Ingeniería mecánica
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Ítem Análisis de las tecnologías de vaporización de gas natural licuado y el diseño del regasificador de la terminal para su uso en las costas costarricenses(2015) Hernández Vargas, Sergio; Salas Vargas, Juan JoséÍtem Análisis tecno-económico y ambiental de una tecnología de tratamiento térmico para la generación de energía eléctrica mediante los residuos sólidos urbanos de la Zona de los Santos(2014) Carranza Campos, Kevin; Monge Leiva, MatíasÍtem Aprovechamiento de la boñiga de la Lechería Santa Teresita para la producción de energía eléctrica(2015) Montealegre Kruse, Luisa; Moya Hernández, José FranciscoÍtem Balance energético de una extractora de aceite de palma aceitera, y análisis técnico y económico para el uso más eficiente de la biomasa generada en el proceso de extracción(2013) Salazar Vega, Alejandro; Venegas López, Christian; Montero Camacho, Carlos AndrésÍtem Caracterización de las propiedades fisicoquímicas de un material de origen vegetal para recuperación de derrames de líquidos inflamables(2023-05-03) Aragón Oconor, Hazel; Mata Segreda, Julio FranciscoEl pinzote de palma aceitera (Elaeis guineensis) y la cascarilla de la semilla de la palma del coyol (Acrocomia sp.) fueron evaluados como absorbentes para derrames de combustibles líquidos. El objetivo es minimizar el impacto ambiental que implica el uso de absorbentes minerales y que estas matrices biológicas saturadas con los líquidos puedan ser utilizadas posteriormente como combustible sólido para equipo térmico estacionario. Se midió la rapidez de absorción a 24 °C y desorción a 50 °C, y resultó que el primer material se desempeñó mejor.Ítem Characterization and construction of a compact hammer mill for laboratory use to homogenize natural fibers of Elaeis guineensis and Acrocomia sp.(2023) Aragón Oconor, Hazel; Aragón Steller, Carlos Luis; Miranda Morales, Bárbara Cristina; Sanabria Sandí, Raziel FaridThis article provides an overview of the characterization and construction of a low-cost compact hammer mill for laboratory use to homogenize natural fibers of Elaeis guineensis and Acrocomia sp., in order to reduce the particle size of these fibers and other materials to study their physicochemical properties. The hammer mill was characterized by determining the theoretical output angular velocity in the rotor, the energy required per unit of mass during grinding (kJ/kg), the rotational speed of the rotor with its respective uncertainty extended to 95 %, the calculation of the stress and the safety factor in the rotor and hammers, the resulting particle size of the empty bunch of fruit oil palm (Elaeis guineensis) and the nutshell of the macaw fruit palm (Acrocomia sp.). The hammer mill was built with materials that can be obtained in an industrial hardware store, and a recycled vehicle part. The construction methodology was based on precision machining and metalworking. Residual lignocellulosic materials, such as the empty fruit oil palm cluster, the nutshell of the macaw fruit palm, rocks, coconut shell, wood, sludge, and aluminum slag were ground using this device. The construction of the hammer mill is compact and versatile, and it allows grinding a wide variety of materials for research processes that require the reduction of organic and inorganic materials. Due to its modest size, it can be placed in a laboratory, and since its powered by 110 V, no special requirements are necessary.Ítem Comparación técnico-económica de las marmitas de gas propano, vapor y eléctricas(2005) Sequeira Montero, AlvaroÍtem Comportamiento ante el fuego de sistemas de entrepisos usados típicamente en Costa Rica a partir de su caracterización termo-mecánica(2015) Alpízar Chinchilla, Bryan; Ramos Brenes, Yeltsin; Sánchez Marín, MarlonÍtem Conector estructural para Bambú(2010-09-13) Ugarte Mora, AlejandroUn dispositivo para la conexión estructural de elementos constructivos en forma de barra de sección cerrada o sólida y de forma sustancialmente circular, típicamente bambú, caracterizado por estar compuesto por dos placas provistas de diversas perforaciones o ranuras previstas para la fijación de elementos estructurarles adicionales, ubicadas en posición diametralmente opuesta sobre la superficie externa de dicha barra, dichas placas unidas entre sí mediante uno o más pernos o barras roscadas con sus respectivas arandelas y tuercas, los cuales atraviesan diametralmente dicha barra a través de uno o más agujeros previamente practicados sobre dicha barra y aprietan dichas placas contra la superficie de dicha barra. Dichos pernos a su vez incorporan resortes o un conector flexible, a fin de absorber la variación dimensional del bambú.Ítem Costa Rica Aerospace Camp 2015: Experiences and Results(2016-09) de Lemos Medina, Leonora; Mora Vargas, AndrésThe first Costa Rican Aerospace Camp 2015 was an outreach and education activity where participants had active contact with the entire process of constructing and operating sounding rockets. It included lectures on theoretical concepts, simulation, instrumentation, and hands-on construction of the rockets, culminating with their launch. In this paper, we present the lessons learned during the organization, development, and follow-up of over 50 participating students from several technical and socio-economic backgrounds. A first of its kind in Costa Rica, the camp was organized by the Department of Mechanical Engineering of the University of Costa Rica (UCR) and it was held from July 20th-22nd, 2015 in the campus of the UCR located in the province of Guanacaste. The main objective of the camp was to engage students in the classroom and inspire them to continue their undergraduate studies in the Science, Technology, Engineering and Mathematics (STEM) fields as well as propel them to integrate the growing cluster of aerospace companies in Costa Rica. There were over 90 participants including staff, invited lecturers, organizers, and students. The camp attracted a large amount of national media coverage since it was the first time senior high school and freshmen university students, both female and male, from all over the country came to work together to, at the end of the camp, launch their sounding rockets with an altimeter as payload. The rockets reach up to 400 meters and after recovery their data was analyzed by the students. In this paper, we will present the application process the students went through, the teaching methodologies applied during the camp, the data representing the background of the participating students, the outcome of the camp, a follow up on the students and the conclusions we have drawn from this initial experience and how we expect to improve it during the upcoming 2016 edition of the camp.Ítem Criterios para selección y puesta en marcha de equipos hospitalarios: compresores de aire grado médico(2006) Mora Cyrman, Luis AlonsoÍtem Desarrollo de un método numérico para la optimización multi-objetivo del diseño de resortes helicoidales a compresión(2022-04-19) Van Patten Rivera, Erick; Monge-Gapper, Juan GabrielEn esta investigación se define la implementación de un método numérico que utiliza un algoritmo genético para la optimización multi-objetivo de resortes helicoidales con el objetivo de minimizar la masa mientras se maximiza la resistencia a la fatiga y la robustez de su diseño. El método numérico y los casos de estudio en los que se prueba se enfocan principalmente a los resortes utilizados en las válvulas de control de flujo, sin embargo la metodología se puede cambiar a ser aplicable a otras aplicaciones en resorte similares. Para la implementación del algoritmo se determinan los requerimientos de diseño de los resortes y las restricciones a las que estarán sometidos, después de esto se programa el algoritmo y se prueba con funciones teóricas para verificar su efectividad. Una vez probado el algoritmo se realiza un modelo dinámico de masa amortiguador resorte con múltiples grados de libertad y se traslada esto a un conjunto de formulaciones matemáticas con las cuales se ejecuta la optimización. Finalmente se presentan y analizan tres casos de estudios con diferentes patrones de fuerza: un patrón sinusoidal, una onda de presión y una fuerza aleatoria. Para los diferentes casos de estudio se obtienen las frontera pareto-óptimas en las cuales se encuentran las combinaciones de variables de diseño para el diámetro del resorte, diámetro del alambre y número de espiras activas que tendrán una mejor relación de masa a resistencia a la fatiga y robustez del diseño.Ítem Design of a device to slow the motion and vertical descent of a water rocket inspired by tropical seeds from Costa Rica(2022-09-18) de Lemos Medina, Leonora; Campos Fonseca, Susan; Soto Garro, Morelia; Dittel Meza, Angely; Salazar López, Francisco; Mora Castro, RebecaThe project design is framed in the project: “C1461 Mobile Laboratory of Action and Thought in Biomimetic Arts” in which an interdisciplinary group of researchers and students from the Universidad de Costa Rica collaborated in multiple iterations to develop an innovative way to solve design challenges in aerospace engineering and, embed in rocketry, functions that emulate adaptations observed in nature. After taking Costa Rican South Pacific seeds as mentors through biomimicry thinking, the development of the main deliverable of the project, which consists of a design and proof of a parachute system based on the principle of flying seeds was fulfilled. Several experimental steps were developed: 1. the conceptual design, 2. material selection, 3. design optimization, 4. prototyping, 5. testing and evaluation in the laboratory, 6. testing and evaluation in the field, 7. final report and design, and 8. demonstration and divulgation of the results. In this scientific article, we elaborate on all these stages with special emphasis on the evaluation stage in the laboratory and the field test. It is important to highlight that the project is rooted in a highly vulnerable area of Costa Rica where the researchers intentionally evoke an inclusive call as an inspirationÍtem Determination of body weight before and after a headstand: the wrestling myth(2014-04-04) Acuña Espinoza, Alejandro; Aragón Vargas, Luis FernandoThis study shows, through an experimental approach supported by a metrological approach, the falsehood of the myth among wrestlers and wrestling trainers that reported mass will decrease if a man remains in a headstand position for about 30 seconds and returns immediately afterwards to an upright position, hence improving his chances to achieve a lower weight class. This experiment offers systematic empirical evidence to aid in the elimination of this unjustified practice. We dare to speculate that since we were able to quantify and to express a platform ‘drift’ and its significance (p<0.05), a difference in measured weight caused by the treatment (headstand), if present, should have been evident. No appreciable differences on a man’s weight after remaining in a headstand position for approximately 30 s were found. The myth is discarded by the present study, finding no significant differences except for the 270 g between pretest and post-test measurements; this difference was independent from remaining in a headstand position. Therefore, the athlete’s effort to decrease his reported weight during the official weighing will not improve by remaining in a headstand position for about 30 seconds.Ítem Diseño de chasis tubular con sistemas pasivos de seguridad para vehículo recreativo(2018) Castro Lobo, Gabriel Josue; Jiménez Arias, Alejandro; Monge Gapper, Juan GabrielÍtem Diseño de juego de bancos de prueba para caracterizar ventiladores extractores centrífugos(2020) Castillo Blandino, Mariana; Fonseca Solís, Diego David; Monge Gapper, Juan GabrielEste trabajo trata sobre la caracterización de la operación de ventiladores centrífugos. Se diseñó un juego bancos de pruebas para medir la capacidades de trasiego y la potencia consumida por ventiladores centrífugos con un ámbito de flujo volumétrico entre 0,1887 m3/s (400 ft3/min) y 9,439 m3/s (20 000 ft3/min). El banco es adaptable a varios tamaños de ventiladores valiéndose de secciones de ductería con instrumentación y secciones de ajuste entre la sección anterior y el ventilador. La selección de los tamaños de las secciones de medición y ajuste de tamaño se basaron en un estudio de los modelos disponibles en el mercado nacional. A partir de este estudio se definieron los parámetros de diseño para los ductos y la selección de la instrumentación. El diseño del trabajo está fundamentado en las recomendaciones de las normas AMCA 210, NEEB y SMACNA. Por último, para el diseño desarrollado se presenta un estudio de rentabilidad económica considerando que se ofrezca el servicio de la caracterización de ventiladores en la Escuela de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Costa Rica. Además, debido a que se desarrolló el trabajo durante la pandemia del 2020, se presentan escenarios considerando el estado económico tanto anterior como posterior al inicio de la emergencia.Ítem Diseño de la ampliación del sistema contra incendios para la construcción de dos tanques de almacenamiento de diésel en el Plantel El Alto de RECOPE(2018) Ayón Chang, Natalia; Álvarez Yee, Annette María; Caldera Schaubeck, AndrésÍtem Diseño de la cámara de secado de una máquina deshidratadora por atomización de leche para bajos volúmenes de proceso(2018) Arce Arrieta, Mario Alberto; Navarro Monge, Olman Alfonso; Sanabria Sandí, Raziel FaridÍtem Diseño de la integración estructural de un sistema de espectrometría de masas a un dron octocóptero para la caracterización de gases volcánicos(2023) Corrales Corrales, Ernesto; Castro Castro, Arnoldo GerardoEn este trabajo se propone el diseño de los elementos estructurales necesarios para el acople de un instrumento científico a un dron multirotor, con el fin de realizar mediciones de la composición gaseosa de plumas volcánicas a distancia. El instrumento usa tecnología de espectrometría de masas compacta y está basado en un prototipo diseñado por el laboratorio GasLab, del CICANUM, en la Universidad de Costa Rica. Se estudian las características propias del instrumento para diseñar su cámara de vacío, luego se diseña la integración mecánica del resto de componentes y se diseñan los elementos necesarios para el acople al dron disponible para la aplicación, el Italdron Bigone 8HSE. Se agregan componentes opcionales como refuerzos para el dron y una carcasa hermética para el instrumento. Los diseños propuestos se basan en datos experimentales de vibración, características físicas de los componentes del instrumento y del dron. Los elementos se evalúan mediante modelado computacional y el análisis se enfoca en la disminución de su masa, facilidad de mantenimiento en el campo y bajos costos de manufactura. Se concluye con una propuesta de ensamble total que tiene una masa de unos 7,1 kg, lo que resultaría ser un 16\% más ligero que el modelo base inicial, y que, según modelado computacional, cumple con los requerimientos mecánicos de la aplicación. Para la masa final del instrumento, el Italdron podría no lograr transportar el instrumento a alturas superiores a los 1000 m.s.n.m de forma segura, debido a que el tiempo de vuelo disponible podría ser muy bajo en esas circunstancias y podría no ser suficiente para completar las misiones de monitoreo en las que se pretende implementar el equipo. Se recomienda realizar pruebas de levantamiento en campo a diferentes alturas y evaluar su desempeño en esas condiciones, antes de anclarle el instrumento a grandes alturas. De la misma manera, se recomienda construir prototipos de los elementos mecánicos, ensamblar el sistema para hacer pruebas físicas y evaluar su comportamiento final. Se propone considerar el dron DJI Agras-T30 para la aplicación, pues podría volar a los 4000 m.s.n.m o un 60% más de tiempo con baterías extra.Ítem Diseño de la nueva red de vapor y de retorno de condensados de la embotelladora Coca-Cola FEMSA en Calle Blancos, Guadalupe(2016) Hernández Vargas, Sara Virginia