residuos Vertido de efluentes líquidos 1
Fallos de funcionamiento
Factores físicos singulares
Suelos
Actuaciones-propuestas causantes de posibles impactos ambientales
Aterramientos y drenajes
Alteraciones del terreno Paisaje
Accidentes Escapes y fugas
Matriz de Leopold para la ruta 2
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Nivel cultural
Importancia
Empleo
Salud y seguridad
Naturalidad
Paisaje(vistas)
Estéticos y de interés humano
Especies en peligro
Especies acuáticas
Especies terrestres
Aves
Estratos herbáceo
Arbustos
Arboles
Erosión
Calidad de agua subterránea
Tala y desbroce 8
Ruido y vibraciones 4 5 4 5
Pavimentación
Modificación del régimen 10 10
8
9
9
50
1 8 1 8
1 5
5 2 8
2
8
50
Emisiones de gases residuales 5
1
5
1
1
5
1 1
8
25
4 20
1
1
5
6
19
2
2
5
8
5
8 3
8
55
16 3 47 8
2
28
2
3
3
8
5
3
4
00
16
41
3
17 8 21 0 0 3 8
4
4
0
140
8
38
0
20
12 6 15 39 6 24 4 5 11 7 15
16
19 4 3
1
1
Control de Erosión
Calidad agua superficial
8
Explosiones
19
Agricultura de secano
Fauna
Flora
Procesos
Agua
Construcción de fosas sépticas
Situación y tratamiento de residuos Vertido de efluentes líquidos 1
Fallos de funcionamiento
Factores físicos singulares
Suelos
Usos de suelo
Magnitud de impacto
Factores culturales
Condiciones biológicas
Característic as físicas y químicas
Tierra
Elementos y características ambientales
Actuaciones-propuestas causantes de posibles impactos ambientales
Aterramientos y drenajes
Alteraciones del terreno Paisaje
Accidentes Escapes y fugas
Matriz de Leopold para la ruta 4
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Conclusión: Del análisis de las dos matrices descartamos la ruta 2 por tener mayor magnitud e impacto medio ambiental.
X. ANALSIS FINANCIERO 10.1. PRESUPUESTO: MATERIAL COTIZACION APROXIMADA MATERIAL
COSTO S/
ACERO LAMINADO
50
SOLDADURA
100
PINTURA ANTICORROSIVA
200
LLANTAS
200
PALANCA
50
PALETAS DE MEZCALDO
100
SOPORTES
100
TOTAL
800
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