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1.INTRODUCCIN
Actualmente la demanda energtica no slo en Mxico sino en todo el mundo ha
crecido en gran medida, lo cual es un problema ya que la manera en la que
generamos la energa elctrica depende de la quema de combustibles fsiles o decarbn mineral, lo cual ha estado daando el medio ambiente desde hace varios
aos. e ha venido buscando la manera de generar energa elctrica por otros
medios como lo son! energa solar, elica, geotrmica, etc.
"n este traba#o se busca generar energa elctrica mediante una baldosa por la
cual pasen varios peatones, generando una pequea cantidad de energa cada
ve$ que alguien la pisa.
2.ANTECEDENTES
%&&' ( %&&). *a primera demostracin experimental de una conexin entre los
fenmenos macroscpicos pie$oelctricos y estructura cristalogr+fica fue
publicada en %&&' por ierre y -acques urie. u experimento consisti en una
medida definitiva de las cargas superficiales que aparecen en cristales
especialmente preparados /turmalina, cuar$o, topacio, caa de a$0car y de sal
1ochelle entre ellos2 que se somete a la tensin mec+nica. "stos resultados
fueron un crdito a la imaginacin y la perseverancia de los urie, teniendo en
cuenta que se obtuvieron con nada m+s que papel de aluminio, pegamento,
alambre, imanes y una sierra de #oyero.
"n los crculos cientficos de la poca, este efecto se consider todo un
3descubrimiento3, y r+pidamente fue apodado como 3piezoelectricidad3 con el fin
de distinguirla de otras +reas de la experiencia cientfica fenomenolgico como3electricidad de contacto3 /friccin que genera electricidad est+tica2 y
3piroelectricidad3 /electricidad generada a partir de cristales por calentamiento2.
*os hermanos urie afirmaron, sin embargo, que haba una correspondencia uno
a uno entre los efectos elctricos de cambio de temperatura y la tensin mec+nica
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en un cristal dado, y que haban utili$ado esta correspondencia no slo para
recoger los cristales para el experimento, sino tambin para determinar los cortes
de los cristales. ara ellos, su manifestacin fue una confirmacin de las
predicciones que siguieron de forma natural a partir de la comprensin de los
orgenes cristalogr+ficos microscpicos de piroelectricidad /es decir, a partir de
ciertas asimetras de cristal2.
*os hermanos urie, sin embargo, predicen que los cristales que exhiben el efecto
pie$oelctrico directo /electricidad a partir de la tensin aplicada2 tambin
mostraran el efecto pie$oelctrico inverso /estrs en respuesta a campo elctrico
aplicado2. "sta propiedad se deduce matem+ticamente a partir de los principios
termodin+micos fundamentales por *ippmann en %&&%.
ara que en la materia ocurra la propiedad de la pie$oelectricidad debe cristali$ar
en sistemas que care$can de centro de simetra /que posean disimetra2 y, por lo
tanto, de e#e polar. 4e las 5) clases cristalinas, en )% no existe el centro
mencionado. "n 5% de estas clases ocurre la propiedad pie$oelctrica, en mayor o
menor medida. *os gases, los lquidosy los slidoscon simetra no poseen
pie$oelectricidad. (MILLN GMEZ, Simn (2006))
i se e#erce presin en los extremos del e#e polar se produce polari$acin! flu#o
de electronesse dirige hacia un extremo y genera en l una carga negativa,
mientras que en el extremo opuesto se induce una carga positiva.
uando se utili$an l+minas de cristal estrechas y de gran superficie, el
alto volta#eobtenido (necesario para que salte la chispa( es mayor. *as l+minas
estrechas se cortan de manera que el e#e polar cruce perpendicularmentedichas
caras.
*a corriente generada es proporcional al +rea de la placa y a la rapide$ de lavariacin de la presin aplicada ortogonalmentea la superficie de la placa.
6tra aplicacin importante de la pie$oelectricidad resulta por cumplirse la
propiedad inversa!
https://es.wikipedia.org/wiki/Eje_de_simetr%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Gashttps://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidohttps://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lidohttps://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Voltajehttps://es.wikipedia.org/wiki/Perpendicularhttps://es.wikipedia.org/wiki/Ortogonalidad_(matem%C3%A1ticas)https://es.wikipedia.org/wiki/Gashttps://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidohttps://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lidohttps://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Voltajehttps://es.wikipedia.org/wiki/Perpendicularhttps://es.wikipedia.org/wiki/Ortogonalidad_(matem%C3%A1ticas)https://es.wikipedia.org/wiki/Eje_de_simetr%C3%ADa -
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i la placa de material pie$oelctrico se somete a una tensin variable, se
comprime y se rela#a, oscilando a los impulsosde una seal elctrica.
uando esta placa est+ en contacto con un fluido le transmite
sus vibracionesy produce ultrasonidos.
"l primer traba#o sobre aplicaciones serias en dispositivos pie$oelctricos, tuvo
lugar durante la rimera 7uerra Mundial. "n %8%9, . *angevin y franceses
compaeros de traba#o comen$aron a perfeccionar un detector ultrasnico
submarino. u transductor era un mosaico de cristales de cuar$o delgados,
pegadas entre dos placas de acero /el compuesto que tiene una frecuencia de
resonancia de aproximadamente :' ;
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Einalmente, el dato de la distancia a la cual se encuentra el obst+culo que
reemite un eco se obtiene aplicando los c+lculos derivados de la teora
delefecto 4oppler.
*a segunda aplicacin fue 4urante la egunda 7uerra Mundial /%8>' F %8G:2, en
los "".HH., -apn y la Hnin ovitica, los grupos de investigacin aislados que
traba#an en la me#ora de los materiales de condensadores descubrieron que
ciertos materiales cer+micos /preparados por sinteri$acin polvos de xido
met+lico2 exhiben constantes dielctricas hasta %'' veces m+s altas que los
cristales de corte comunes. or otra parte, se hi$o la misma clase de materiales
/llamados ferroelctricos2 para exhibir me#oras similares en propiedades
pie$oelctricas. "l descubrimiento de las cer+micas pie$oelctricas f+cilmentefabricados con caractersticas de rendimiento sorprendentes, naturalmente,
provoc un renacimiento de intensa investigacin y desarrollo en dispositivos
pie$oelctricos.
%8G: ( %8&'. "n contraste con la 3poltica de secretismo3 practicado entre los
fabricantes estadounidenses de pie$oelctricos, al comien$o de la industria, varias
empresas y universidades #aponesas formaron una asociacin 3competitivamente
cooperativa3, establecida como el omit de Investigacin de Aplicaciones, en
%8:%. "sta asociacin establece una organi$acin precedente para superar con
xito no slo desafos tcnicos y los obst+culos de fabricacin, sino tambin para
la definicin de nuevas +reas de mercado.
A partir de %8G: las empresas comerciales #aponesas comen$aron a cosechar los
beneficios de las aplicaciones y materiales, que se inici con una prueba exitosa
Jbuscador de pecesK en %8:%. 4esde un punto de vista comercial internacional
estaban 3llevando la pelota3, es decir, el desarrollo de nuevos conocimientos,nuevas aplicaciones, nuevos procesos y nuevas +reas de mercado comercial de
una manera coherente y rentable.
3. SITUACION PROBLEMTICA
https://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Dopplerhttps://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Dopplerhttps://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Doppler -
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"l ser humano requiere de energa para poder subsistir, mane#ar su entorno y
producir bienes. asi todos los tipos de energa que conocemos provienen directa
o indirectamente del sol. or e#emplo, el viento es causado por la energa cintica
de la radiacin solar la cual produce una diferencia de presin entre las diferencias
de temperaturas de las masas de aire. *os combustibles fsiles o hidrocarburos
provienen de la energa transmitida por el ol y el proceso de descomposicin en
ausencia de oxgeno de especies vegetales, que poblaron la tierra hace millones
de aos.
Muchos pases han intentado disminuir su dependencia a los combustibles fsiles
por medio de investigaciones en fuentes de energa JverdesK o renovables, que
disminuyan la gran contaminacin que existe hoy en da, sin embargo hoy por hoy
los combustibles fsiles son la fuente de energa que m+s se utili$a en el planeta.
"n el mundo actual, contamos con una enorme poblacin que demanda grandes
cantidades de energa, es necesario entonces reali$ar ciertos cambios que
generen desarrollo, pero que estos a su ve$ estn de la mano con la sostenibilidad
del planeta /aulino 1ivera, Eebrero )'%)2.
4.PROBLEMAActualmente las principales fuentes de energa son no renovables y generan
grandes contaminaciones para el medio ambiente
"sta propuesta de traba#o pretende profundi$ar en el tema de la generacin de
energa por medio de materiales pie$oelctricos. "stos son una fuente de energa
mucho m+s limpia que los combustibles fsiles, adem+s, presentan la venta#a de
que no se agotan.
5.OBJETIVOS
5.1. OBJETIVO GENERAL
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4isear un prototipo de adoqun con caractersticas pie$oelctricas, que pueda
aprovechar la carga din+mica de peatones con el fin de generar energa elctrica
para alimentar sistemas de iluminacin y difundir entra la sociedad mexicana eluso de energas verdes.
5.2. OBJETIVOS ESPECFICOS
eleccionar el material para la fabricacin fsica del soporte del adoqun eleccionar el mecanismo que genere la mayor cantidad de energa ba#o
condiciones de carga din+mica. 4isear el con#unto formado por el adoqun y el mecanismo. 4isear los sistemas electrnicos para transmitir y almacenar la energa
generada por el mecanismo. "valuar mediante simulacin, el desempeo ba#o carga compresiva de los
circuitos electrnicos que alimentan el sistema de iluminacin.
6.ESTADO DEL ARTE
Algunas de las aplicaciones de estos son!
Altavoces de agudos /t@eeters! pequeos altavoces2./%8 de Mayo )''&2
+psula /picBFup2 de tocadiscos.
Mecheroselctricos
"ncendido electrnico de calefonesy estufasa gas.
ensores
https://es.wikipedia.org/wiki/Tweeterhttps://es.wikipedia.org/wiki/Encendedorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Calentador_de_aguahttps://es.wikipedia.org/wiki/Cocina_(artefacto)https://es.wikipedia.org/wiki/Tweeterhttps://es.wikipedia.org/wiki/Encendedorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Calentador_de_aguahttps://es.wikipedia.org/wiki/Cocina_(artefacto) -
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=ransductoresultrasnicos /como los cabe$alesde los ecgrafos2.
=ransductor pie$oelctrico
=ransformadores pie$oelctricos.
4estartradoresodontolgicosde ultrasonido, para remocin del t+rtaroo
3sarro3 interdental
Actuadores.
Eiltros AL. /)'%%2
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alta en la otra seccin de la barra por efecto pie$oelctrico. e ha demostrado la
multiplicacin de %'''!%. Hna caracterstica extra de este transformador es que, al
operar a su frecuencia de resonancia, puede aparecer una carga inductiva.
ensores pie$oelctricos! *a tecnologa ha avan$ado notablemente en los 0ltimos
aos en sensores pie$oelctricos, los cuales se utili$an cada ve$ en m+s
aplicaciones. uando se aplica una presin a un cristal, se deforma el+sticamente.
"sta deformacin origina una carga elctrica /que dura algunos segundos2. *a
seal elctrica resultante puede medirse como una indicacin de la presin que se
aplica al cristal. "stos sensores no pueden detectar presiones est+ticas, pero se
usan para medir presiones r+pidamente cambiantes u otras fuentes de choque o
vibracin. "l rendimiento de los sensores de presin din+mica se expresa amenudo en unidades de presin relativa /tales como psir en ve$ de psig2, por lo
tanto referenciando la medida a la condicin inicial del cristal. "l rango m+ximo de
tales sensores es :''' o %'''' psir. *os sensores pie$oelctricos son sensibles a
las variaciones de temperatura y requieren amplificacin y cableado especial. *os
transductores de presin electrost+tica /2 son pequeos y resistentes. *a fuer$a en
el cristal puede aplicarse longitudinalmente o en direccin transversal, y en
cualquier caso originar+n una seal de alta tensin proporcional a la fuer$a
aplicada. *a seal de tensin autogenerada del cristal es 0til donde no es posible
proporcionar energa al sensor. a que el cuar$o es un mineral com0n, estos
transductores son generalmente baratos. eleccionando el cristal apropiadamente,
el diseador puede asegurar tanto una buena linealidad como una sensibilidad a la
temperatura reducida. *os transductores de presin usualmente generan seales
de salida en el rango de milivoltios /%'' mN a ):' mN2.
elculas pie$oelctricas! *as pelculas pie$oelctricas se ofrecen en cuatro
variaciones, para las siguientes aplicaciones! Medidores de tensin din+micos,
sensores de vibracin para alarmas, interruptores, altavoces y micrfonos de
contacto.
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ensores de choque! "n este sensor, el elemento pie$oelctrico produce un
volta#e que es proporcional a la aceleracin de un impacto o una vibracin a la que
se expone. "l sensor de choque utili$a cer+micos pie$oelctricos para convertir la
energa del impacto en una seal elctrica proporcional. "l sensor de choque
pie$oelctrico utili$a un diafragma JuniformeK que consiste en un circo cer+mico
laminado a un disco de metal. "l diafragma se sostiene en su circunferencia por
un soporte met+lico. "l sensor se caracteri$a por ser compacto, diseo ligero, y
conveniente para un amplio rango de aplicaciones que requieren impacto y
vibracin./-ames 1. hillips, )'%)2
*as tecnologas que tienen que ver con la implementacin de pie$oelctricos para
la generacin de energa, se est+n usando actualmente para reali$ar muchosproyectos alrededor del globo terrestre. or e#emplo, en alifornia, "stados Hnidos
de orteamrica, se propuso a principios del )'%%, implementar este tipo de
tecnologas en una autopista para los automviles.
*a idea es utili$ar tecnologa que ya se encuentra en uso en otros pases para
tenerla como punto de comparacin con respecto a la eficiencia entre los
adelantos usados actualmente y el modelo que nosotros diseemos. As como
reali$ar un an+lisis costoFbeneficio entre cada uno de estos.
7.ESTUDIO DE CAMPO
7.1. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
"l inicio de nuestras actividades comien$a el da '9 de mar$o del ao en curso,finali$ando el '& de -ulio del mismo ao.
ACTIVIDADESSEMANAS
1 2 3 4 5 6 7 !1"
11
12
13
14
15
16
17
1
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1 I#$%&'()*+(,# -% E&'*- -%/A0'%
2 F0/*+(,# -% #* (-%*+0%*'($*
3 D(&% +#+%'*/
4B&8%-* -% #0*& *0*-(&% %# )%#%0*/
5 D(&% -% 0''( +#*9-* -% &:';*0%
6 R%0'% -% P09%+'
=abla%.F ronograma /elaboracin propia2
7.2. MISIN*a misin de =eotlistli es la de servir y proveer equipo a quienes tienen la
responsabilidad de distribuir de manera continua, rentable, segura y confiable
energa elctrica a la sociedad en general, satisfaciendo sus necesidades y
expectativas, brind+ndoles un excelente servicio, al me#or precio y en el tiempo
requerido.
7.3. VISIN
er una empresa involucrada en la generacin de energa elctrica a nivel
mundial, con presencia internacional, fortale$a financiera e ingresos adicionales
relacionados con su capital intelectual e infraestructura fsica y comercial.
7.4. PROCESO ESENCIAL DEL PRO*
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S(/*+(,#
DISE?O
D(@ A&(&'(- 0+'*-0*
P0+%&& -% :*@0(+*+(,# I#). D% *'%0(*/%& I#). A&(&'(-* 0
+'*-0* D(&% -% %/%%#'&
%+#(+&
S(/*+(,#-% (*&%+#(+*&
FUENTES DEINFORMACI
N
A0'>+/& -% +#& -%%#%0)>*
I#:0%& -% '0#&(' %#+(%0'*& #*&
C#+((%#' -%#0*& 9%&'#-*0%&
USO DEPROGRAMAS S/(- 0& P0'%&
S(/*+(,#+/%'*%#'0% *0'%%+#(+* 9%/=+'0(+*
TABLA 2. PROCESO ESENCIAL.ELABORACIN PROPIA
omo salida general se pretende un proyecto para la generacin de
electricidad por medio de un mtodo m+s limpio. "l mercado para este
producto no es directo, es decir el mercado meta est+ definido por la
rentabilidad del proyecto y no del ob#eto, como ste puede ser propuesto auna institucin ya sea p0blica o privada, de preferencia escoger
instituciones p0blicas ya que son las m+s importantes como son! 7obierno
"statal, Eederal y Municipal, y estos podran costear plenamente
financiamiento del producto.
.PROCESO TECNOLOGICO
.1. DIAGNOSTICO TECNOLGICO
.1.1.ACTIVOS TECNOLGICOS
MAQUINARIA ortadora
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lanta para soldar Eresadora vertical con bancada de %.5'm "smeril
EQUIPO DE CMPUTO olidLorBs ro#ect
EQUIPO DE SEGURIDAD asco *entes de seguridad areta ubre bocas de capara$n Mandil de cuero 7uantes de arna$a
Ootas de seguridad con casquillo
MATERIAL COMPLEMENTARIO DEL PROCESO Oanco de traba#o *laves allen *laves espaolas *lave de nari$ -uego de dados con matraca
ericas in$as mec+nicas in$as de punta in$as de corte Orocas ortadores al$as rensa 4esarmadores Nernier
Elexmetro remallera 1esorte Miscel+nea 1efrigerante Agua *u$
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7as
MATERIAL ELECTRNICO
Alambre o. )) para conexiones electrnicas apacitor
1esistencia 4iodo Oatera Motor paso a paso
.1.2.INVENTARIOS TECNOLGICOS
.1.2.1. C*'/) -% +%#'*&
ontiene todas las cuentas que se estima ser+n necesarias al
momento de instalar un sistema de contabilidad. 4ebe contener
la suficiente flexibilidad para ir incorporando las cuentas que en
el futuro deber+n agregarse al sistema.
CDIGO
ACTIVOS
MAH"""1
MAHUINARIA
MAH"""11CT
C0'*-0*
MAH"""12PPS
P/*#'* *0* S/-*0
MAH
"""13FR
F0%&*-0*
MAH"""14ES
E&%0(/
EDC EHUIPO DE
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"""2 CMPUTO EDC
""""1S
S/(-0&
EDC
""""2PJ
P0%+'
EDS"""3
EHUIPO DESEGURIDAD
EDS"""31C
C*&+
EDS"""32LS
L%#'%& -% S%)0(-*-
EDS"""33CAR
C*0%'*
EDS"""34CBC
C@0% @+*& -%+**0*,#
EDS"""35MC
M*#-(/ -% +%0
EDS"""36MT
M*#-(/ -% '%/*
EDS"""37GC
G*#'%& -% +*0#**
EDS"""3BSC
B'*& -% &%)0(-*-+ +*&8(//
MCP"""3
MATERIALCOMPLEMENTARIO
MCP"""31BT
B*#+ -% '0*@*
MCP L/*$%& *//%#
-
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"""32LLA
MCP"""33LLE
L/*$%& %&*/*&
MCP"""34LLN
L/*$% #*0(
MCP"""35JDM
J%) -% -*-& +#*'0*+*
MCP"""36P
P%0(+*
MCP
"""37PM
P(#*& -% %+#(+
MCP"""3PP
P(#*& -% #'*
MCP"""3!PC
P(#*& -% +0'%
MCP"""31"BR
B0+*&
MCP"""311CT
C0'*-0*&
MCP"""312CLK
C*/*&
MCP"""313PR
P0%#&*
MCP"""314DSM
D%&*0*-0%&
MCP"""315VR
V%0#(%0
MCP F/%,%'0
-
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16/55
"""316FL
MCP"""315CR
C0%*//%0*
MCP"""316RT
R%&0'%
MCP"""317MSC
M(&+%/#%*
MCP"""31RFT
R%:0()%0*#'%
MCP
"""31!MPP
M'0 *& * *&
TABLA 3. CATLOGO DE CUENTAS.ELABORACIN PROPIA
.2. PAHUETE TECNOLGICO
8.2.1. TECNOLOGA DE PRODUCTO
.2.1.1. DISE?O < ESPECIFICACIONES DEL PRODUCTO
ara el diseo de nuestro producto, lo dividimos en dos partes!
la mec+nica y la electrnica.
DISE?O MECNICO
*a parte mec+nica consta de las pie$as que componen al
pie$oelctrico. "n cada una de ellas se dar+ una breve
explicacin de que propsito tiene.
*as pie$as se pondr+n por separado para explicarlas de manera
m+s detallada.
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PRIMER PIEZA
"l diseo de la lo$a se hace como una pie$a fi#a y se decide que
sea en forma c0bica, no muy grande para que la instalacin dela lo$a no sea problem+tica, pero lo suficientemente amplia para
colocar todos los elementos del mecanismo sin amontonarlos.
F(). 1 ESTRUCTURA DEL PIEKOELECTRICO.
ELABORACIN PROPIA
SEGUNDA PIEZA
"n esta parte se cuenta con una placa cuadrada del mismo
material acero que es la parte realmente mvil de toda la base,
esta parte es la que tendr+ movimiento a la hora de ser pisada
para as transmitir el movimiento al sistema interno.
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F(). 2 PLACA MOVIBLE.ELABORACIN PROPIA
TERCER PIEZA
e disea la parte mvil de la lo$a que es la encargada de
producir movimiento con cada pisada para despus transformar
ese movimiento en energa elctrica. *a pie$a debe estar
montada sobre una corredera, para asegurar que el movimiento
slo sea lineal en sentido vertical y no se desve al momento de
soportar la carga.
"sta cremallera no ayudar+ a poder transmitir el movimiento
lineal de una pisada a movimiento angular en un tren de
engrana#es.
F(). 3 CREMALLERA
ELABORACIN PROPIA
CUARTA PIEZA
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e toma en cuenta un resorte en la parte inferior que ser+ el
encargado de que el mecanismo regrese a su posicin original
despus de cada pisada.
F(). 4 RESORTEELABORACIN PROPIA
QUINTA PIEZA
"sta parte es muy importante pues es la parte que tambin va irunida a la parte elctrica del proyecto, bas+ndonos en teora de
movimiento de engranes diseamos nuestro mecanismo con 5
engranes para transformar una pisada en una revolucin de
nuestro motor, para poder producir electricidad.
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TABLA 4. RELACIN DE ENGRANESELABORACIN PROPIA
E#)0*#%
N
D
1
6
2
4
3
3
1
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DISE?O ELCTRICO
E/ -(&% -%/ +(0+(' %/=+'0(+ %& #* *0'% */)+/(+*-* 9* 8% #%+%&('*& 8% %/ +(0+(' &%%#+*0)% # &,/ -% */*+%#*0 /* %#%0)>* &( # '*@(=#8% -%&=& */(%#'% # &(&'%* -% (/(#*+(,# -%*#%0* /(#%*/ *0* %$('*0 8% /(@%0% %/ $/'*% -%
*#%0* (#&'*#'#%*.
FIG. DISE?O DE CIRCUITO ELECTRICOELABORACIN PROPIA
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.2.1.2. DIBUJO DEL PRODUCTO PARA PRODUCCIN mm de
di+metro primitivo.
"l engrane tendr+ &' dientes, de igual manera para conseguir la
relacin de %!& as que ahora hay que calcular el mdulo de los
engranes.
Mdulo! el mdulo de un engrana#e es una caracterstica de
magnitud que se define como la relacin entre la medida del
di+metro primitivo expresado en milmetros y el n0mero de
dientes. "l tamao de los dientes est+ normali$ado. "l mdulo
est+ indicado por n0meros. 4os engrana#es que engranen
tienen que tener el mismo mdulo.
M=
Dp
N
4nde!
MFmodulo
4pF di+metro primitivo
F n0mero de dientes
M=
64mm
80dientes
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M=.8
=odos los engranes deben tener el mismo mdulo.
"l segundo engrane debe de girar el doble que el primero asque su relacin es de ).
*a relacin entre engranes est+ dada por el n0mero de dientes
de ambos engranes!
r=
N1
N2
2=80dientes
N2
N2=40dientes .
As que el segundo engrane debe tener >' dientes
abiendo el n0mero de dientes y el mdulo del segundo
engrane podemos calcular el di+metro que debe tener!
M(N)=Dp
(.8)(40dientes)=Dp
D 2=32mm
ara el 0ltimo engrane la relacin es de > pues necesitamos
que gire > veces m+s que el segundo as que!
r=
N2
N3
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4=
40dientes
N3
N3=10dientes
M(N)=Dp
(.8)(10dientes)=Dp
D3=8mm
As se tiene las medidas de todos nuestros engranes que
necesitamos para este mecanismo!
E#)0*#%
N
D
1
6
2
4
3
3
1
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TABLA 3. RELACIN DE ENGRANESELABORACIN PROPIA
MODELO EL2CTRICO
"l modelo elctrico del generador pie$oelctrico est+representado por un circuito 1 tal como se muestra en la Eig.5.%%
FIG. 1 CIRCUITO RC REPRESENTANDO UN GENERADORPIEKOELCTRICO
4nde!
k! apacitancia de apilamiento
! 1esistencia por prdidas
! 1esistencia por fuga
! Nolta#e en circuito abierto producido en el pie$oelctrico comoresultado de una fuer$a aplicada
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Modelando el sistema elctrico, se puede expresar la
capacitancia de apilamiento como?
S 0 rA /hpiezo
4nde!
'! ermisividad libre del espacio S &.&:%'\%) ]^
! ermisividad relativa del material pie$oelctrico
A! _rea transversal del pie$oelctrico
! "spesor del pie$oelctrico
Adem+s de lo anterior, el material pie$oelctrico presenta una
resistencia serie, que es la prdida dielctrica interna del
material que se expresa como?
StanQ
4nde!
! Erecuencia angular de operacin del generador
=an! Eactor de disipacin
"xiste una resistencia paralela, que representa prdidas por
fugas en el material y es del orden de 106
`.
e puede expresar entonces la energa elctrica almacenada en
el pie$oelctrico como resultado de la compresin mec+nica as!
-
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S q2
Q)
4nde!
S? "s la carga elctrica almacenada en el material.
or 0ltimo se tiene una ecuacin general para expresar
Sk33Fhpiezo
A /'.:'2 \ /%Q)2
.2.1.5. LISTADO DE PARTES E INSUMOS
MAQUINARIA
ortadora lanta para soldar Eresadora vertical con bancada de %.5'm "smeril
EQUIPO DE SEGURIDAD
asco *entes de seguridad areta ubre bocas de capara$n Mandil de cuero 7uantes de arna$a Ootas de seguridad con casquillo
MATERIAL COMPLEMENTARIO DEL PROCESO
Oanco de traba#o *laves allen *laves espaolas *lave de nari$
-
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-uego de dados con matraca ericas in$as mec+nicas in$as de punta in$as de corte Orocas ortadores al$as rensa 4esarmadores Nernier Elexmetro remallera 1esorte Miscel+nea 1efrigerante Agua *u$ 7as
MATERIAL ELECTRNICO apacitor 1esistencia 4iodo
Oatera Motor paso a paso
.2.1.6. ESPECIFICACIONES DE MATERIAS PRIMASCOMPONENTES < MATERIALES AUILIARES
Material electrnico!
apacitor electroltico de %''E 1esistencia de 55' 4iodo %>''> Oatera de :v Motor paso a paso
-
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Material mec+nico!
Oatera de polmero de litio laca de Acero A5G 1esorte de acero al carbono remallera de acero A5G
Ner las especificaciones del acero A5G en el anexo A%
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.2.1.7. INSTRUCTIVOS DE ENSAMBLAJE OFORMULACIONES < COMPOSICIONES
.2.1.. INSTRUCTIVOS DE USO < APLICACIN
8.2.2. TECNOLOGA DE PROCESO
.2.2.1. OJA DE PROCESO
"n la siguiente tabla se muestra la ho#a de proceso y la
descripcin del proceso paso a paso.
* -% P0+%&
CROQUISPIEZA
CANTIDAD
HERRAMIENTAS
OPERACIONES YOBSERVACIONES
L* 1 S/(-0&
E&'% %& %/-(&% -% /* /*+/%'* '*#' -%/* *0'% 8% &%0(&*-* + -% /**0'% (#:%0(0 8%&%0 /* @*&%
C0%*//%0* 1 S/(-
0&
S% 0%*/(*0*%/ -(&% -% /*+0%*//%0* *0* %/0''(
R%&0'% 1 S/(-
0&
S% *+% %/-(&% -%/ 0%&0'%*0* 8% /* @*&%0%)0%&% * &&(+(,# +*-* $%8% =&'* %& (&*-*
E#)0*#% 1 1 S/(-0&
C &%0%8(%0% # '0%# -%%#)0*#*%& %/-(&% -%/ 0(%0
-
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%#)0*#% //%$* "-(%#'%&
E#)0*#% 2 1 S/(-
0&
P*0* %/&%)#- %#)0*#%%&'% &%0 -% 4"-(%#'%&
E#)0*#% 3 1 S/(-
0&
E/ /'(%#)0*#% &%0#(+*%#'% -% 1"-(%#'%& 8% %& %/(,#
R%+*-0&%0(0
1 S/(-
0&
E&'% %& %/0%+*-0$(@/%Q %# /*0'% &%0(0
C(0+('E/=+'0(+
1 S/(-
0&
S% *0 %/
+(0+(' 8% #&%0('* */*+%#*0%/ $/'*% 8% &%)%#%0*0.
S(&'%*C/%'
1 S/(-
0&
E# %&'% *&&% (#'%)0*# '-*&/*& (%*& 8%+#//%$* %/(%%/=+'0(++/%'.
-
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.2.2.2. DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO
I#&%++(,#S(
S(N
N
I#&%++(,#
S(A/*+=# -% 0-+'
NT%0(#*-
INICIO
A
O@'%#+(,# -%/*+%0 9
D(&%-%/
C/+/&M*8(#*- *-
C0%*+(,#-%/
E#&*@/*%-% (%*&
E#&*@/*% -% /**0'% %+#(+* 9
/* *0'% %/%+'0,#(+*
-
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.2.2.3. DIAGRAMA DE BLOHUES DELCIRCUITO ELECTRNICO
.2.2.4. DIAGRAMA DE BLOHUES DELSISTEMA COMPLETO
.2.2.5. ESPECIFICACIONES DESUBPRODUCTOS SU USO < SU MANEJO
.2.2.6. NORMAS OFICIALES < ESTANDARES APLICABLES ALPROCESO
*a familia de normas I6 8''' que est+ actualmente en vigor,
se compone de 5 normas!
I6 8'''!)'': Jistemas de gestin de la calidad. rincipios y
vocabularioK
I6 8''%!)''& Jistemas de gestin de la calidad. 1equisitosK
I6 8''>!)''8 J7estin para el xito sostenido de una
organi$acin. "nfoque de gestin de la calidadK
ISO #((".F Modelo para el aseguramiento de la calidad en el
diseoQdesarrollo, produccin, instalacin y servicio. "s la norma que se utili$a para la implantacin de sistemas de
gestin de la calidad y que se puede utili$ar para conseguir un
certificado. "sta orma Internacional promueve la adopcin de un enfoque
basado en procesos cuando se desarrolla, implementa y me#ora
la eficacia de un sistema de gestin de la calidad, para
AFIN
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aumentar la satisfaccin del cliente mediante el cumplimiento de
sus requisitos.
ISO #((&.F "lementos para la gestin de administracin de la calidad y
lineamientos de sistemas de calidad.
La NM3-4-(&*-SC5I -("), Wue especifica el mtodo de prueba a la
tensin para determinar las propiedades mec+nicas en el acero y sus
aleaciones en cualquier forma fsica.
.2.2.7. PROCEDIMIENTOS < NORMAS PARA LAPROTECCION CONTRA LA CONTAMINACION
SEGURIDAD E IGIENE < TRATAMIENTO DE DESECOS
NOM-(!$-SEMARNAT-"##)Wue establece los requisitos para la operacin
de un confinamiento controlado de residuos peligrosos. Wue los confinamientos controlados para la disposicin final de
residuos peligrosos deben reunir condiciones de m+xima
seguridad, a fin de garanti$ar la proteccin a la poblacin y el
equilibrio ecolgico, por lo que es necesario establecer losrequisitos para su operacin.
NOM-($"-SEMARNAT-"##& Wue establece los lmites m+ximos
permisibles de emisin de ruido de las fuentes fi#as y su mtodo de
medicin "s la norma que se utili$a para la implantacin de sistemas de
gestin de la calidad y que se puede utili$ar para conseguir un
certificado.
ISO "&(((.F ormas! para la administracin y desempeo ambiental "l sector industrial al que pertenece una empresa tiene una
mala imagen ambiental y por esta ra$n se espera que en el
futuro aumenten los costos de produccin y una prdida de la
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competitividad provocada por tener que cumplir con leyes
ambientales cada ve$ m+s estrictas. Me#ora en la eficiencia del proceso /disminuyendo los residuos
se reduce considerablemente el gasto en materia prima y
energa2.
8.2.3. TECNOLOGA DE INSTALACIN
.2.3.1. ESPECIFICACIONES DE LA PLANTA
omo se sabe el pie$oelctrico que se desea llevar a cabo, para
poderlo tener de manera fsica adecuada requiere pasar por un
proceso de produccin, el cual debe tener las m+quinas y el
material adecuado para facilitar en tiempo y espacio de este
producto, por tal motivo se recomienda lo siguiente para
solventar la produccin del pie$oelctrico.
ervicios
*a planta cuenta con servicios de electricidad el cual consta de
un transformador de alta tensin para el uso de maquinaria asi
como servicios de agua potable para el uso del personal.
.2.3.2. LISTADO DE MAHUINARIA EHUIPO ERRAMIENTASE INSTRUMENTOS < ESPECIFICACIONES.
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Eresadora! M+quina compuesta por un cabe$al, dotado de un movimiento
de rotacin con una fresa /herramienta cortante2, y de una mesa, tambin
dotada de un mecanismo de movimiento donde se fi#a la pie$a. ierra. onsiste de una ho#a con el filo dentado y se mane#a a mano o por
otras fuentes de energa como vapor o electricidad. lanta para soldar! ortadora! diseadas para cortar principalmente metal, est+n categori$adas
por el n0mero de dientes por pulgada. "l #uego de dientes, como est+n
angulados en relacin a los lados de la ho#a, determinan que tan bien
cortan. "smeril! e puede impulsar con un motor, el cual impulsa una cabe$a de
engrana#es en un +ngulo recto en el cual est+ montado un disco abrasivo o
un disco de corte m+s delgado los cuales pueden ser reempla$ados cuando
se desgastan. "quipo de seguridad! *os equipos de seguridad son artefactos capaces de
proteger en ciertas circunstancias las partes del organismo. 4entro est+s
existen! roteccin para la $ona lumbar. roteccin del odo. roteccin de
rostro y o#os. "quipo protector respiratorio. rotectores de manos, pies y
piernas.
.2.3.3. MANUALES DE OPERACIN < MANTENIMIENTO DEMAHUINARIA < SU EHUIPO
.2.3.4. MANUALES DE PROCEDIMIENTOS < NORMAS DESEGURIDAD INDUSTRIAL
or medio de la siguiente tabla se muestra las normas deseguridad industrial.
TIPODE
PLANTA
MEDIDAS DESEGURIDAD EHIGIE
COLORES,
SIMBOLOS YDIMEN
-
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NE ENEL
LABORATORI
O
SIONES.
T*//%0-%
:0%&*-0* 9
&/-*-0*.
L& *&(//& 9
&*/(-*& -%%%0)%#+(* -%@%#%&'*0 /(@0%& -%@&'+/&.
E# +*-* 0%* -%'0*@* -%@%#%0*#%+%0 '0%& +*'0 %0*&+ (.
E# +*& -%(#+%#-( ##+* &%
-%@% * *)*0 +#*)*. S% -%@%#'(/(*0 /&%'(#'0%&*-%+*-&.
D%@% +#'*0 +## 0)0** -%()(%#% 9&%)0(-*-(#-&'0(*/.
E# '- %/ '*//%0
-%@% +#'*0 +## @%#:#+(#*(%#' -%/*& */*0*& +#'0*(#+%#-(&.
8.2.. TECNOLOGA DE OPERACIN
.2.4.1. USO DE AGUA EN LA INDUSTRIA
"n nuestra empresa se utili$ar+ agua para la reali$acin de
refrigerante asi como la limpie$a en las +reas comunes y para
uso de los traba#adores.
-
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.2.4.2. SISTEMAS DE GESTIN AMBIENTAL < CONTROL DEEMISIONES
Incluye la estructura organi$ativa, planificacin de actividades,
responsabilidades, pr+cticas, procesos, procedimiento y
recursos. ara las emisiones se basara en la norma I6 %>'G>
conforme a la cual se verifican voluntariamente los informes de
emisiones de efecto invernadero. "squemas reglamentados u
obligatorios relativos al seguimiento, notificacin y verificacin
de gases de efecto invernadero.
.2.4.3. SISTEMA DE SEGURIDAD INDUSTRIAL
*os supervisores de seguridad ser+n los encargados de reali$ar
recorridos en el +rea de traba#o para la deteccin de
condiciones inseguras, reali$ar evaluaciones de orden y
limpie$a con la finalidad de controlar los riesgos que puedan
poner en peligro la integridad fsica y salud de los traba#adores.
*os supervisores ser+n tambin los responsables de coordinar
las investigaciones de accidentes.
.2.4.4. SISTEMAS DE MANTENIMIENTO
onstar+ de un chequeo diario para evitar un desgaste y
deterioro de nuestras m+quinas, se debe conservar el nivel
adecuado para la lubricacin y enfriamiento de las pie$as a
maquinar.
-
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8.2.!. TECNOLOGA DE MERCADO
e desea introducir en el mercado un sistema para la
generacin de electricidad a travs de un medio m+s limpio
llamado Jpie$oelctricoK, de esta manera se desea tener un
me#ora en las consecuencias que lleva a cabo el mundo y lo que
engloba ste por los medios actuales de generacin de
electricidad as como la conservacin de ciertas +reas y
productos utili$ados para la misma.
.2.5.1. PUNTO DE VENTA
e pretende introducir el pie$oelctrico al mercado por medio
del canal de alternativas cooperadas de distribucin, que
consiste en dar a conocer el producto por medio de ferias
tecnolgicas as como en congresos adecuados para nuestroproducto. e pretende ofrecer este producto a gobierno del
estado para la aplicacin a la sociedad en general as como al
sector privado.
.2.5.2. EMPAHUE
e reali$ara una envoltura que constar+ de ) tapas de cartn de
5%cm de ancho por 5% cm de largo x 9cm de ancho, estas ir+n
en la parte inferior y en la superior y en los costados ir+ envuelto
con pl+stico film alveolar para evitar alg0n tipo de ralladuras con
cualquier otro material. *a ca#a deber+ llevar grabado el logo de
-
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la empresa as como una etiqueta con las especificaciones
correspondientes del producto, de la misma manera llevar+ un
cdigo de barras /para identificar de una manera f+cil si requiere
garanta2.
"l producto en s llevar+ el mismo cdigo de barras que en el
empaque para m+s facilidad. 4entro de la casa llevara su
manual de uso y garanta.
.2.5.3. MARCA
e desea introducir la marca =eotlistli como una marca que elcliente pueda reconocer de una manera m+s sencilla. ara de
esta manera dar a conocer nuestro traba#o y la calidad del
mismo.
-
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.2.5.4. FILOSOFIA
e implementara la frase Jpisando hacia el futuroK, pues se
pretende que el cliente al escuchar esto identifique de una
manera f+cil nuestro producto.
.2.5.5. LOGISTICA
e pretende tener convenios con "OA o AMA6, con el
propsito que el consumidor pueda revisar nuestro producto por
medio de p+ginas @eb, y as poder comprarlos de una manera
-
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f+cil pagando con tar#etas bancarias, y llevando el producto de
una forma segura por paquetera como 4history.html
-ames 1. hillips. ie$oelectric =ecnology! A rimer. enior Member of =echnical taff
= Lireless omponents http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material107/operadores/o
pe_cremallera.htm '';;;.*'%*'(+&-(+'(#*09.+&*#(&$-://**0+/%#)'
.' https!QQes.@iBipedia.orgQ@iBiQ"ngrana#e https!QQ@@@.google.com.mxQsearchR
qS#uegoTdeTengrana#esTsimpleUespvS)Ubi@S%5GGUbihSGG9UsourceSlnmsUtbmSischUsaSVUvedS'AWXAHoALoNhMIv9pproyAINyfAmh)&A@WlYimgrcS'r5>g1&By)nMZ5A
http!QQ@@@.mathematicsdictionary.comQspanishQvmdQfullQaQarclength.htm
http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material107/operadores/ope_cremallera.htmhttp://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material107/operadores/ope_cremallera.htmhttp://www.mathematicsdictionary.com/spanish/vmd/full/a/arclength.htmhttp://www.mathematicsdictionary.com/spanish/vmd/full/a/arclength.htmhttps://es.wikipedia.org/wiki/Engranajehttps://www.google.com.mx/search?q=juego+de+engranajes+simple&espv=2&biw=1366&bih=667&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0CAYQ_AUoAWoVChMIv7H4pproyAIVyfAmCh28AwQl#imgrc=0r34gR8Yky2nCM%3Ahttps://www.google.com.mx/search?q=juego+de+engranajes+simple&espv=2&biw=1366&bih=667&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0CAYQ_AUoAWoVChMIv7H4pproyAIVyfAmCh28AwQl#imgrc=0r34gR8Yky2nCM%3Ahttps://www.google.com.mx/search?q=juego+de+engranajes+simple&espv=2&biw=1366&bih=667&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0CAYQ_AUoAWoVChMIv7H4pproyAIVyfAmCh28AwQl#imgrc=0r34gR8Yky2nCM%3Ahttps://www.google.com.mx/search?q=juego+de+engranajes+simple&espv=2&biw=1366&bih=667&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0CAYQ_AUoAWoVChMIv7H4pproyAIVyfAmCh28AwQl#imgrc=0r34gR8Yky2nCM%3Ahttp://www.mathematicsdictionary.com/spanish/vmd/full/a/arclength.htmhttp://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material107/operadores/ope_cremallera.htmhttp://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material107/operadores/ope_cremallera.htmhttp://www.mathematicsdictionary.com/spanish/vmd/full/a/arclength.htmhttp://www.mathematicsdictionary.com/spanish/vmd/full/a/arclength.htmhttps://es.wikipedia.org/wiki/Engranajehttps://www.google.com.mx/search?q=juego+de+engranajes+simple&espv=2&biw=1366&bih=667&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0CAYQ_AUoAWoVChMIv7H4pproyAIVyfAmCh28AwQl#imgrc=0r34gR8Yky2nCM%3Ahttps://www.google.com.mx/search?q=juego+de+engranajes+simple&espv=2&biw=1366&bih=667&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0CAYQ_AUoAWoVChMIv7H4pproyAIVyfAmCh28AwQl#imgrc=0r34gR8Yky2nCM%3Ahttps://www.google.com.mx/search?q=juego+de+engranajes+simple&espv=2&biw=1366&bih=667&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0CAYQ_AUoAWoVChMIv7H4pproyAIVyfAmCh28AwQl#imgrc=0r34gR8Yky2nCM%3Ahttp://www.mathematicsdictionary.com/spanish/vmd/full/a/arclength.htm
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