Autorizada la entrega del proyecto al alumno:

Fernando Alcalá Torres

EL DIRECTOR DEL PROYECTO

José Porras Galán

Fdo:

Fecha:

Vº Bº del Coordinador de Proyectos

José Ignacio Linares Hurtado

Fdo:

Fecha:

UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI) INGENIERO INDUSTRIAL

PROYECTO FIN DE CARRERA

DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN FOCO DE BUCEO.

AUTOR:

Alcalá Torres, Fernando

DIRECTOR:

Porras Galán, José MADRID, Septiembre de 2007

Resumen

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DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN FOCO DE BUCEO Autor: Alcalá Torres, Fernando. Director: Porras Galán, José. Entidad colaboradora: ICAI- Universidad pontificia de comillas

Resumen. En este proyecto se pretende aportar toda la documentación necesaria para el diseño y fabricación de un foco de buceo. Para ello se han utilizado numerosos programas, tales como programas de diseño, programas de control numérico, programas de simulación, etc. La idea innovadora de este proyecto es la fabricación de un foco de buceo con características similares a los del mercado pero utilizando LED´s como elementos luminosos. La idea surgió hace tiempo, cuando no existían en el mercado focos de buceo que iluminaran mediante LED´s. No obstante, con el rápido avance de las tecnologías estos LED´s están cada vez más de moda y se están empezando a utilizar en numerosas aplicaciones industriales, por ejemplo, es cada vez más común ver como los semáforos se iluminan gracias a estos elementos y no a través de bombillas convencionales. Esto es debido a que los LED´s son capaces de dar mas luminosidad a igual tamaño, consumen mucho menos y tienen una vida útil de aproximadamente 50 veces la de una bombilla incandescente. El diseño de este foco se ha realizado para bucear a profundidades de 30 metros, donde la presión es de 4 bar. Cierto es, que el foco puede aguantar mas profundidad, pero se recomienda que su uso se limite a 30 metros. La batería que alimenta el circuito eléctrico del foco es capaz de proporcionar corriente para un tiempo de aproximadamente 1 hora. Esta batería además de alimentar los LED´s anteriormente mencionados, alimenta dos lámparas halógenas que le ofrecen al usuario una fuente de luz potente. Se tiene entonces un foco con una batería que alimenta a 2 lámparas halógenas y a 48 LED´s durante un tiempo aproximado de 1 hora, que es un tiempo adecuado para la profundidad de 30 metros a la que se ha diseñado el foco de buceo.

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El proceso a seguir para el diseño y la fabricación del foco de buceo es el siguiente. Se debe primero estudiar y elegir los elementos luminosos y baterías que van a formar parte del foco. Una vez escogidos estos elementos y conocidas las dimensiones de éstos, se está en disposición de realizar el primer diseño del foco de buceo. Este primer diseño es orientativo, pues a lo largo de la realización del proyecto ha sido necesaria la modificación de varias partes o elementos de éste. El diseño, así como los planos del foco de buceo, se han realizado con programas de CAD, concretamente el programa utilizado ha sido el CATIA. Una vez establecido el primer diseño del foco de buceo, se ha realizado un estudio de la estanqueidad necesaria para asegurar que no penetra agua al interior del foco de buceo, cosa que no es recomendable en absoluto debido a que en el interior del foco de buceo es donde se encuentra todo el cableado y el circuito eléctrico. Una vez realizado el estudio de la posición y de la cantidad de elementos estanqueizantes a utilizar, se han elegido los elementos que mejor se adaptaban en cuanto a dimensiones generales del foco. Con los elementos estanqueizantes seleccionados se ha realizados un segundo diseño del foco de buceo con los orificios y ranuras necesarias para la colocación de dichos elementos estanqueizantes. Dichos elementos estanqueizantes son juntas tóricas, que son elementos muy utilizados en este tipo de actividad que es el buceo, no obstante su campo de aplicación a nivel industrial es muy amplio. Para la correcta colocación de dichas juntas tóricas ha sido necesario seguir la norma establecida para su colocación y tolerancias dimensionales. En esta norma se contempla la manera de colocarlas, las holguras entres las piezas que van a estanqueizar, el acabado superficial y las ranuras donde van alojadas y las dimensiones y tolerancias de las holguras donde se colocan. Una vez estudiada la norma y establecidas las medidas, se realizó otro diseño como se ha comentado anteriormente, para que todo encaje a la medida. Teniendo pues los elementos que forman el foco seleccionado y una vez realizado el diseño, lo que procede realizar a continuación es la programación del control numérico para la fabricación de las piezas. Para poder realizar dicha fabricación, es necesario elegir las herramientas adecuadas para lograr las tolerancias que indican los planos y el diseño. En la elección de estas

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herramientas es necesario tener en cuenta las velocidades de corte de las herramientas, el avance, el radio de punta, etc. Después de realizar la elección de las herramientas, se pasa a rellenar las hojas analíticas de fases y operaciones, que nos muestran las manera en la que debemos colocar las piezas en las maquinas de control numérico para su fabricación, también nos muestran las pasadas, la velocidad del usillo, etc. En paralelo con la elección de las herramientas se va realizando la programación del control numérico, programa que guiará a las herramientas para realizar los cortes necesarios para obtener las piezas con las medidas deseadas. El programa utilizado para la programación del control numérico es el WinUnisoft, programa que también realiza la simulación del programa una vez programado todo el control numérico pieza por pieza. Para asegurar un correcto funcionamiento del foco bajo las condiciones establecidas es necesario elegir un material adecuado para soportar los esfuerzos a los que pudiera estar sometido el foco. Se ha elegido aluminio para la realización del cuerpo del foco de buceo por su ligereza y porque no presenta corrosión al agua marina. De todos los aluminios disponibles se ha elegido aquel que mejor se adaptaba a las condiciones de funcionamiento del foco. Para asegurar el correcto funcionamiento del material elegido, se ha realizado un estudio de la resistencia de las piezas importantes, sometidas a mayor esfuerzo. Concretamente se ha realizado un estudio sobre el tubo principal, que constituye la pieza base del foco y sobre el cristal de la parte delantera, a través del cual sale la luz proporcionada por los elementos luminosos. Una vez realizados todos los pasos anteriores podemos pasar a la fabricación y montaje del conjunto para obtener el foco de buceo. En estas condiciones ya se dispone de un foco de buceo para uso recreativo, el cual puede sumergirse hasta una profundidad de 30 metros y durante un tiempo de autonomía de luz de 1 hora. El foco es un foco similar en cuanto a los normales disponibles en el mercado, salvo por la innovación de que la luz la proporcionan LED´s que elevan la vida útil del foco. Por tanto se ha conseguido además de un foco de buceo sumergible a 30 metros durante 1 hora, un foco de buceo con una vida útil elevada y competitivo en el mercado actual de focos de buceo.

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Summary. The aim of this project is to inform how to design and make a diving light. A great variety of programs have been used for this purpose, such as design programs, numeric control programs, simulation programs, etc. The project´s innovative idea is the manufacturing of a diving light with similar characteristics as those offered in the real market, using LED´s as illuminative elements. This idea arose time ago when diving lights which used LED´s to illuminate did not exist. Nevertheless, nowadays these LED´s are used more often in multiple industrial applications because of the development of technologies. One example of LED´s use are traffic lights,here there are used instead of using common light bulbs, this is because of its advantages compared with common light bulbs. LED´s offer a greater illumination, lessen costs and have 50 times a (incandescente--) light bulb useful life aproximately. This diving light works as any common light in the actual market. It has been specially designed for its use under 30 metres, where the pression is 4 bar. It is also true that it could be plunged deeper, although it is not advisable. The electric circuit has a battery which can provide current for about an hour. This battery feeds the mentioned LED´s, as well as two halogens which offer a powerful light source to the user. We therefore have a diving light with a battery that feeds 2 halogens and 48 LED´s for 1 hour, which is appropiate for the depth designed for this light. The process for designing and producing a diving light is as follows. Firstly it is necessary to study and decide which batteries and illuminative elements are going to take part of the light. Once decided these elements, knowing their sizes, we are capable of doing the first diving light design. Although it is a rough design, as there have been modifications in some of it during the project development. The diving light planes, as well as the design, has been done with CAD programs, the one used is CATIA. Once established the first diving light design, we have done a ESTANQUEIDAD study so that no water flows inside the diving light, because this is not at all advisable, as the electric circuit and other cables are placed inside. After doing a

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position and quantity study of the plastic joints being used, the ones which adapted better to the general diving light dimentions where decided. A second design has been made with the plastic joints already chosen with the necessary grooves and holes for the placing of these plastic joints. These joints have a common use in diving activities, although they are also used in a great extent in industrial field. There is a norm which rules the appropiate placement and dinensional tolerance of the plastic joints. It shows how to place them, the looseness between pieces that cover holes, the grooves where they are placed,etc. As said before, a second design was made so that everything could fit once known the rules and made the measurements. The next step (following the design and having the necessary elemtents) is to make the numeric control programation for the manufacturing of the pieces. For this manufacturing it is of vital importance the use of appropiate tools to obtain the tolerances recorded in the planes and the design. When choosing the tools we need to know the cutting velocity, the advance and the small nail radius. Once decided which tools are going to be used, the analytic phase and operations papers need to be completed to know how to place the pieces in the numeric control machines for their making, they also show us the number of times the small nails need to be cut and the spindle velocity. At the same time as the tools are chosen, the numeric control programation is developed. This program will guide the tools to do the necessary cuts to obtain the wished measurements. The program used for this is WinUnisoft, which also executes the program simulation once programed all the numeric control by each piece. An appropiate material is needed to stand the possible diving light efforts to ensure a correct working under the established conditions. Aluminiun has been chosen for the diving light body for its lightness and because it does not corrode with sea water. The aluminium chosen is the one that best fits the functioning conditions of the diving light. To ensure an appropiate working of the chosen material, a study has been made to test the resistance of the most important pieces which are under forces. Concretly, this study has been made to the principal tube, which makes part of the basic piece of the diving light, and over the glass on the front part where the light

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goes through it with the illuminative elements. Once done all these steps it is possible to proceed to the manufacturing and set up the diving light. In these conditions we already have a diving light for a free time use which can immerse 30 metres and for 1 hour of light autonomy. The diving light is similar to those available in the market, although it is innovative as it uses LED´s to provided light, this increases the diving light lifetime. This makes a diving light with a great lifetime and competitiveness in the actual diving light market.

Documento Nº 1, MEMORIA.

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Parte I, MEMORIA. .....................................................................................................1 1. Objetivos...............................................................................................................2 2. Estudio de los focos de buceo del mercado actual. ..............................................7 2.1. Introducción...................................................................................................7 2.2. Tipos de foco en la actualidad. ......................................................................7 2.3. Características del foco a diseñar. .................................................................9 3. Hipótesis de funcionamiento. .............................................................................11 3.1. Introducción.................................................................................................11 3.2. Posibles usos................................................................................................11 3.3. Hipótesis de funcionamiento. ......................................................................13 3.4. Seguridad de funcionamiento. .....................................................................16 3.5. Funcionamiento óptimo. ..............................................................................17 4. Estudio y elección de elementos luminosos. ......................................................18 4.1. Introducción.................................................................................................18 4.2. Historia. .......................................................................................................18 4.3. Tipos de elementos luminosos.....................................................................19 4.3.1. Bombilla. ..............................................................................................19 4.3.2. Lámpara de ahorro de energía. .............................................................21 4.3.3. Lámpara halógena.................................................................................22 4.3.4. Fluorescentes. .......................................................................................23 4.3.5. Diodos emisores de luz LED. ...............................................................26 4.4. Elección de elementos luminosos................................................................30 5. Estudio y elección de la batería. .........................................................................34 5.1. Introducción.................................................................................................34 5.2. Historia. .......................................................................................................35 5.3. Tipos de baterías. .........................................................................................36 5.3.1. Baterías de plomo. ................................................................................36 5.3.2. Baterías de Níquel cadmio, Ni-Cd........................................................38 5.3.3. Baterías de Ni-Mh.................................................................................38 5.3.4. Baterías de Litio ion, Li-Ion. ................................................................39 5.3.5. Baterías de Litio polímero, LiPo. .........................................................41

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5.4. Elección de la batería...................................................................................41 6. Conexionado batería elementos luminosos. .......................................................46 6.1. Introducción.................................................................................................46 6.2. Circuito eléctrico. ........................................................................................46 6.2.1. Elementos y características...................................................................46 6.2.2. Conexionado de elementos. ..................................................................47 7. Estanqueidad.......................................................................................................51 7.1. Introducción.................................................................................................51 7.2. Juntas tóricas................................................................................................52 7.2.1. Definición. ............................................................................................52 7.2.2. Generalidades, funcionamiento y materiales........................................52 7.2.3. Normas de construcción. ......................................................................55 7.2.4. Acabados superficiales. ........................................................................56 7.2.5. Dimensiones del alojamiento................................................................57 7.3. Elección de juntas tóricas. ...........................................................................59 8. Diseño estructural del foco de buceo..................................................................61 8.1. Introducción.................................................................................................61 8.2. Piezas del foco de buceo..............................................................................61 8.2.1. Tubo principal.......................................................................................62 8.2.2. Tapa delantera.......................................................................................64 8.2.3. Tapa trasera...........................................................................................66 8.3.4. Chapa de luces. .....................................................................................67 8.3.5. Asa. .......................................................................................................69 8.3.6. Cristal....................................................................................................70 8.4. Conjunto final. .............................................................................................71 9. Material a utilizar para fabricar las piezas ..........................................................73 9.1. Introducción.................................................................................................73 9.2. Aluminio. .....................................................................................................73 9.2.1. Características del aluminio..................................................................74 10. Elección de herramientas y programación del control numérico. ....................79 10.1. Introducción...............................................................................................79 10.2. Maquinaria.................................................................................................79

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10.3. Herramientas de corte. ...............................................................................81 10.3.1. Características de las herramientas de corte. ......................................83 10.4. Programación control numérico. ...............................................................84 11. Montaje del conjunto. .......................................................................................87 11.1. Introducción...............................................................................................87 11.2. Preparación. ...............................................................................................87 11.2.1. Chapa de luces. ...................................................................................87 11.2.2. Interruptor. ..........................................................................................88 11.2.3. Circuito eléctrico. ...............................................................................88 11.2.4. Juntas tóricas.......................................................................................89 11.3. Montaje. .....................................................................................................90 11.3.1. Tubo principal.....................................................................................90 11.3.2. Tapa trasera.........................................................................................91 11.3.3. Tapa delantera.....................................................................................91 11.3.4. Asa. .....................................................................................................92 Parte II, CÁLCULOS. ................................................................................................93 1. Cálculos. .............................................................................................................94 1.2. Cálculos del circuito eléctrico. ....................................................................94 1.3. Calculo para herramientas de corte..............................................................96 1.3.1. Acabado superficial. .............................................................................97 1.3.2. Velocidad del usillo. .............................................................................97 1.3.3. Estimación de la potencia. ....................................................................98 1.4. Resistencia del aluminio. .............................................................................98 1.5 Resistencia del cristal. ................................................................................104 Parte III, ESTUDIO ECONÓMICO.........................................................................110 1. Estudio económico............................................................................................111 Parte IV, IMPACTO AMBIENTAL. .......................................................................113 1. Impacto ambiental. ...........................................................................................114 Parte V, ANEJOS. ....................................................................................................119 1. Anejos I. Tablas, fichas técnicas e información general. .................................120 1.1. Ficha técnica, Foco beuchat 30/50W recargable. ......................................120 1.2. Ficha técnica, Foco seac sub halley 50. .....................................................121

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1.3 Tabla de herramientas.................................................................................122 1.4. Potencia estimada en máquinas herramientas............................................124 2. Anejos II. Listado de programas.......................................................................125 2.1. Tubo principal............................................................................................125 2.1.1. Fase 10, subfase 10. ............................................................................125 2.1.2. Fase 10, subfase 20. ............................................................................128 2.2. Tapa delantera............................................................................................129 2.2.1. Fase 10, subfase 10. ............................................................................129 2.2.2. Fase 10, subfase 20. ............................................................................132 2.3. Tapa trasera................................................................................................134 2.3.1. Fase 10,subfase 10. .............................................................................134 2.3.2. Fase 20, subfase 10. ............................................................................135 2.3.3. Fase 30, subfase 10. ............................................................................136 2.4. Chapa de luces. ..........................................................................................140 2.4.1. Fase 10, subfase 10. ............................................................................140 2.4.2. Fase 10, subfase 20. ............................................................................144 2.5. Asa. ............................................................................................................146 2.5.1. Fase 10, subfase 10. ............................................................................146 2.5.2. Fase 10, subfase 20. ............................................................................148 Bibliografia. ..............................................................................................................151

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Índice de ilustraciones. Ilustración 1: Foco beuchat 30/50W recargable. ..........................................................8 Ilustración 2: Foco seac sub Halley 50 .........................................................................9 Ilustración 3: Partes de la bombilla. ...........................................................................21 Ilustración 4: Lámpara de ahorro de energía. .............................................................22 Ilustración 5: Bombilla halógena................................................................................23 Ilustración 6: Esquema de lámpara fluorescente. .......................................................24 Ilustración 7: Tubo fluorescente. ................................................................................26 Ilustración 8: Diodo emisor de luz LED.....................................................................28 Ilustración 9: Símbolo electrónico del diodo emisor de luz. ......................................28 Ilustración 10: Funcionamiento físico del LED. ........................................................29 Ilustración 11: Batería Saft 120185 10VR7FL 7Ah 12V ...........................................44 Ilustración 12: Interruptor magnético M106 S&G. ....................................................47 Ilustración 13: Ejemplo designación junta tórica. ......................................................52 Ilustración 14: Funcionamiento junta tórica sin presión del medio y con presión del medio. .................................................................................................................53 Ilustración 15: Fenómeno de extrusión en juntas tóricas. ..........................................55 Ilustración 16: Tolerancias para aplicación estática. ..................................................56 Ilustración 17: Acabado superficial tóricas. ...............................................................57 Ilustración 18: Compresión axial, presión interna......................................................58 Ilustración 19: Tabla de valores numéricos para tolerancias......................................58 Ilustración 20: Compresión radial. .............................................................................59 Ilustración 21: Tubo principal. ...................................................................................63 Ilustración 22: Tapa delantera. ...................................................................................64 Ilustración 23: Tapa delantera, alojamiento junta tórica. ...........................................65 Ilustración 24: Tapa trasera. .......................................................................................66 Ilustración 25: Chapa de luces, configuración polar. .................................................68 Ilustración 26: Asa......................................................................................................70 Ilustración 27: Conjunto foco de buceo......................................................................71

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Ilustración 28: Explosión del conjunto foco de buceo................................................72 Ilustración 29: Torno de control numérico computerizado. .......................................80 Ilustración 30: Fresadora de control numérico computerizado. .................................80 Ilustración 31: simulación control numérico con WinUnisoft. ..................................85 Ilustración 32: Simulación fresa con WinUnisoft. .....................................................86 Ilustración 33: Junta tórica colocada en tubo principal. .............................................89 Ilustración 34: Juntas tóricas en tapa delantera y trasera............................................90 Ilustración 35: Montaje tubo principal chapa de luces. ..............................................90 Ilustración 36: Acoplamiento tapa trasera. .................................................................91 Ilustración 37: Acoplamiento tapa delantera. .............................................................92 Ilustración 38: Foco de buceo listo para usarse. .........................................................92 Ilustración 39: Elemento diferencial...........................................................................99 Ilustración 40: Esfuerzos sobre elemento diferencial...............................................100 Ilustración 41: Proyección en el plano transversal. ..................................................101 Ilustración 42: Esquema esfuerzos en cristal............................................................105 Ilustración 43: Momento flector cristal. ...................................................................107

Parte I, MEMORIA.

Memoria. Objetivos.

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1. Objetivos. El objetivo de este proyecto es realizar todos los estudios, cálculos, planos... necesarios para obtener la documentación necesaria para la construcción de un foco de buceo. Para poder obtener toda esta información es necesario seguir un esquema de trabajo claro y definido que explicamos mas adelante.

La iluminación es una parte esencial de nuestra vida diaria, sin ella el ser humano se vería muy limitado a la hora de desarrollar ciertas actividades e investigaciones tecnológicas, tales como excavaciones profundas, la iluminación dentro de los edificios, iluminación de sitios oscuros... y posiblemente la más importante es que nos da la posibilidad de poder desarrollar actividades durante la noche.

Ahora bien, si nos centramos en el submarinismo, ya sea desarrollando una actividad de investigación o simplemente ocio, nos damos cuenta de la importancia de la iluminación en este medio acuático. En el mundo submarino, a medida que nos sumergimos a grandes profundidades vamos perdiendo luminosidad, esto es debido a que la densidad del agua es distinta que la del aire y por tanto la luz, el sonido y el calor se comportan de manera distinta que en el aire (el agua es aproximadamente 800 veces más densa que el aire).

A medida que nos sumergimos en el mar vemos como cada vez hay menos luz. Esto es debido a que la superficie del agua refleja parte de la luz, otra parte se dispersa en las partículas de agua y otra parte es absorbida directamente por el agua. Sin embargo, el agua no absorbe la luz de forma uniforme. Cuando la luz atraviesa el agua, va perdiendo colores poco a poco, el primer color que desaparece es el rojo, después el naranja y después el amarillo. Por eso, a medida que nos sumergimos en el mar los colores pierden intensidad y la iluminación es muy pobre.

La solución a la perdida de luminosidad y colorido en el fondo marino es poder disponer de una fuente de luz en el fondo del mar para proporcionar una luz no

Memoria. Objetivos.

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filtrada y recuperar colores. De esta manera podemos estudiar mejor las profundidades del mar, o simplemente disfrutar de su auténtico y espectacular colorido.

Una vez que sabemos la importancia de la luz en el medio acuático, podemos pararnos a pensar en la mejor tecnología a nuestro alcance para la fabricación de focos submarinos. Lo principal es el tiempo de iluminación del que podemos disponer, y lo secundario la potencia de iluminación. Otra característica a tener en cuenta y que es fundamental en cualquier diseño acuático es la estanqueidad y la fiabilidad del elemento submarino. Pues a medida que nos sumergimos mas en el agua la presión va aumentando, y la cubierta exterior del elemento debe ser resistente a altas presiones (en uso normal 30 metros ~ 4 bar, estudios realizados para 40 metros ~ 5 bar).

Como pasos previos a la realización de los estudios, cálculos, planos... debemos establecer las hipótesis de trabajo del mismo. Un foco de buceo puede estar diseñado para muchos usos, siendo su uso mas frecuente bajo el agua. Por lo tanto nuestro diseño estará preparado para sumergirse a cierta profundidad, profundidad que mas adelante estudiaremos. El uso al que se destine nuestro foco de buceo no tiene gran relevancia, pues bien sea para uso recreativo como industrial la función es la misma, iluminar el fondo marino. Tal vez la mayor diferencia existente entre uso recreativo e industrial sea la potencia luminosa del foco.

Todo objeto que se sumerge dentro del agua está sometido a una presión exterior en sus paredes, a medida que la profundidad a la que se sumerge crece también lo hace la presión exterior. Se debe tener en cuenta entonces la profundidad a la que se sumergirá el foco de buceo para evitar posibles fugas y asegurar la estanqueidad del mismo. El objetivo claro es asegurar la estanqueidad del foco de buceo.

Se debe tener en cuenta también el tipo de baterías a colocar para conseguir la potencia lumínica deseada. Para conseguir dicho fin se estudiarán los elementos luminosos que llevará el foco de buceo y se elegirá una batería acorde con las

Memoria. Objetivos.

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necesidades de dichos elementos y con el tiempo de luz deseado. El tiempo de luz deseado estará en torno a 1 hora, se verá mas adelante la razón de dicha elección.

Los elementos luminosos deben tener la potencia necesaria para poder iluminar con claridad el fondo marino a una cierta distancia. Los elementos seleccionados para tal fin son halógenos y led´s, los halógenos le dan mayor potencia a la luz, mientras que los led´s tienen un consumo reducido siendo más brillantes que una bombilla corriente. El objetivo de este apartado es estudiar el circuito eléctrico del foco de buceo.

Otro objetivo muy importante en este tipo de elementos sumergibles es la fiabilidad. Si la fiabilidad del foco de buceo es reducida su vida útil no es muy elevada y no hacen económica la compra del foco de buceo. Se intentará diseñar el foco con la máxima fiabilidad posible y con una tasa de fallos reducida.

Una vez establecidas las hipótesis de trabajo, realizaremos un diseño con un programa de CAD en el que se mostraran todas las tolerancias, cotas y medidas de relevancia para asegurar el correcto funcionamiento del foco de buceo. En estos planos estarán incluidos los planos de conjunto, lista de materiales y planos individuales de las piezas.

Una vez terminado el diseño del foco de buceo en el programa de CAD y establecidas las cotas importantes en función del uso y la profundad debemos estudiar el proceso de fabricación del mismo. Se deben elegir las herramientas necesarias para poder obtener las cotas relevantes y asegurar una calidad en el acabado exterior del foco.

Las herramientas de corte que se utilizarán para mecanizar el cuerpo del foco de buceo se elegirán de catálogos y tablas que se muestran en los anexos. Es importante señalar que no se especifica el tipo de maquina para la que se escogen los mangos de las herramientas y elementos de sujeción, por tanto se debe comprobar antes de la compra de dichos mangos o herramientas las dimensiones admisibles del torno y

Memoria. Objetivos.

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fresa donde se van a colocar. No obstante, las dimensiones suelen ser estándar y tienen cierta flexibilidad para los distintos tipos de mangos y herramientas disponibles en el mercado.

Paralelamente a proceso de selección de las herramientas se debe tener en cuenta ciertas características del material con el que se va a trabajar y adecuar el proceso de fabricación a las herramientas y material elegido.

Una vez establecidas las herramientas, maquinaria (torno y fresa), dimensiones del material del que se parte para el proceso de fabricación, etc. se puede comenzar con la programación del control numérico computerizado o CNC. El CNC es un lenguaje de programación que establece punto a punto el recorrido de las herramientas del torno y fresa para obtener las medidas, dimensiones y tolerancias deseadas en la fabricación de piezas.

El esquema detallado del proceso a seguir es el siguiente:




Estudio de los focos de buceo del mercado actual.




Establecer hipótesis de funcionamiento del foco de buceo: profundidad, uso recreativo o industrial, etc.




Estudio y elección de los elementos luminosos que se van a utilizar.




Estudio y elección de la batería o baterías a utilizar.




Establecer el conexionado o circuito de conexión de batería y elementos luminosos. (Planos eléctricos de foco de buceo).




Estudio de la estanqueidad necesaria para el uso definido.




Diseño estructural de foco de buceo.




Elección del material a utilizar y resistencia del mismo en las condiciones de trabajo.




Elección de herramientas y programación del CNC para la fabricación de las piezas.




Montaje del prototipo.

Memoria. Objetivos.

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Estos son los pasos que se han seguido para conseguir el correcto diseño y construcción del foco de buceo objetivo de este proyecto.

Memoria. Estudio de los focos de buceo del mercado actual.

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2. Estudio de los focos de buceo del mercado actual. 2.1. Introducción. Los focos de buceo del mercado actual suelen estar dirigidos a un público que los usa con fines recreativos, como por ejemplo bucear para explorar el mundo submarino y ver animales bajo el agua, bucear por el mero placer de sumergirse en el agua, etc. De tal forma que el estudio que se realiza en este proyecto es el estudio de los focos de buceo para uso recreativo. A continuación vamos a mostrar distintos focos disponibles en el mercado de características similares al que se quiere diseñar.

2.2. Tipos de foco en la actualidad. Por lo general la mayoría de los focos actuales en el mercado están fabricados en aluminio, aluminio anodizado, plástico etc. las características de los siguientes focos son similares a las del diseño que queremos realizar de tal manera que nos servirá para comparar las características y precio de estos con el que se quiere diseñar.

En la ilustración 1 podemos ver un foco de 30/50 W fabricado en aleación de aluminio anodizado, con un acumulador de NiMh de 12 V y 4.3Ah, con un halógeno de 30 W, aunque también se puede colocar otro halógeno de 50 W.

Memoria. Estudio de los focos de buceo del mercado actual.

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Ilustración 1: Foco beuchat 30/50W recargable.

El foco de la ilustración 1 es un buen punto de partida para fijarse y tener una idea del tipo de diseño que se quiere fabricar. Este foco tiene una autonomía de 60 min. a 50 W y 1 hora 40 min. a 30W. Mas adelante veremos que nuestro diseño está pensado para tener una autonomía de 1 hora aprox. a 70 W aprox.

En la ilustración 2 vemos otro modelo que existe en la actualidad también fabricado con aluminio anodizado con una bombilla de 50W y con una autonomía de 55 min. aprox. La ventaja principal de este foco es que puede sumergirse hasta 100 metros. En nuestro caso el estudio está realizado para profundidades máximas de 40 metros. El foco de la ilustración 2 se acerca más al que pretendemos diseñar en cuanto a tiempo de uso se refiere y en cuanto a potencia lumínica. Veremos mas adelante que características posee el foco que queremos diseñar. En cualquier caso el foco de la ilustración 2 también es un buen modelo a tener en cuenta para comparar con el foco que se pretende diseñar.

Memoria. Estudio de los focos de buceo del mercado actual.

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Ilustración 2: Foco seac sub Halley 50

Existen muchos otro modelos de focos en el mercado, los hay preparados para sumergirlos a mucha profundidad, con mucha mas autonomía, con mas potencia luminosa... Pero que escapan al caso que se trata en este proyecto, por consiguiente se comparará el diseño del proyecto con los dos focos anteriores.

La ficha técnica de los focos de las ilustraciones se puede consultar en los anexos, además de la de otros focos de características similares que no se nombran aquí.

2.3. Características del foco a diseñar. A continuación vamos a exponer las características principales del foco que se pretende diseñar en este proyecto para tener una idea de sus posibles funciones y poder hacer una primera comparación con los focos estudiados en el apartado anterior.

Las características del foco que se pretende diseñar son las siguientes:




Profundidad máxima 30 metros (4bar aprox.).

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Autonomía para 1 hora aprox.




Material de aluminio.




2 halógenos de 35W y 48 led´s.




Batería de 12V 7Ah




Cristal de vidrio templado 6 mm.

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Estas son las características principales con las que se pretende diseñar y construir el foco de buceo. Son características muy similares a las de los focos que existen en el mercado, se intentara además de fabricar un foco de buceo fabricar un producto competitivo dentro del mercado. El estudio económico se realizará mas adelante en otros apartados.

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3. Hipótesis de funcionamiento. 3.1. Introducción. A continuación se establecerán las hipótesis de funcionamiento del foco de buceo que se va a diseñar. Como hipótesis de funcionamiento se entiende los posibles usos para los que el diseño está preparado para funcionar de manera correcta.

3.2. Posibles usos. Un foco de buceo se diseña principalmente para ser usado a una determinada profundidad un tiempo establecido. Lógicamente el foco puede ser usado tanto dentro del agua como fuera de ella. Pero existen ciertos inconvenientes a tener en cuenta cuando se usa dentro o fuera del agua.

Cuando un foco de buceo se usa dentro del agua, las principales cuestiones que deben tenerse en cuenta son no sobrepasar la profundidad máxima para la que está diseñado el foco y ser consciente del tiempo de luz que se tiene y como usarlo de manera adecuada, es decir, si se enciende el foco de buceo nada mas meterse al agua es posible que mas adelante en cuevas o sitios realmente oscuros no quede batería para iluminar estos sitios. Una buena filosofía es estudiar la inmersión que se va a realizar y establecer los puntos o sitios adecuados para el uso del foco. Por otra parte si la inmersión se realiza de noche, no queda mas remedio que llevar el foco encendido desde el inicio de la inmersión, pero eso sí, se debe programar la inmersión teniendo en cuenta el tiempo de luz disponible para poder regresar sin tener ningún tipo de problema.

En resumen, si se es consciente de la profundidad de la inmersión y del tiempo de la inmersión, no tiene porque existir ningún problema usando el foco dentro del agua. Como dato importante decir que un buceador antes de realizar una inmersión debe

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conocer la profundidad a la que se va a realizar la inmersión y el tiempo que puede estar a esa profundidad para alcanzar el límite de no descompresión. Si la persona que va a utilizar el foco que se va a diseñar es un buceador experimentado, sabrá perfectamente de lo que se está hablando.

El foco de buceo está diseñado para su uso dentro del agua, no obstante el foco también funciona fuera del agua. Solamente que pueden darse una serie de problemas que dentro del agua no se dan, debido a que el diseño es propio para debajo del agua. Uno de los posibles problemas que a la vez es el de mayor importancia es el calentamiento que puede sufrir el foco de buceo y los elementos que lo componen. Si bien se ha hablado de la potencia lumínica que se requiere para usar el foco, en la superficie se tendrá que tener en cuenta que el calentamiento producido por esta potencia lumínica puede ser perjudicial para el buen funcionamiento del foco. Este problema no se tiene en cuenta debajo del agua, pues la propia agua actúa como refrigerante para evitar el posible calentamiento que puedan sufrir los exteriores del foco. Ahora bien, en el exterior no se dispone de agua para refrigerar los elementos del foco, por tanto se debe tener presente que si se desea utilizar el foco de buceo en el exterior o superficie, no se debe usar por tiempo prolongado.

Si se tiene en cuenta que la potencia de los halógenos es de 35W y que los led´s en total tienen un consumo de 3W, tenemos un total de 73W, una cantidad no muy elevada pero sí a tener en cuenta en el exterior por el posible calentamiento de las partes exteriores del foco. No obstante el diseño es de tal manera que el asa o mango mediante el cual el buceador sujeta el foco está lo mas alejado posible de las partes luminosas del foco, evitando así una elevada temperatura en las partes de contacto de la piel con el foco. La propia conducción a través de las piezas del foco reduce la temperatura en el asa o mango del foco. También decir que como se ha dicho anteriormente en el interior del agua no hay posibilidad de quemaduras debido a que la propia agua actúa como refrigerante de las partes exteriores del foco de buceo.

En resumen, se debe tener en cuenta que cuando el foco se usa fuera del agua, es posible que se caliente si se mantiene encendido durante un tiempo prolongado, es

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recomendable que no se use fuera del agua. En el interior del agua se debe tener en cuenta la profundidad de la inmersión y el tiempo de la inmersión.

3.3. Hipótesis de funcionamiento. A la hora de diseñar el foco de buceo de este proyecto, se han establecido unas pautas para poder realizar un diseño óptimo. Se han establecido límites de funcionamiento para tener una base sobre la cual trabajar y realizar el diseño y los cálculos necesarios. A continuación se establecen las principales pautas que se han tenido en cuenta para la realización del proyecto.

Cualquier buceador sabe que existen unas tablas para programar inmersiones a diferentes profundidades un determinado tiempo, para el que no sea buceador a continuación se realiza una breve explicación.

En el caso que nos ocupa, hablaremos siempre de buceo recreativo, no hablaremos de buceo a grandes profundidades o buceos de rescate o similares. En el buceo recreativo (que es el público al que va destinado el diseño del foco) antes de cada inmersión se debe consultar una tabla que asegura una inmersión segura sin riesgos de ningún tipo. El buceo sea recreativo o no, conlleva una serie de riesgos que se deben entender y dominar para evitar posibles problemas en las inmersiones.

El cuerpo humano está preparado para respirar aire a la presión atmosférica durante un tiempo indefinido, es decir, el hombre respira desde que nace hasta que muere a la presión de 1 bar sin ningún tipo de problema.

La composición natural de aire tiene oxígeno y nitrógeno en las siguientes cantidades: 21% oxígeno y 79% nitrógeno. Hasta aquí todo correcto. El problema viene cuando se respira aire a presión no atmosférica.

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Cuando un objeto, persona o mejor dicho cualquier cuerpo se sumerge en el mar, la presión a la que se ve sometido el exterior del cuerpo aumenta. En el mar la presión aumenta 1 bar cada 10 metros, luego si a nivel del mar la presión es de 1 bar, a 10 metros bajo el nivel del mar hay 2 bar de presión y así sucesivamente a 40 metros habrá 5 bar.

Cuando un buceador respira aire de su botella lo hace a la presión del medio en el que se encuentra, es decir que si el buceador respira a 40 metros bajo el agua, está respirando aire a una presión de 5 bar, como el volumen de los pulmones es el mismo, respira unos 5 litros de aire a 5 bar de presión. La cantidad de aire que se respira a 5 bar es mayor que a 1 bar. Podemos decir entonces que a medida que nos sumergimos más en el fondo marino la botella se consume antes, es decir podemos estar o respirar aire de la botella menos tiempo a más profundidad que a poca profundidad con una misma botella. Esto nos introduce una limitación de tiempo importante pero que es fácilmente salvable con una botella de mayor volumen.

El problema real está en respirar aire a presión mayor que la atmosférica. El cuerpo está acostumbrado a respirar aire a 1 bar, a partir de los 30 metros el nitrógeno que contiene el aire tiene un notable efecto tóxico que aumenta conforme aumenta la profundidad. Al respirar aire a presión el nitrógeno se disuelve fácilmente entre los tejidos durante la inversión. La cantidad de nitrógeno que se absorbe depende principalmente de la profundidad y el tiempo de inmersión. Cuanto mayor sea la profundidad y más tiempo se esté, mas exceso de nitrógeno absorbe el cuerpo. Cuando se asciende de la inmersión, la presión disminuye y el exceso de nitrógeno no puede permanecer disuelto en los tejidos, así que comienza a salir. Siempre que se mantenga el exceso de nitrógeno dentro de unos límites razonables el cuerpo lo elimina sin dificultad. Para mantener estos niveles de nitrógeno en los aceptables se usan las tablas nombradas anteriormente que te dan un límite de tiempo de buceo a una profundidad determinada para evitar posibles intoxicaciones de nitrógeno en el cuerpo. Si se permanece bajo el agua por encima de los límites de tiempo establecidos el cuerpo absorbe tanto nitrógeno que al subir a la superficie el cuerpo no es capaz de eliminarlo de manera eficiente, y el nitrógeno forma burbujas en el

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interior de los tejidos, el fenómeno es parecido al de abrir una botella de soda: al abrirla se reduce la presión y el gas escapa de la disolución produciendo efervescencia. Para evitar este problema de exceso de nitrógeno en sangre llamado narcosis del nitrógeno, cuando se bucea a profundidades superiores a las permitidas, es necesario hacer paradas de seguridad a ciertas profundidades que permiten una mejor eliminación del nitrógeno de los tejidos. Por ejemplo para inmersiones a más de 30 metros de profundidad es obligatorio realizar una parada de seguridad a 5 metros durante 3 minutos para facilitar la salida del nitrógeno de los tejidos.

Para evitar la narcosis del nitrógeno se usan tablas que reciben el nombre de PIR Planificador de Inmersiones Recreativas, que nos dan los límites de no descompresión, es decir el tiempo que podemos realizar una inmersión a una profundidad determinada sin que exista riesgo de exceso de nitrógeno en sangre o narcosis del nitrógeno.

Pues bien, si se consulta el PIR se puede ver como a profundidades superiores a 16 metros el limite de tiempo para evitar la narcosis del nitrógeno es menor que 1 hora. Razón por la cual se diseñará el foco para un tiempo de aproximadamente 1 hora. Aclarar que si se realiza una inmersión en un día soleado con el mar en calma a profundidades de 16-20 metros la luz del sol es suficiente para poder ver con claridad, luego el uso del foco a esas profundidades no es necesario. Tal vez seria recomendable para no perder colorido, pues como se ha explicado anteriormente a medida que se gana profundidad en el fondo marino se van perdiendo colores.

Observando de nuevo el PIR se pude ver que a profundidades superiores a 30 metros es necesario realizar parada de seguridad, luego evitaremos llegar a tales profundidades. A profundidades de 25 metros el tiempo máximo para evitar la descompresión es de 23 minutos. Y a profundidades de 10 metros que es la profundidad mínima a la que se debe programar una inmersión (es decir para profundidades inferiores a 10 metros, se realizan los cálculos como si se estuviese a 10 metros), el tiempo máximo es de 145 minutos. Pero debido que a 10 metros no es necesario el uso del foco salvo en lugares oscuros, diseñaremos el foco para que su

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duración esté en torno a 1 hora. De tal manera que a partir de los 16 metros de profundidad el foco podrá estar encendido desde el comienzo de la inmersión.

En resumen, se diseñará el foco para profundidades no superiores a 30 metros (4 bar de presión) y con tiempo disponible de 1 hora aproximadamente y para ser utilizado dentro del agua.

3.4. Seguridad de funcionamiento. Una vez establecidos las hipótesis de funcionamiento, se pueden establecer los parámetros de diseño del foco de buceo, teniendo en cuenta siempre factores de seguridad y posibles usos indebidos del foco.

Como posible uso indebido del foco se puede decir que se puede usar en la superficie sin estar sumergido en agua, con lo que se calentaría y habría posibilidad de quemaduras. Los riesgos y como solucionarlos están explicados en el apartado 3.2 de este capitulo.

En cuanto a la seguridad de funcionamiento del diseño, podemos decir que es posible que el foco sea usado a profundidades mayores de 30 metros, por lo que el diseño real y los cálculos se realizan colocando elementos y eligiendo materiales capaces de soportar presiones a 40 metros de profundidad (5 bar) puesto que el buceo recreativo no contempla profundidades superiores a 40 metros. De esta manera aseguramos un funcionamiento correcto a dichas condiciones de contorno y funcionamiento óptimo a los parámetros establecidos en el apartado anterior, 30 metros y 1 hora de funcionamiento.

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3.5. Funcionamiento óptimo. El diseño del foco se realiza para aguantar profundidades mayores a las de su funcionamiento o hipótesis de funcionamiento establecidas. De esta manera se asegura un buen funcionamiento en las condiciones normales de trabajo, sin que exista riesgo de deterioro o mal funcionamiento. No obstante es recomendable utilizar el foco de buceo a las características normales de funcionamiento, es decir a 30 metros y no mas de 1 hora, aunque el tiempo de uso viene limitado por la batería, solamente decir que se tenga en cuenta el tiempo de inmersión para no quedarse sin luz en un sitio conflictivo o con visibilidad reducida y así poder evitar riesgos innecesarios.

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4. Estudio y elección de elementos luminosos. 4.1. Introducción. Los elementos luminosos son una parte fundamental del foco de buceo, pues sin ellos no existiría el foco como tal y no podría dar luz. Como parte esencial del foco de buceo se deben elegir con conocimiento, sabiendo muy bien para qué se van a usar y de que manera, así como las prestaciones de que se dispone al elegir un tipo u otro de iluminación.

En el foco que se diseña se han elegido dos lámparas halógenas de 35 mm de diámetro y 48 led´s de 5 mm de diámetro, más adelante se explica el por qué de esta elección.

4.2. Historia. El hombre ha creado ciertos dispositivos que convierten la energía eléctrica en luz. Para ello, la corriente pasa a través de un conductor, que aumenta de temperatura hasta niveles muy altos y despide una cantidad de luz. El químico y físico británico sir Humphry Davy (1778-1829) efectuó los primeros experimentos de iluminación de este tipo. A partir de 1840 se patentaron lámparas incandescentes, pero no tuvieron éxito comercial hasta unos 40 años más tarde. En un principio, los filamentos eran de carbono y desde 1907 se sustituyeron por los de tungsteno, el antiguo wolframio. Seis años después, las lámparas se rellenaron de gas, y en 1938 se fabricó el primer tubo fluorescente.

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4.3. Tipos de elementos luminosos. De entre todos los elementos luminosos que se encuentran en el mercado, se han seleccionado los mas importantes para exponer su función y uso, y así poder tener mas clara la idea de por qué elegir uno u otro elemento para el foco a diseñar. En el mercado existen gran variedad de elementos luminosos que producen luz artificial, los hay de muchos tipos y con características diferentes dependiendo del uso que se les vaya a dar. Los hay con consumo eléctrico más elevado a más bajo, con mayor luminosidad, etc.

A continuación se nombraran los más importantes y sus principales características.

En primer lugar se va a hablar de la bombilla, elemento básico y muy utilizado desde el descubrimiento de la misma (1879).

Después se hablará de las lámparas de ahorro de energía, halógenos, fluorescentes y finalmente de los led´s.

4.3.1. Bombilla. Una lámpara incandescente, llamada también lamparita, bombilla, ampolleta o foco, es un dispositivo que produce luz mediante el calentamiento por efecto Joule de un filamento metálico, hasta ponerlo al rojo blanco, mediante el paso de corriente eléctrica. En la actualidad, técnicamente son muy ineficientes ya que el 90% de la electricidad que utilizan la transforman en calor.

El invento de la lámpara es atribuido habitualmente a Thomas Alva Edison, quien contribuyó a su desarrollo produciendo, el 21 de octubre de 1879, una bombilla práctica y viable, que lució durante 48 horas ininterrumpidas. Hoy en día se sabe que Heinrich Goebel, relojero alemán, fabricó lámparas funcionales tres décadas antes.

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Varios diseños habían sido ya desarrollados en condiciones de laboratorio por otros inventores, incluyendo a Joseph Swan, Henry Woodward, Mathew Evans, James Bowman Lindsay, William Sawyer, Humphrey Davey y el propio Goebel.

Heinrich Goebel construyó en el año 1854 lo que muchos consideran la primera bombilla, introduciendo un filamento de bambú carbonizado dentro de un bulbo en el que había hecho el vacío para evitar la oxidación. Continuó con el desarrollo durante los cinco años siguientes, logrando que funcionara hasta 400 horas. No solicitó una patente inmediatamente, pero en 1893 (el mismo año de su fallecimiento) fue admitido su invento como anterior al de Edison.

La bombilla consta de un filamento de wolframio o tungsteno muy fino, encerrado en una ampolla de vidrio en la que se ha hecho el vacío o se ha rellenado con un gas inerte, para evitar que el filamento se volatilice por las altas temperaturas que debe alcanzar. Se completa con un casquillo metálico, en el que se disponen las conexiones eléctricas.

La ampolla varía de tamaño con la potencia de la lámpara, puesto que la temperatura del filamento es muy alta y, al crecer la potencia y el desprendimiento de calor, ha de aumentarse la superficie de enfriamiento.

Inicialmente el interior de la ampolla estaba al vacío. Pero actualmente está rellena de algún gas noble (o una mezcla de ellos) que evitan la combustión del filamento.

El casquillo sirve también para fijar la lámpara en un portalámparas, por medio de una rosca o una bayoneta. En Europa los casquillos de rosca están normalizados en E-14, E-27 y E-45, siendo la cifra los milímetros de diámetro.

Se han conseguido mejorar las propiedades de esta lámpara en la lámpara halógena de la se hablará mas adelante, en los siguientes apartados.

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En la ilustración 3 se pueden observar todas las partes fundamentales de una bombilla de las que se ha hablado anteriormente.

Ilustración 3: Partes de la bombilla.

La lámpara incandescente es la de menor rendimiento luminoso de las lámparas utilizadas: 12...18 lm/W (lúmenes por vatio) y la que menor vida útil tiene, unas 1000 horas, pero es la más popular por su bajo precio y el color cálido de su luz.

No ofrece muy buena reproducción de los colores (rendimiento de color), ya que no emite en la zona de colores fríos, pero al ser su espectro de emisiones continuo logra contener todas las longitudes de ondas en la parte que emite del espectro. Su eficiencia es muy baja, ya que solo convierte en trabajo (luz visible) alrededor del 15% de la energía consumida. Otro 25% será transformado en energía calorífica y el 60% restante en ondas no perceptibles (Luz ultravioleta e infrarroja).

4.3.2. Lámpara de ahorro de energía. La Lámpara Compacta Fluorescente (CFL, por su sigla en inglés), también conocida como Lámpara Ahorradora de Energía o Lámpara de Luz Fría, es un tipo de lámpara fluorescente que puede ser usada con los zócalos o sócates estándar para bombillas o lámparas incandescentes o con luminarias pequeñas.

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En comparación con las lámparas incandescentes, las CFLs tienen una vida nominal mayor y usan menos energía eléctrica para producir la misma iluminación. De hecho, las lámparas CFL ayudan a ahorrar costos en facturas de electricidad, en compensación a su alto precio dentro de las primeras 500 horas de uso.

Ilustración 4: Lámpara de ahorro de energía.

En la ilustración 4 se puede ver un ejemplo de este tipo de lámpara, que como bien se ha explicado anteriormente su uso es mas bien recomendado para ahorro en facturas de electricidad, cosa que en el proyecto actual no es de gran interés, pues lo que prima en el proyecto es dar mucha luz en poco espacio y consumiendo poco. El tamaño de estas bombillas no se adapta al diseño del foco por lo que quedan desechadas desde el primer momento.

4.3.3. Lámpara halógena. La lámpara halógena es una variante de la lámpara incandescente, en la que el vidrio se sustituye por un compuesto de cuarzo, que soporta mucho mejor el calor (lo que permite lámparas de tamaño mucho menor, para potencias altas) y el filamento y los gases se encuentran en equilibrio químico, mejorando el rendimiento del filamento y aumentando su vida útil.

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La lámpara halógena tiene un rendimiento un poco mejor que la incandescente: 18...22 lm/W y una vida útil más larga: 1.500 horas.

Normalmente estas lámparas están formadas por un elemento halógeno y por un filamento de tungsteno, que se rodea de un gas tipo argón o criptón ya que estos gases no reaccionan con el filamento incluso a altas presiones y temperaturas, prolongando así la vida útil de la bombilla.

Ilustración 5: Bombilla halógena.

En la ilustración 5 se pueden ver dos elementos luminosos de tipo halógeno, por las características que estos poseen son candidatos perfectos para ser utilizados como elementos luminosos en el foco de buceo que se pretende diseñar, pues son lámparas de mucho menor tamaño para altas potencias, además soporta mucho mejor el calor y tiene una vida útil mas larga que la bombilla normal.

En conclusión, es un elemento a tener en cuenta a la hora de elegir elementos luminosos para el foco de buceo.

4.3.4. Fluorescentes. A veces también denominada tubo fluorescente, es una lámpara de vapor de mercurio a baja presión, utilizada para la iluminación doméstica e industrial. Su gran

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ventaja frente a otro tipo de lámparas, como las incandescentes, es su eficiencia energética.

Está formada por un tubo o bulbo fino de vidrio revestido interiormente con una sustancia que contiene fósforo y otros elementos que emiten luz al recibir una radiación ultravioleta de onda corta. El tubo contiene una pequeña cantidad de vapor de mercurio y un gas inerte, habitualmente argón o neón, sometidos a una presión ligeramente inferior a la presión atmosférica. Asimismo, en los extremos del tubo existen dos filamentos hechos de tungsteno.

Ilustración 6: Esquema de lámpara fluorescente.

En la ilustración 6 se aprecian los elementos de que consta la instalación de una lámpara fluorescente. En esta figura se distinguen, aparte de la propia lámpara, dos elementos fundamentales: el cebador y la reactancia inductiva.

El cebador está formado por una pequeña ampolla de cristal rellena de gas neón a baja presión y en cuyo interior se halla un contacto formado por láminas bimetálicas. En paralelo con este contacto se halla un condensador destinado a actuar de apaga chispas.

El elemento de reactancia inductiva está constituido por una bobina arrollada sobre un núcleo de chapas de hierro, el cual recibe el nombre de balastra o balasto.

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Este último término, no debe ser confundido con el material usado en la construcción de vías de ferrocarril.

Al aplicar la tensión de alimentación, el gas contenido en la ampolla del cebador se ioniza con lo que aumenta su temperatura lo suficiente para que la lámina bimetálica se deforme cerrando el circuito, lo que hará que los filamentos de los extremos del tubo se enciendan. Al cerrarse el contacto el cebador se apaga y el gas vuelve a enfriarse, con lo que los contactos se abren nuevamente y se repite el proceso. De este modo la corriente aplicada a los filamentos es pulsatoria.

La función del condensador, contenido en el cebador, es absorber los picos de tensión que se producen al abrir y cerrar el contacto, evitando su deterioro por las chispas que, en otro caso, se producirían.

Los filamentos, al calentarse, desprenden electrones que ionizan el gas argón que llena el tubo, formando un plasma que conduce la electricidad. Este plasma excita los átomos del vapor de mercurio que, como consecuencia, emiten luz visible y ultravioleta.

El revestimiento interior de la lámpara tiene la función de filtrar y convertir la luz ultravioleta en visible. La coloración de la luz emitida por la lámpara depende del material de dicho recubrimiento interno.

Las lámparas fluorescentes son dispositivos con pendiente negativa de la resistencia eléctrica respecto de la tensión eléctrica. Esto significa que cuanto mayor sea la corriente que las atraviesa, mayor es el grado de ionización del gas y, por tanto, menor la resistencia que opone al paso de dicha corriente. Así, si se conecta la lámpara a una fuente de tensión prácticamente constante, como la suministrada por la red eléctrica, la lámpara se destruiría en pocos segundos. Para evitar esto, siempre se conectan a través de un elemento limitador de corriente para mantenerla dentro de límites tolerables. Este elemento limitador, en el caso de la instalación de la ilustración 6, es la reactancia inductiva.

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Finalmente, la disminución de la resistencia interna del tubo una vez encendido, hace que la tensión entre los terminales del cebador sea insuficiente para ionizar el gas contenido en su ampolla y por tanto el contacto bimetálico queda inactivo cuando el tubo está encendido.

Ilustración 7: Tubo fluorescente.

Este elemento fluorescente es muy atractivo en industrias y edificios, pero para la aplicación que nos ocupa no tiene ningún sentido. Además es necesario alimentar los fluorescentes con corriente alterna, cosa que no se va a conseguir con la batería que se pretende colocar al foco de buceo, pues ésta estará en torno a 12 V de tensión. Luego podemos concluir que este elemento fluorescente no es el más adecuado para el diseño del foco de buceo que se pretende diseñar y que por lo tanto queda desechado como elemento luminoso para el proyecto.

4.3.5. Diodos emisores de luz LED. Un LED (Light Emiting Diode- Diodo Emisor de Luz) Es un dispositivo semiconductor que emite radiación visible, infrarroja o ultravioleta cuando se hace pasar un flujo de corriente eléctrica a través de este en sentido directo. –

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esencialmente es una unión PN cuyas regiones P y regiones N pueden estar hechas del mismo o diferente semiconductor. El color de la luz emitida esta determinado por la energía del fotón y en general, esta energía es aproximadamente igual a la energía de salto de banda del material semiconductor en la región activa del LED.

Los elementos componentes de los LED´s son transparentes o coloreados, de un material resina-epoxy, con la forma adecuada e incluyen el corazón de un LED: el chip semiconductor.

Los terminales se extienden por debajo de la cápsula del LED o foco e indican como deben ser conectados al circuito. El lado negativo está indicado de dos formas: por la cara plana del foco, o por el de menor longitud. El terminal negativo debe ser conectado al terminal negativo de un circuito.

Los LED's operan con un voltaje relativamente bajo, entre 1 y 4 V, y la corriente está en un rango entre 10 y 40 mA. Voltajes y corrientes superiores a los indicados pueden derretir el chip del LED.

La parte más importante del "light emitting diode" (LED) es el chip semiconductor localizado en el centro del foco, como se ve en la figura1.

El chip tiene dos regiones separadas por una juntura. La región P está dominada por las cargas positivas, y la N por las negativas. La juntura actúa como una barrera al paso de los electrones entre la región P y la N; sólo cuando se aplica el voltaje suficiente al chip puede pasar la corriente y entonces los electrones pueden cruzar la juntura hacia la región P.

Si la diferencia de potencial entre los terminales del LED no es suficiente, la juntura presenta una barrera eléctrica al flujo de electrones.

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Ilustración 8: Diodo emisor de luz LED.

Resulta difícil distinguir, por pura inspección visual, el modelo del LED así como el fabricante: los valores máximos de tensión y corriente que puede soportar y que suministra el fabricante serán por lo general desconocidos. Por esto, cuando se utilice un diodo LED en un circuito, se recomienda que la intensidad que lo atraviese no supere los 20 mA, precaución de carácter general que resulta muy válida. En la ilustración 9, se muestra el símbolo electrónico de este tipo de diodo. Las flechas indican la radiación emitida por el diodo.

Ilustración 9: Símbolo electrónico del diodo emisor de luz.

El funcionamiento físico de un LED es el siguiente, al polarizar directamente un diodo LED conseguimos que por la unión PN sean inyectados huecos en el material tipo N y electrones en el material tipo P (lo que de manera intuitiva se ve en la ilustración 10); produciéndose, por consiguiente una inyección de portadores minoritarios.

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Ilustración 10: Funcionamiento físico del LED.

Cuando estos portadores se recombinan, se produce la liberación de una cantidad de energía proporcional al salto de banda de energía del material semiconductor. Una parte de esta energía se libera en forma de luz, mientras que la parte restante lo hace en forma de calor, estando determinadas las proporciones por la mezcla de los procesos de recombinación que se producen.

La energía contenida en un fotón de luz es proporcional a su frecuencia, es decir, su color. Cuanto mayor sea el salto de banda de energía del material semiconductor que forma el LED, más elevada será la frecuencia de la luz emitida.

Los LED´s son unos elementos luminosos muy adecuados al tipo de luz que necesitamos en el foco que se pretende diseñar. Además son bastante direccionales teniendo a la vez un ángulo de visión elevado, el compromiso entre direccionalidad y ángulo de visión es muy aceptable.

Como se ha visto anteriormente los LED son elementos con muchas ventajas frente a la básica bombilla. En el foco se introducirán sin duda elementos de tipo LED debido a que los LED operan con voltaje relativamente bajo, entre 1 y 4 voltios, y la corriente esta en un rango de 10 a 40 mA. Lo que nos permite colocar muchos con consumos reducidos. Nuestros LED´s trabajarán a 3 voltios y 20 mA de manera

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que el consumo será mínimo y la luz emitida mucho mayor que la de una bombilla estándar. Las ventajas principales de los LED´s son:




Tamaño: a igual luminosidad, un diodo LED ocupa menos espacio que una bombilla incandescente.




Luminosidad: los diodos LED son más brillantes que una bombilla, y además, la luz no se concentra en un punto (como el filamento de la bombilla) sino que todo el diodo brilla por igual.




Duración: un diodo LED puede durar 50.000 horas, o lo que es lo mismo, seis años encendido constantemente. Eso es 50 veces más que una bombilla incandescente.




Consumo: un semáforo que sustituya las bombillas por diodos LED consumirá 10 veces menos con la misma luminosidad.

4.4. Elección de elementos luminosos. Como se ha visto en el apartado 4.3 los elementos luminosos que existen en el mercado son de gran variedad, no obstante hay elementos que no han sido nombrados debido a que no son de gran utilidad en el proyecto.

Haciendo un estudio de los elementos que se poseen en el mercado y estudiando las características que se han explicado anteriormente en el apartado 4.3 se puede concluir que los elementos mas acertados para el foco de buceo sean los halógenos y los LED´s.

La lámpara incandescente es la de menor rendimiento luminoso y la que menor vida útil tiene, unas 1000 horas, detalles que hacen de ella una mala opción para la construcción del foco, además el tamaño que las bombillas normales tienen no es el adecuado a las dimensiones del foco de buceo que se va a diseñar. Otro inconveniente es que solo convierte en luz el 15% de la energía que consume, otro

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25% es transformado en calor y el 60% restante se emite en forma de luz ultravioleta, cosa que no nos interesa en absoluto para el diseño del foco. Por tanto elegir un elemento de este tipo seria desperdiciar mucha potencia inútilmente en calor y emisiones ultravioletas.

Como conclusión, no se utilizarán bombillas para el foco de buceo.

Las lámparas de ahorro de energía han sido desechadas desde el primer momento por su tamaño desproporcionado en relación a las dimensiones del foco y porque normalmente se utilizan para reducir la factura de electricidad, cosa de la que no se tendrá que preocupar el usuario del foco, pues se intentará tener un consumo reducido a través de una batería de corriente continua.

Las lámparas halógenas son excelentes candidatas para ser colocadas en el foco de buceo que se pretende diseñar, pues como se ha dicho anteriormente tiene un rendimiento un poco mejor que la incandescente y una vida útil más larga, además de que se necesita menos espacio para la misma potencia que en una bombilla normal o lámpara incandescente. Por estas condiciones los halógenos son elementos luminosos adecuados para colocar en el foco, concretamente se colocarán 2 halógenos de diámetro 35 mm. La disposición de estos se puede ver en los planos adjuntos.

La razón de la elección de dos halógenos es debida a que la batería que mas adelante se selecciona para dar la corriente es capaz de dar 7Ah y los halógenos consumen cada uno 3 A aproximadamente, dejando 1 A para el consumo de los LED´s. Tal vez la característica mas importante de los halógenos es que son los elementos luminosos de mayor potencia que se van a colocar en el foco, y de ellos se sacará el haz de luz principal para iluminar, razón por la cual se colocan 2, de esta manera se tendrá una potencia de luz principal de 70 W, en un tamaño reducido y con un buen rendimiento.

Los elementos fluorescentes también quedan desechados desde el primer momento porque necesitan corriente alterna para funcionar y la batería que se

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colocará en el foco es de corriente continua. Por tanto no se colocarán fluorescentes. El tamaño de estos tampoco es favorable para su colocación en el foco que se pretende diseñar.

Los LED sin embargo son los elementos con mejores características para colocar dentro del foco de buceo, son elementos pequeños a igual luminosidad que una bombilla corriente, tienen una vida útil mas larga (unos 7 años de vida continuada), son más brillantes que una bombilla normal, y su consumo es reducidísimo 20mA. Estas propiedades los hacen los mejores candidatos para ser colocados en el foco a diseñar.

Se ha decidido poner 48 LED en el foco de buceo. Teniendo en cuenta que alimentaremos el circuito con 12 V se tendrá una caída de tensión en cada LED de 3V lo que nos dará una luz blanca brillante-naranja. Se deben colocar los LED en grupos de 4, para así asegurar un total de 12V por cuarteto. Por tanto el número de LED a colocar es múltiplo de 4, y debido al consumo reducido y a su alta luminosidad intentaremos colocar cuantos mas mejor teniendo en cuenta la relación cantidad-precio. De esta manera el número óptimo en cuanto a diseño, luz y precio es de 48 LED. Estos 48 LED tendrán un consumo en total de 0.240 A, 0.02 A por cuarteto. El esquema del sistema eléctrico se puede ver en los planos adjuntos.

Existe la posibilidad de alimentar los LED a más o menos tensión dependiendo del color que queramos que emitan, si se desea cambiar el color, lo único que debe hacerse es colocar resistencia en serie con cada cuarteto de LED para así reducir su tensión o poner tríos de LED con resistencias para aumentar la tensión de los LED. De una manera o de otra el LED sigue consumiendo 0.2 A y en nuestro caso alimentaremos a 3V cada LED para conseguir un luz blanca brillante-naranja.

Resumiendo ya se tienen elegidos los elementos luminosos adecuados para el diseño del foco a realizar, siendo estos 2 halógenos de 12 V 35W y 48 LED´s a 3V 20mA.

Memoria. Estudio y elección de elementos luminosos.

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En los planos adjuntos se presenta un esquema del sistema eléctrico y el conexionado de estos elementos.

Memoria. Estudio y elección de la batería.

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5. Estudio y elección de la batería. 5.1. Introducción. Se le llama batería eléctrica, acumulador eléctrico o simplemente acumulador, al dispositivo que almacena energía eléctrica usando procedimientos electroquímicos y que posteriormente la devuelve casi en su totalidad; este ciclo puede repetirse por un determinado número de veces. Se trata de un generador eléctrico secundario, es decir, de un generador que no puede funcionar sin que se le haya suministrado electricidad previamente mediante lo que se denomina proceso de carga.

También se le suele denominar batería puesto que, muchas veces, se conectan varios de ellos en serie, para aumentar el voltaje suministrado. Así la batería de un automóvil está formada internamente por 6 elementos acumuladores del tipo plomoácido, cada uno de los cuales suministra electricidad con una tensión de unos 2 V, por lo que el conjunto entrega los habituales 12 V o por 12 elementos, con 24 V para los camiones.

El término pila, en castellano, denomina los generadores de electricidad no recargables. Tanto pila como batería son términos provenientes de los primeros tiempos de la electricidad, en los que se juntaban varios elementos o celdas —en el primer caso uno encima de otro, "apilados", y en el segundo adosados lateralmente, "en batería", como se sigue haciendo actualmente.

El mercado actual de baterías es muy extenso, si bien las más importantes o más utilizadas en los últimos años en los diversos aparatos electrónicos o elementos que precisan de una batería para funcionar, lo han hecho con los siguientes tipos: baterías de plomo, baterías de Ni-Cd, baterías de Ni-Mh, baterías Li-ion, baterías LiPo.

Memoria. Estudio y elección de la batería.

35

5.2. Historia. Alessandro Volta comunica su descubrimiento de la pila a la Royal London Society, el marzo 20 de 1800.

Johann Wilhelm Ritter construyó su acumulador eléctrico en 1803. Como muchos otros que le siguieron, era un prototipo teórico y experimental, sin posible aplicación práctica.

En 1860 Gaston Planté construyó el primer modelo de acumulador de plomoácido con pretensiones de ser un aparato utilizable, lo que no era más que muy relativamente, por lo que no tuvo éxito. A finales del siglo XIX sin embargo la electricidad se iba convirtiendo rápidamente en artículo cotidiano y cuando Planté volvió a explicar públicamente las características de su acumulador en 1879 tuvo una acogida mucho mejor, de modo que comenzó a ser fabricado y utilizado casi inmediatamente, iniciándose un intenso y continuado proceso de desarrollo para perfeccionarlo y soslayar sus deficiencias, proceso que dura hasta nuestros días.

Thomas Alva Edison inventó en 1900 otro tipo de acumulador con electrodos de hierro y níquel, cuyo electrolito es la potasa cáustica (KOH). Empezaron a comercializarse en 1908 y son la base de los actuales modelos alcalinos, ya sean recargables o no.

También hacia 1900 Junger y Berg descubrieron en Suecia el acumulador Ni-Cd, que utiliza ánodos de cadmio en vez de hierro, siendo muy parecido al de ferro níquel en las restantes características.

Memoria. Estudio y elección de la batería.

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5.3. Tipos de baterías. A continuación se explicarán las ventajas e inconvenientes de cada una de ellas así como sus problemas de mantenimiento, para poder así elegir de manera mas adecuada el mejor tipo de batería para el foco de buceo.

5.3.1. Baterías de plomo. Las baterías de plomo son un tipo de batería muy común en vehículos convencionales, no híbridos.

Suelen dar 6V, 12V u otro múltiplo, pero la tensión que da cada celda es de 2 V. Tienen una gran capacidad de corriente que las hacen ideales para los motores de arranque.

Su forma más conocida son las baterías de coche. Están formadas por un depósito de ácido sulfúrico y dentro de él una serie de placas de plomo. Según el número de placas, la tensión será mayor o menor.

El Acumulador de plomo está constituido por dos electrodos de plomo que, cuando el aparato está descargado, se encuentra en forma de sulfato de plomo (PbSO4 II) incrustado en una matriz de plomo metálico (Pb); el electrolito es una disolución de ácido sulfúrico. Este tipo de acumulador se sigue usando aún en muchas aplicaciones, entre ellas en los automóviles. Su funcionamiento es el siguiente:

Durante el proceso de carga inicial el sulfato de plomo (II) es reducido a plomo metal en el polo negativo, mientras que en el ánodo se forma óxido de plomo (IV) (Pb O2). Por lo tanto se trata de un proceso de dismutación. No se libera hidrógeno, ya que la reducción de los protones a hidrógeno elemental está cinéticamente

Memoria. Estudio y elección de la batería.

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impedida en una superficie de plomo, característica favorable que se refuerza incorporando a los electrodos pequeñas cantidades de plata. El desprendimiento de hidrógeno provocaría la lenta degradación del electrodo, ayudando a que se desmoronasen mecánicamente partes del mismo, alteraciones irreversibles que acortan la duración del acumulador. Durante la descarga se invierten los procesos de la carga. El óxido de plomo (IV) es reducido a sulfato de plomo (II) mientras que el plomo elemental es oxidado para dar igualmente sulfato de plomo (II). Los electrones intercambiados se aprovechan en forma de corriente eléctrica por un circuito externo. Se trata por lo tanto de una conmutación. Los procesos elementales que transcurren son los siguientes:

PbO2 + 2 H2SO4 + 2 e- -> 2 H2O + PbSO4 + SO42- Pb + SO42- -> PbSO4 + 2 e-

En la descarga baja la concentración del ácido sulfúrico porque se crea sulfato de plomo y aumenta la cantidad de agua liberada en la reacción. Como el ácido sulfúrico concentrado tiene una densidad superior al ácido sulfúrico diluido, la densidad del ácido puede servir de indicador para el estado de carga del dispositivo.

No obstante, este proceso no se puede repetir indefinidamente porque, cuando el sulfato de plomo forma cristales muy grandes, ya no responden bien a los procesos indicados, con lo que se pierde la característica esencial de la reversibilidad. Se dice entonces que el acumulador se ha sulfatado y es necesario sustituirlo por otro nuevo.

Las baterías de plomo no son las baterías mas indicadas para el foco de buceo, sus dimensiones son muy grandes para el diseño del foco y su uso fundamental es en automoción. No se las tendrá en cuenta a la hora de elegir una batería para el diseño del foco.

Memoria. Estudio y elección de la batería.

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5.3.2. Baterías de Níquel cadmio, Ni-Cd. Las baterías de níquel cadmio (abreviadas comúnmente como NiCd) son unas baterías recargables de uso doméstico e industrial (profesionales). Cada vez se usan menos (a favor de la NiMH) debido a su efecto memoria y al cadmio (muy contaminante). Sin embargo, poseen algunas ventajas sobre el NiMh, como por ejemplo los ciclos (1 ciclo = 1 carga y descarga) de carga, que oscilan entre los 1.000 y 1.500 ciclos (+ vida). En condiciones estándar dan un potencial de 1,3 V. (Tensión de trabajo nominal 1.2V).

Utilizan un ánodo de hidróxido de níquel y un cátodo de un compuesto de cadmio. El electrolito es de hidróxido de potasio. Esta configuración de materiales permite recargar la batería una vez está agotada para su reutilización. Cada célula de NiCd puede proporcionar un voltaje de 1,2 V y una capacidad entre 0,5 y 2,3 Ah. Sin embargo, su densidad de energía es de tan sólo 50 Wh/kg, lo que hace que tengan que ser recargadas cada poco tiempo. También se ven afectadas por el efecto memoria.

5.3.3. Baterías de Ni-Mh. Las baterías de níquel metal hidruro son unas baterías recargables de uso doméstico e industrial (profesionales). Cada vez son más usadas, a causa de las nuevas normativas medioambientales que están apareciendo en algunos países, como los países nórdicos.

Estas baterías poseen menos efecto memoria que las baterías de NiCd, aunque del mismo tamaño y peso, estas ofrecen mayor carga o, lo que es lo mismo, mayor depósito.

Memoria. Estudio y elección de la batería.

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Los ciclos de carga de estas baterías oscilan entre las 700 y 500 cargas, algunos de sus inconvenientes son las "altas" temperaturas que alcanzan en las cargas o en los usos.

Utilizan un ánodo de hidróxido de níquel y un cátodo de una aleación de metalhidruro. Cada célula de Ni-H puede proporcionar un voltaje de 1,2 V y una capacidad entre 0,8 y 2,3 Ah. Su densidad de energía llega a los 80 Wh/kg. Este tipo de baterías no se encuentran afectadas por el llamado efecto memoria: en el que en cada recarga se limita el voltaje o la capacidad (a causa de un tiempo largo, una alta temperatura, o una corriente elevada), imposibilitando el uso de toda su energía.

5.3.4. Baterías de Litio ion, Li-Ion. Las Baterías Litio-Ion (Li-ion) utilizan un ánodo de Litio y un cátodo de Ion. Su desarrollo es más reciente, y permite llegar a densidades del orden de 115 Wh/kg. Además, no sufren el efecto memoria.

Esta tecnología se ha situado como la más interesante en su clase en usos para teléfonos móviles y otros aparatos electrónicos. Los teléfonos móviles, las agendas electrónicas, e incluso los nuevos reproductores MP3 vienen con baterías basadas en esta tecnología, gracias a sus varias ventajas:




Una elevada densidad de energía: Acumulan mucha mayor carga por unidad de volumen.




Poco peso: A igualdad de volumen, son menos pesadas que las de tipo Ni-MH o Ni-Cd.




Poco espesor: Se presentan en placas rectangulares, con menos de 5 mm de espesor. Esto las hace especialmente interesantes para integrarlas en dispositivos portátiles que deben tener poco espesor.




Alto voltaje por célula: Cada batería proporciona 3,7 voltios, lo mismo que tres baterías de Ni-Cd (1,2 V cada una).

Memoria. Estudio y elección de la batería.

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Carecen de efecto memoria.




Descarga lineal: Durante toda la descarga, el voltaje de la batería apenas varía, lo que evita la necesidad de circuitos reguladores. Esto puede ser una desventaja, ya que hace difícil averiguar el estado de carga de la batería.




Baja tasa de auto descarga: Cuando guardamos una batería, ésta se descarga progresivamente aunque no la usemos. En el caso de las baterías de Ni-MH, esta "auto descarga" puede suponer un 20% mensual. En el caso de Li-Ion es de solo un 6% en el mismo periodo.

A pesar de todas sus ventajas, esta tecnología no es el sistema perfecto para el almacenaje de energía, pues tiene varios defectos, como pueden ser:


Duración media escasa: Casi independientemente de su uso, sólo tienen una vida útil de unos 3 años.




Soportan un número limitado de cargas: entre 300 y 600, menos que una batería de Ni-Cd o Ni-MH.




Son caras: Su fabricación es más costosa que otras soluciones similares, si bien actualmente el precio se aproxima rápidamente al de las otras tecnologías debido a su gran penetración en el mercado, con el consiguiente abaratamiento.




Pueden sobrecalentarse hasta el punto de explotar: Están fabricadas con materiales inflamables que las hace propensas a detonaciones o incendios, por lo que es necesario dotarlas de circuitos electrónicos que controlen en todo momento la batería.




Peor capacidad de trabajo en frío: Ofrecen un rendimiento inferior a las baterías de Ni-Cd o Ni-MH a bajas temperaturas, reduciendo su duración hasta en un 25%. Esta característica negativa, hace que no sea este tipo de batería una buena candidata a ser elegida para el foco de buceo, pues es posible que a bajas profundidades la temperatura del agua sea reducida y por tanto peor sea el rendimiento de la batería, cosa inadmisible a altas profundidades.

Memoria. Estudio y elección de la batería.

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Estas baterías no tienen efecto memoria, y por ello no hace falta descargarlas por completo. De hecho no es recomendable, dado que puede acortar mucho su vida útil. Sin embargo, y a pesar de no requerir de un mantenimiento especial, al igual que las otras baterías, necesitan ciertos cuidados:


Es recomendable que permanezcan en un sitio fresco (15 ºC), y evitar el calor.




Cuando se vayan a almacenar mucho tiempo, se recomienda dejarlas con carga intermedia.




La primera carga no es decisiva en cuanto a su duración. Es un mito probablemente heredado de las baterías de níquel.




Es preciso cargarlas con un cargador específico para esta tecnología. Usar un cargador inadecuado dañará la batería y puede hacer que se incendie.

Hay que tener en cuenta que existen en el mercado muchas combinaciones de Litio, lo que esto puede llevar a muchas características diferentes.

5.3.5. Baterías de Litio polímero, LiPo. Son una variación de las Baterías Litio-Ion (Li-ión). Sus características son muy similares pero permiten una mayor densidad de energía, así como una tasa de descarga bastante superior.

5.4. Elección de la batería. Como se ha visto anteriormente las posibilidades son muy grandes y se puede escoger de entre muchos tipos de baterías, y dentro de cada tipo baterías con características adecuadas al uso o funcionamiento de nuestro aparato eléctrico. A Continuación se va a realizar una comparativa de baterías para poder estar en disposición de elegir la que mejor se adapte al diseño del foco de buceo.

Memoria. Estudio y elección de la batería.

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En esta primera tabla, vemos una comparativa de los principales modelos del mercado, se puede observar que en la tabla se indica la tensión por elemento que posee cada modelo así como la duración o número de recargar y tiempo necesario para la recarga.

AutoTensión Duración descarga por Tiempo de (numero de por mes elemento carga cargas) (% del (V) total)

Tipo

Energía / peso

Plomo

30-50 Wh/kg

2V

200-300

8-16h

5%

Ni-Cd

48-80 Wh/kg

1,25 V

1500

1h

20 %

Ni-H

60-120 Wh/kg

1,25 V

300-500

2h-4h

30 %

Li-ion

110-160 Wh/kg

3,6 V

500-1000

2h-4h

10 %

Li-Po

100-130 Wh/kg

3,6 V

300-500 (tres años de vida)

1h-1.5h

10 %

Al ver la primera columna de la tabla vemos como la mejor opción es elegir la batería de litio ion, pues es la batería con mayor ratio energía / peso del mercado, pero como se ha explicado anteriormente se sobrecalientan mucho y existe peligro de que se produzca una explosión, y además tienen poca capacidad de trabajo en frío, frío que posiblemente exista a bajas profundidades. La duración de carga de esta batería no es de las peores, pero se puede observar que la que mayor numero de recargas posee es la de níquel cadmio.

Estudiando el tiempo de recarga, se puede ver como existe un tipo de batería claramente superior, la batería de níquel cadmio es la que menor tiempo de carga necesita y mas ciclos de carga posee, lo que la convierte en un elemento con una vida útil elevada, siempre que no se maltrate en exceso. Como inconveniente decir que en

Memoria. Estudio y elección de la batería.

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caso de no usarse durante un largo periodo de tiempo y almacenarla descargada, la pérdida que se tiene es de un 20 % casi la mas alta de todas. Simplemente como precaución a este tipo de pérdidas, se debería cargar la batería poco tiempo antes de ser utilizada, y puesto que necesita poco tiempo para la recarga, es fácil cargarla horas antes de su utilización.

En conclusión de esta tabla la batería que mejor se adapta al diseño del foco de buceo es la de níquel cadmio, por poseer una cantidad elevada de ciclos de carga, lo que confiere al foco una mayor vida útil y por tanto no hará falta sustituir la batería muy a menudo, pues se intenta diseñar el foco y escoger sus elementos para tener que desmontarlo lo minino posible. Y además la batería de níquel cadmio posee la ventaja de que el tiempo de carga es el mas reducido.

Para poder escoger una batería adecuada se han estudiado muchos tipos de baterías de diferentes sitios, se han buscado baterías en Amidata y Sanyo y de todos los modelos los elegidos en primera opción fueron los siguientes, todos ellos de níquel cadmio. Empresa

Tipo

Amidata

Capacidad Tensión

Precio

Total Dimensiones

Dimensiones

(Ah)

(V)

unitario

totales

315-8360

5

1,2

10,41

104,1

φ33x60

165x60x66

Amidata

315-8348

5

1,2

11,36

113,6

φ33x60

165x60x66

Amidata

377-7781

5

1,2

12,43

124,3

φ33x60

165x60x66

Sanyo

KR10000M

10

1,2

54,72

547,2

φ43x91

215x91x68

Sanyo KR-5000DEL

5

1,2

11,95

119,5

φ33,2x59,5

165x60x67

Sanyo

KR-FH

7

1,2

14,55

145,5

φ33,2x91

165x91x67

Amidata

124970

4

12

99,85

99,85 168x70,8x67,3 168x70,8x67,3

Amidata

120185

7

12

74,68

74,68 168x70,8x96,1 168x70,8x96,10

Amidata

120212

4

12

96,68

96,68 168x70,8x67,3 168x70,8x67,3

Al ver la tabla se puede observar que la más barata es la amidata 120185 además esta batería posee una capacidad de 7 Ah que se ajusta perfectamente con el tipo de iluminación que se ha elegido para el diseño del foco, las dimensiones de ésta son

Memoria. Estudio y elección de la batería.

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adecuadas a las dimensiones del foco de buceo, pues el foco dispondrá de un alojamiento para la batería de unos 200mm de longitud y 123 mm de diámetro, donde cabe sin problemas la batería 120185. La tensión que nos proporciona es de 12 V justo la que se necesita para alimentar a los halógenos y a los cuartetos de LED. Luego es la mejor opción prestaciones precio que podemos elegir.

Finalmente la opción elegida es:




Batería Saft 120185 10VR7FL 7Ah




Código RS:




Precio: 74.68 €

12V

538-9774

Ilustración 11: Batería Saft 120185 10VR7FL 7Ah 12V

En la ilustración 11 se puede ver una imagen de la batería elegida. Las características y el modelo completo se pueden ver en el siguiente enlace:




www.amidata.es poniendo el código RS: 538-9774 en búsqueda por código RS.

Memoria. Estudio y elección de la batería.

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Las características del modelo elegido y modelos similares se muestran en la siguiente tabla, se marca la batería finalmente escogida:

Para resumir, tenemos un batería de 12V 7Ah que alimenta a 2 halógenos de 12V 35W y 48 LED´s de 3V a 20 mA.

De esta manera se dispone de aproximadamente 1 hora de luz continuada, pues como se explicó anteriormente, los halógenos consumen 3 A cada uno haciendo un total de 6 A para los halógenos, y los cuartetos de LED consumen 0.02 A cada cuarteto, si se tienen 12 cuartetos, el total es de 0.240 mA. El consumo total es por tanto de 6.240 A y si la batería es capaz de dar 7 Ah, el tiempo disponible de luz rodará la hora o hora y unos minutos tal vez, tiempo que como se ha explicado en apartados anteriores es suficiente para realizar una inmersión segura.

Memoria. Estanqueidad.

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6. Conexionado batería elementos luminosos. 6.1. Introducción. Una vez elegidos los elementos luminosos y la batería a utilizar para fabricar el foco de buceo debemos estudiar la manera de conectarlos para evitar cualquier confusión o error de funcionamiento.

El circuito eléctrico del foco de buceo se explicará a continuación, no obstante si hay alguna duda acerca de la manera de conectar los elementos y las baterías, existe un plano del esquema eléctrico de la circuitería instalada en el foco de buceo para aclarar la manera de conectarlos y entender mejor el funcionamiento del mismo.

6.2. Circuito eléctrico. El circuito eléctrico estará formado por los elementos que se citan a continuación, el circuito será en corriente continua a 12V y con una intensidad de 6.24 A.

6.2.1. Elementos y características. La batería elegida es la batería Saft 120185 10VR7FL 12V 7Ah, esta batería nos proporciona corriente continua a 12V de tensión con una capacidad de 7Ah.

Los halógenos seleccionados son halógenos 12V 35W, por lo que tienen un consumo de 3 A aprox. Cada uno de ellos y como ya hemos dicho se conectarán 2 halógenos al circuito.

Memoria. Estanqueidad.

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Los LED seleccionados se alimentarán a 3V 0.020 A y en total toda la matriz de LED consumirá 0.24 A y una potencia de 2.88 W.

El interruptor será magnético, del tipo M 106 S&G encapsulado en aluminio. En la ilustración 12 se puede ver el tipo de interruptor. El interruptor magnético consta de 2 elementos, uno de ellos el que lleva el cable es el circuito interno del propio interruptor donde existen 2 placas metálicas que cierran el circuito.

Ilustración 12: Interruptor magnético M106 S&G.

El otro elemento es un imán propiamente dicho. Este imán al acercarse una distancia suficiente al circuito interno (40 mm en el caso del modelo M106 S&G) hace que se pongan en contacto las placas metálicas del circuito interno del interruptor, lo que hace que se cierre el circuito eléctrico y se permita el paso de corriente. De esta manera se cerrará el circuito del foco y comenzará a dar luz.

6.2.2. Conexionado de elementos. Se explicará a continuación la manera de conectar los elementos al circuito y las posibles variantes que este puede tener.

Conexión real.

La batería es el elemento principal del circuito y todo debe ir conectado a ella, para empezar estableceremos un punto de referencia para el inicio del circuito. La

Memoria. Estanqueidad.

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borna de salida de la batería será el punto de partida, para más tarde finalizar o cerrar el circuito por la borna de entrada. Desde este punto de referencia, borna de salida de la batería, partirá un cable que irá directamente conectado al interruptor magnético. El interruptor magnético, que como se puede ver en la lustración 12 posee dos elementos, uno con el circuito eléctrico interno y otro elemento es el imán que cierra su circuito interior como se ha explicado anteriormente en el apartado 6.2.1. Por tanto tendremos en el interior del foco de buceo la batería con todo el circuito eléctrico y en la parte exterior el imán que nos facilitará el cierre del circuito.

Tenemos entonces conectado el interruptor magnético a la borna de salida de la batería mediante un cable, la salida del interruptor magnético lleva un cable que mas adelante se debe bifurcar en 14 salidas, 12 para cada cuarteto de LED y 2 para cada halógeno.

Cada halógeno debe estar alimentado a 12V luego se van a conectar los 2 halógenos en paralelo a 12V.

Lo mismo ocurre con cada cuarteto de LED, primero se conectaran 4 LED en serie, como en cada LED necesitamos una caída de tensión de 3V al conectar 4 en serie necesitaremos una caída de 12V. Luego tendremos 12 cuartetos de 4 LED en serie en el que cada cuarteto necesita 12V de tensión cada uno. Se deben sacar 12 bifurcaciones par poder conectar los 12 cuartetos de LED en paralelo con la batería y con los halógenos.

De esta manera tenemos conectado en paralelo 2 halógenos y 12 cuartetos de LED a 12V que es la tensión que proporciona la batería. Solamente falta cerrar el circuito. Las salidas de los halógenos y cuartetos de LED deben ir todas ellas conectadas a la borna de entrada de la batería y así cerrar el circuito definitivamente, luego se deben unir las 14 bifurcaciones de los 2 halógenos y 12 cuartetos de LED para poder conectar un solo cable a la batería.

Memoria. Estanqueidad.

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Posibles conexiones.

Existe la posibilidad de conectar los elementos de diferente manera a la que se han conectado en el circuito real que lleva el diseño del foco de buceo. No obstante los elementos son los mismos salvo por pequeñas resistencias que se colocan para modificar la tensión de los LED.

El conexionado de la batería, interruptor, y halógenos es el mismo que en el caso anterior. La diferencia está en unas pequeñas resistencias que se pueden introducir en serie con los cuartetos de LED cuya única función es cambiar la tensión que ven los LED y así elegir otro color de LED´s para el foco. Como se ha explicado anteriormente al cambiar el color emitido por los LED´s los voltajes a los que hay que alimentar los LED´s son distintos, de esta forma se puede elegir el color que se quiere para la iluminación del foco de buceo.

Si se quiere que cada LED ilumine en otro color, y la diferencia de potencial a aplicar en cada LED es menor de 3 V dependiendo del color elegido, lo único que hay que hacer es colocar antes de cada cuarteto de LED una resistencia de valor apropiada al color que se quiere emitir.

Si por el contrario se desean colores de LED´s que necesitan una diferencia de potencial mayor de 3V, el proceso es mas complicado pues se debe deshacer los cuartetos y formar tríos de LED de tal manera que estarían alimentados a 4V cada LED del trío. El inconveniente de esta elevación de tensión es que al formar tríos de LED se necesitan 16 tríos de LED y por tanto tendremos un consumo mayor de corriente que se vería elevado de 0.24 A a 0.32 A. De todas formas no es una diferencia tan grande como para ser tenida en cuenta en el circuito del foco de buceo. Lo mas incómodo de esta conexión es que se debe deshacer la matriz de 4x12 y se debe hacer otra de 3x16, cosa que es poco recomendable, dado que se pretende fabricar un foco para evitar en todo lo posible ser desmontado a menudo.

Memoria. Estanqueidad.

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Si lo que se desea es alimentar los LED con tensiones entre 4V y 3V, lo único que habría que hacer es introducir resistencias adecuadas a la tensión que se desea alimentar los LED a partir de la matriz 3x16 en la que los LED están alimentados a 4V, y así ir disminuyendo la tensión mediante la introducción de resistencias.

A continuación se muestran una lista con las tensiones que se deben aplicar a los LED´s de diferentes colores, pues la diferencia de potencial a aplicar depende del color que emita el LED:




Rojo = 1 V




Rojo alta luminosidad = 1,9V




Amarillo = 1,7V a 3V




Verde = 2,4V




Verde alta luminosidad = 3,4V




Naranja = 2,4V




Blanco brillante = 3,4V




Azul = 3,4V




Azul 430nm = 4,6V




Blanco = 3,7V

Lo que quiere decir que los LED´s que emiten color rojo, deben ser alimentados a 1 voltio de tensión.

En el esquema real del foco de buceo se han elegido LED´s a 3V por facilidad en el montaje. En el capitulo de cálculos se explicará la manera de realizar los cálculos necesarios para saber el valor de la resistencia a colocar dependiendo del color deseado para la iluminación del foco.

Memoria. Estanqueidad.

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7. Estanqueidad. 7.1. Introducción. Todo aparato, máquina, conjunto... que vaya a trabajar en presencia de líquidos o gases a distintas presiones necesita mantener una atmósfera de trabajo definida para llevar a cabo su propósito, necesita de elementos estanqueizantes que le ayuden a mantener esa atmósfera de trabajo adecuada a sus condiciones de uso.

En lo que al proyecto respecta es necesaria la separación entre el exterior y el interior del foco, pues el foco de buceo trabajará en condiciones normales bajo el agua, y al poseer en su interior un circuito eléctrico con elementos que no deben mojarse, es necesaria la utilización de juntas estanqueizantes para asegurar su buen funcionamiento en condiciones normales de uso. Se debe separar entonces el circuito eléctrico del foco del agua del mar y de la presión que esta ejerce sobre el exterior del foco.

Los elementos mas indicados y tal vez los mas utilizados para este tipo de propósito son las juntas tóricas. En casi todos los elementos de buceo que necesitan de una separación aire agua se utilizan estas juntas tóricas, pues su rendimiento y eficiencia están mas que demostradas para este tipo de actividad.

En el buceo normalmente se utilizan estas juntas tóricas en las zonas de unión de las griferías de las botellas con el regulador a través del cual se absorbe el aire para respirar bajo el agua.

Por tanto la juntas tóricas serán los elementos que se usarán para el diseño del foco evitando así la intrusión de agua en el interior y evitando que se moje el circuito de iluminación.

Memoria. Estanqueidad.

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7.2. Juntas tóricas. 7.2.1. Definición. Se denomina junta tórica, a un elemento toroidal de goma elástico, que tiene como funcionalidad asegurar la estanqueidad, entre otros equipos, en los cilindros hidráulicos y en el equipamiento de submarinismo acuático. En general se encuentra en los equipos donde no puedan entrar líquidos ni salir aire. Las juntas tóricas se instalan en ranuras practicadas al efecto en los elementos de cierre, preferentemente en los ejes y tapas de cierre. A la hora de elegir una junta tórica se debe tener en cuenta la aplicación que va a tener para poder elegir el material adecuado de la misma. Lo más importante que se necesita conocer de la aplicación es la presión de trabajo que va a soportar y la temperatura de trabajo que va a tener.

7.2.2. Generalidades, funcionamiento y materiales. Las juntas tóricas poseen una normativa para su designación, la denominación normalizada de las juntas tóricas se presenta expresando el diámetro exterior, el de la sección y el material, por este orden, a continuación se muestra un ejemplo y la ilustración 13 que ayuda a entender mejor la designación.

Un ejemplo es LR 34.65x1.78 NBR70.

Ilustración 13: Ejemplo designación junta tórica.

Memoria. Estanqueidad.

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La junta tórica realiza su función de estanqueizar por deformación de su sección. Al delimitar el espacio de alojamiento existe una interferencia del material de la junta con el metal, que produce el efecto de cierre, lo que puede verse en la ilustración 14.

Ilustración 14: Funcionamiento junta tórica sin presión del medio y con presión del medio.

Las ventajas que hacen de la junta tórica un elemento muy interesante para el proyecto son:




Su reducida sección que permite pequeños espacios de montaje.




Su facilidad de introducción en el sitio dedicado a ellas.




Su bajo coste.




La amplia gama de materiales de fabricación.

Las juntas tóricas pueden ser fabricadas por una gama de materiales extensa, a continuación se muestra una tabla con los principales materiales de gran aplicación en la industria actual. En la tabla se muestra la dureza, los principales campos de aplicación de los distintos tipos de juntas, las características principales de cada modelo y las temperaturas de servicio a las que están diseñadas para asegurar un buen funcionamiento. La tabla resumen es la que se muestra a continuación, tabla de donde se escogerá el tipo de junta tórica a utilizar en el foco de buceo que se está diseñando.

Memoria. Estanqueidad.

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Material

Dureza

Caucho Acrílnitrico Butadieno NBR

60 70 90

Vitón FPM

Silicona MVQ

75

70

Etileno-Propileno EPDM

70

Neopreno CR

70

Perfluor elastómero FFPM

70

Principales campos de aplicación Construcción de máquinas en general. Aparatos hidráulicos y neumáticos, bombas. Construcción de aparatos químicos, instalaciones con líquidos hidráulicos difícilmente inflamables Construcción de aparatos químicos, industria alimentaria

Características principales

Temperatura de servicio

Resiste a los aceites minerales y vegetales, alcalis, alcoholes, gas, agua, glicoles, soluciones salinas.

-30 a 100ºC

Alta resistencia al calor sumado a una excepcional resistencia química. Resistente a aceites, hidrocarburos alifáticos y líquidos hidráulicos difícilmente inflamables.

-15 a 200ºC

Amplio campo de temperaturas, compatible con los alimentos.

-60 a 200ºC

Buena resistencia al agua caliente y al vapor, al Construcción de envejecimiento y a los calentadores, bombas, técnica agentes nuclear. atmosféricos(no resiste los aceites y las grasas minerales) Resistencia a los agentes atmosféricos, al envejecimiento, Compresores alcalis, alcoholes, frigoríficos. grasas, glicoles, ozono y productos refrigerantes. Construcción de aparatos Resiste a casi todos los químicos, industria productos químicos. petroquímica y aeroespacial.

-40 a 150ºC

-40 a 100ºC

-30 a 230ºC

En la tabla anterior se ve como la mejor opción para el foco de buceo es la primera las del tipo NBR. Puesto que son resistentes a soluciones salinas y resisten temperaturas de –30 a 100 ºC.

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7.2.3. Normas de construcción. Las juntas tóricas deben tener una serie de características adecuadas para poder realizar de manera eficaz su función, estas características depende de sus dimensiones y de la presión que deben soportar una vez colocadas en sus alojamientos. A continuación se explica el fenómeno de extrusión que tiene lugar cuando esta trabajando la junta tórica.

Extrusión es la tendencia de los elastómeros a fluir entre la tolerancia de las dos superficies a estanqueizar, cuando son sometidos a presión. En la ilustración 15 se puede observar esa tendencia a fluir de los elastómeros.

Ilustración 15: Fenómeno de extrusión en juntas tóricas.

Para que este fenómeno no ocurra debe dejarse una ranura de extrusión adecuada a la presión máxima de trabajo. Como se dijo anteriormente la presión máxima de trabajo del foco de buceo es a una profundidad de 40 metros, luego a una presión de 5 bar. En la ilustración 16 se puede ver el valor de las tolerancias para asegurar el correcto funcionamiento en la aplicación estática.

Memoria. Estanqueidad.

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Ilustración 16: Tolerancias para aplicación estática.

Se puede ver como para el caso del foco de buceo a 5 bar de presión se necesita una ranura de 0.3 mm aproximadamente entre las piezas que arropan la junta tórica para la curva de 70 Shore A, de dureza 70, que corresponde al tipo de junta elegido, pues se ha dicho que se usarán juntas tóricas modelo NBR70. Este valor de 0.3 mm entre piezas es el que se ha tomado para realizar el alojamiento de las tóricas en el diseño del foco de buceo.

7.2.4. Acabados superficiales. Para alargar la vida de una junta tórica y conseguir una estanqueidad óptima es necesario que las superficies de contacto con el elastómero tengan un acabado superficial adecuado. En aplicaciones estáticas la norma nos da los siguientes valores para las zonas de estanqueidad y las paredes del alojamiento, que se puede observar en la ilustración 17.

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Ilustración 17: Acabado superficial tóricas.

La norma nos dice que para las zonas de estanqueidad es necesario el siguiente acabado superficial:




Casos normales: Ra 0.8 µm, Rt 6.3µm




Vacío hasta 10




Vacío hasta 10

−8

Torr: Ra 0.4 µm, Rt 3 µm.

−10

Torr: Ra 0.05/0.1 µm.

En las paredes del alojamiento debemos conseguir el siguiente acabado superficial:




Ra 3.2 µm, Rt 22 µm.

7.2.5. Dimensiones del alojamiento. Para asegurar el buen funcionamiento de una junta tórica es necesario que tenga un alojamiento adecuado a la función que va a realizar. A continuación vemos los dos casos que se presentan en la construcción del foco de buceo, estos casos son el de compresión axial y compresión radial, ambas en aplicación estática por supuesto.

En el foco de buceo solamente se presenta un caso de compresión axial, el cual se da en la junta tórica situada entre el cristal y la tapa delantera del foco, en caso de duda se pueden consultar los planos adjuntos para ver su disposición final en el conjunto del foco de buceo. Este tipo de compresión axial es interna, pues la presión

Memoria. Estanqueidad.

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mayor se encuentra en el interior de la junta tórica y esta presión la empuja hacia fuera.

Ilustración 18: Compresión axial, presión interna.

El diámetro exterior del alojamiento F debe coincidir con el diámetro exterior de la junta tórica.

Llegado este punto debemos calcular las dimensiones del alojamiento que nos da la norma para el caso de compresión axial por presión interna. En la ilustración 18 se puede ver las tolerancias y como actúa la junta en caso de presión, los valores se sacan de la tabla de la ilustración 19.

Ilustración 19: Tabla de valores numéricos para tolerancias.

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Los valores que se han tomado para el diseño del foco de buceo son los correspondientes a la fila de sección 2.5 mm, pues es la sección mas adecuada para las dimensiones generales del foco, véanse planos adjuntos. Luego las dimensiones definitivas son D=1.9 y C=3.3 aplicando además las tolerancias que aparecen en la ilustración 18.

El caso de la compresión radial es el caso del resto de juntas tóricas que se instalarán en el foco de buceo, 2 en la parte de contacto del tubo principal con la tapa trasera y otra en la zona de contacto del tubo principal con la tapa delantera, véanse planos adjuntos para aclaraciones.

Las tolerancias y dimensiones para el caso de compresión radial y aplicación estática son los que muestran en la ilustración 20, y los datos de las dimensiones son obtenidos de la tabla de la ilustración 19 igual que en el caso de compresión axial.

Ilustración 20: Compresión radial.

7.3. Elección de juntas tóricas. Definidos todos los parámetros y formas de funcionamiento de las juntas tóricas, nos encontramos en disposición de elegir las juntas tóricas mas acordes con nuestro tipo de funcionamiento del foco.

Memoria. Estanqueidad.

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Se ha visto anteriormente que nuestra aplicación es estática, pues no se tienen partes móviles una vez construido el foco de buceo, son juntas que no estarán sometidas a esfuerzos dinámicos o de rozamiento entre ejes y demás. Por tanto es bastante claro que el foco llevará juntas tóricas de aplicación estática.

El tipo de junta tórica o material de ésta es el que se eligió de la tabla del apartado anterior, el tipo es el NBR70 que resiste bien a las soluciones salinas y su intervalo de funcionamiento de temperaturas va desde –30 a 100 º C, temperaturas que no se alcanzarán nunca en el foco de buceo que se pretende diseñar.

De acuerdo con la colocación de las juntas en el foco de buceo se puede observar que se necesitan 3 juntas con aplicación estática y compresión radial y 1 sola junta tórica con aplicación estática y compresión axial con presión interna. Se recomienda mirar los planos adjuntos para ir siguiendo la explicación.

Si miramos las dimensiones generales del foco, podemos seleccionar los diferentes tipos de juntas tóricas que según nos marcaba la norma con los valores de tolerancias y designación, son del tipo:




3 juntas LR 125x2.5 NBR70




1 junta LR 127x2.5 NBR70

Una vez seleccionadas las juntas, se modificó en parte el diseño previamente establecido para poder ajustar las ranuras a las tolerancias que nos decía la norma. Cosa que se explicará mas adelante en el apartado diseño estructural del foco de buceo.

Haciendo una recopilación general, ya disponemos de todos los elementos necesarios para realizar el diseño definitivo del foco de buceo. Se han elegido una batería con unas dimensiones y una potencia acorde con los elementos luminosos de potencia adecuada. Se han elegido también las juntas tóricas necesarias para la estanquidad del foco, solo falta el diseño final del foco de buceo.

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8. Diseño estructural del foco de buceo. 8.1. Introducción. Con todos los elementos importantes del circuito y de la estanqueidad seleccionados de entre todos los disponibles nos encontramos en disposición de realizar el diseño definitivo del foco de buceo.

En el desarrollo del proyecto se fueron realizando distinto diseños en paralelo con la elección de los elementos luminosos y de las juntas tóricas, y finalmente se adaptaron todos los diseños a los valores finales de los elementos. Lo que quiere decir que el diseño no se realizó a partir de los datos finales de las elecciones, sino que al seleccionar la batería se adaptó el tamaño del primer diseño al tamaño de la batería elegida. De la misma manera se han ido adaptando las dimensiones de las juntas tóricas y de los alojamientos que se deben realizar en el foco para colocar las juntas.

En resumen, el diseño final es la combinación de todos los resultados obtenidos poco a poco en el proceso de selección y del primer diseño conceptual de cómo se quería que fuese el foco de buceo. Hay que tener en cuenta que estos procesos de desarrollo siempre han ido en paralelo, para al final, llegar a este diseño definitivo.

El programa de diseño que se ha utilizado para diseñar el prototipo el es CATIA, de donde se sacaron los planos y conjuntos.

8.2. Piezas del foco de buceo. A continuación se nombrarán una a una las distintas piezas que componen el foco y se realizara una breve descripción de su forma definitiva, se contará como encajan entre ellas y que función tiene cada una de las piezas en el conjunto.

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8.2.1. Tubo principal. El tubo principal es la pieza base del foco de buceo, es la pieza en la cual va a ir alojada la batería y a partir de la cual surge el diseño de todas las demás. En la ilustración 21 se puede ver la pieza final en 3 dimensiones.

El tubo principal es el encargado de alojar la batería y estar adecuadamente mecanizado para el perfecto encaje con la tapa delantera y la tapa trasera. Además el tubo principal lleva en su interior una chapa de aluminio donde deben ir colocados los elementos luminosos, luego la chapa debe tener las dimensiones interiores del tubo. Las dimensiones finales del diámetro exterior e interior del tubo se obtuvieron cuando se eligió la batería definitiva y se sabían las dimensiones que esta tenía.

El tubo está en contacto por su parte delantera con el cristal que permite la iluminación del medio de los elementos luminosos. Para hacer este contacto entre aluminio y cristal mas suave, se colocará entre las piezas un aro de neopreno delgado para evitar rayar el cristal con el aluminio y así asegurar un contacto mas uniforme entre las dos piezas. Entre el cristal y la tapa delantera se coloca una junta tórica con la misma función, suavizar el contacto entre cristal y aluminio y estanqueizar la unión.

Por tanto por la parte delantera el tubo limita con un aro de neopreno para asegurar un mejor contacto con el cristal. La parte delantera del tubo principal deberá estar preparada para encajar con la tapa delantera. Esta unión con la tapa delantera se realiza gracias a una rosca de paso 1 que existe en el exterior del tubo y en el interior de la tapa delantera, todos estos detalles constructivos se pueden ver en los planos de conjunto adjuntos. La conexión entre tubo y tapa delantera se efectúa entonces mediante una rosca de paso 1, paso adecuado a las dimensiones generales del diseño.

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Ilustración 21: Tubo principal.

En la parte delantera del tubo debe existir además un alojamiento para la junta tórica que debe asegurar la estanqueidad entre el tubo principal y la tapa delantera. Este alojamiento servirá para introducir la junta tórica y evitar la posible entrada de agua por las posibles holguras entre tubo principal y tapa delantera. Decir también que la propia rosca de paso 1 que se encuentra antes de la junta tórica ofrece una resistencia al paso del agua que es de gran ayuda para evitar su intrusión en el interior del foco.

Tenemos por tanto en la parte delantera del tubo principal una rosca y una junta tórica que evitan la entrada de agua entre el tubo principal y la tapa delantera.

La parte de atrás del tubo principal tiene que estar igualmente preparada para evitar la entrada de agua que pueda existir debido a las holguras entre el tubo principal y la tapa trasera. En este caso se colocan 2 juntas tóricas en la tapa trasera que harán contacto con la superficie interior del tubo principal cuya función es evitar la entrada de agua por la parte trasera.

En la parte trasera interior del tubo principal se ha practicado una rosca de paso 1 para unir la tapa trasera. La unión entre tubo principal y tapa trasera se hace mediante una rosca de paso 1.

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Se tienen entonces 2 juntas tóricas y después una rosca que como se ha explicado anteriormente también dificulta la entrada de agua al interior del foco, salvo que en esta ocasión se han colocado antes 2 juntas tóricas para evitar por completo que el agua llegue a la rosca, pues la rosca dificulta la entrada de agua, pero a altas presiones no impide su entrada. Se colocan pues 2 juntas para asegurar el cierre completo.

Decir para terminar que se debe tener cuidado con los acabados superficiales de las paredes del alojamiento y las superficies que presionan la junta tórica, todo esto esta explicado en apartados anteriores y se pueden mirar los planos para observar dichos acabados superficiales.

8.2.2. Tapa delantera. La tapa delantera encaja con el tubo principal mediante una rosca de paso 1, tiene la función de apretar el cristal contra el tubo principal para evitar cualquier entrada de líquido. En la ilustración 22 se puede ver la forma final que adopta.

Ilustración 22: Tapa delantera.

La tapa delantera posee un alojamiento para una junta tórica, esta junta tórica es la única que trabaja en compresión axial interna. Se encuentra comprimida por la

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tapa delantera y por el cristal y su función es evitar cualquier posible entrada de agua salada entre la tapa delantera y el cristal.

En esta pieza se debe tener especial cuidado con las superficies de contacto con juntas tóricas, además del propio alojamiento, tiene una superficie en contacto con la junta tórica que se coloca en la parte delantera del tubo principal, superficie por lo tanto que requiere un buen acabado superficial.

En la ilustración 23 se puede observar los distintos diámetros de la pieza delantera así como el alojamiento para la junta tórica en contacto con el cristal.

Esta pieza se mecaniza con el torno al igual que todas las piezas de revolución que posee el diseño, como mas adelante se explicará se debe prestar especial atención a la manera de agarrar la pieza para no perder precisión en las partes mecanizadas con anterioridad. Se puede decir que es preciso e importante tener claro como han de colocarse las piezas en el torno para poder obtener en orden adecuado las medidas que indican los planos, para eso se adjuntan con los planos las hojas analíticas de fases y operaciones que mas adelante se explicarán y en las que se encuentran dibujadas las maneras de amarre y su orden correspondiente.

Ilustración 23: Tapa delantera, alojamiento junta tórica.

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La tapa delantera tiene un redondeo por la parte de delante para evitar posibles cortes por contactos imprevistos.

8.2.3. Tapa trasera. La tapa trasera se encarga de cerrar la parte de atrás del tubo principal en su totalidad, esta se encaja con el tubo principal gracias a una rosca de paso 1 que posee en la superficie exterior, y que encaja con la rosca interior que se había practicado en la superficie interior del tubo principal.

En esta tapa trasera Irán colocadas 2 juntas tóricas, por lo que se debe prestar especial atención al acabado superficial de las zonas indicadas por la norma. En la ilustración 24 se puede ver la pieza trasera del foco.

Ilustración 24: Tapa trasera.

Se puede ver en la ilustración 24 el orificio practicado para las juntas tóricas. La parte trasera también se encuentra redondeada para evitar posibles cortes que se pueden producir con aristas vivas en este tipo de piezas.

La parte trasera además debe presentar un orifico para poder colocar el asa a través de la cual se cogerá el foco y se manejará con facilidad. Esta asa como se explicará mas adelante ira sujeta con tornillos de métrica 7.

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Se puede ver como esta pieza esta vaciada por la parte que da al interior del foco, esto es debido a que el interruptor magnético es capaz de activarse con 40 mm de distancia. El vaciado interior de la tapa trasera se debe a esta razón, a que el espesor de aluminio que se debe interponer entre las 2 partes del interruptor no puede ser excesivamente grande. Además mecanizando la parte interior de la tapa trasera se consigue aligerar peso, pues ese material no tiene ninguna función y aligerar peso siempre es de ayuda para aumentar la manejabilidad del foco.

Se explicará mas adelante el proceso de fabricación de esta pieza, y al igual que todas las demás se debe prestar atención al acabado superficial para asegurar el buen funcionamiento de las juntas tóricas que se colocan abrazando a la tapa trasera y que están en contacto con la parte trasera del tubo principal donde también debe haber un buen acabado superficial.

8.3.4. Chapa de luces. Esta pieza es de las más atractivas debido al diseño que posee. En un principio se colocaron los alojamientos para los halógenos según y como están puestos en el diseño final. El problema fue colocar los alojamientos para los LED.

Para realizar la configuración mas adecuada para los LED, primero fue necesario establecer el número de LED que se iban a colocar, que debía ser múltiplo de 4 como se ha explicado en apartados anteriores. En principio se realizaron varios diseños con un número distinto de LED y finalmente se opto por colocar 48 LED debido a la relación precio-cantidad. Una vez elegido el número definitivo de LED se propusieron varios diseños y se optó por el que mas concentraba la luz y mas separados estuviesen los elementos luminosos de las piezas exteriores del foco, para evitar cualquier sobrecalentamiento excesivo.

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Se optó entonces finalmente por colocar los orificios de los LED en matrices polares alrededor de los alojamientos para los halógenos, esto se puede ver en la ilustración 25 que se muestra a continuación.

Ilustración 25: Chapa de luces, configuración polar.

Esta configuración permite una concentración de luz en la parte central del foco que complementa de manera óptima la luz que producen los halógenos centrales. Otra de las razones de la elección de esta colocación de los LED fue que el diseño propio era atractivo.

No obstante, lo atractivo del diseño se convirtió en dificultad para programar el control numérico, pues como se explica mas adelante es un proceso laborioso. Ver líneas de código de control numérico adjuntas.

La función de esta pieza es sencilla, sirve de apoyo a los elementos luminosos y los orienta de manera adecuada a donde debe dirigirse la luz que proporcionan. Se pensó en algún momento el proporcionar a la chapa de un cromado especial para redirigir los posibles rayos que no salieran directamente hacia delante, pero los propios halógenos ya disponen de carcasa parabólica y elementos cromados y los LED son elementos con un compromiso entre direccionalidad y ángulo de visión de

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buena calidad. No se consideró necesaria la posibilidad de cromar la chapa de luces para mejoras la direccionalidad y luminosidad del foco.

Para sujetar esta chapa de luces al interior del foco se puede hacer varias cosas. Se puede en un principio y siguiendo y respetando las dimensiones de los planos, establecer puntos de soldadura entre el interior del tubo principal, o bien colocar tubos interiores de espesor reducido que hagan tope con las piezas que limitan el interior del foco, en este caso por la parte de adelante con el cristal y por la parte de atrás con el limite de la tapa trasera.

Se recomienda que la decisión final sea la de la soldadura, pues fija de manera permanente la chapa y evita el colocar tubos interiores que a la hora de desmontar y montar serian muy molestos.

8.3.5. Asa. El asa debe ser lo suficientemente cómoda como para asegurar una inmersión tranquila.

La función principal del asa es conectar el foco de buceo a un elemento anatómico que sea cómodo para poder amarrarse con facilidad y adaptarse en todo momento a las necesidades del usuario. La forma final del asa o mango es la que se ve en la ilustración 26 que se muestra a continuación.

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Ilustración 26: Asa.

El asa como puede observarse en la ilustración 26 posee varios orificios en la parte trasera, 2 de ellos son agujeros pasantes que permiten agarran el asa a la tapa trasera por medio de tornillos. Como se vió anteriormente la tapa trasera tiene practicados dos orificios en su parte trasera para alojar tornillos de métrica 7. Estos tornillos pasarán a través de los orificios del asa y asegurarán el asa con fuerza a la tapa trasera y finalmente al conjunto entero.

Existe un orificio adicional al de los dos agujeros pasantes, se realizó este agujero para amarrar cuerdas que permitan llevar el foco colgando cuando no se esté usando. Esta fue la idea con la que fue colocado en esa posición pero su uso no esta definido ni es de importancia en el diseño del foco.

8.3.6. Cristal. El cristal es de vital importancia por la peligrosidad que este supone en caso de rotura. El cristal será cortado a medida en la propia casa donde se realiza el pedido y la única propiedad importante para su uso subacuático es que sea cristal templado. De esta manera se puede asegurar que en caso de rotura no existirán partes de tamaño grandes y cortantes que puedan suponer un gran peligro para los usuarios del foco de buceo. Sus medidas principales se encuentran en los planos adjuntos.

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8.4. Conjunto final. El proceso y orden de montaje se explicarán al final del proyecto. El proyecto en su conjunto una vez montado debe tener el aspecto que se ve en la ilustración 27 que se muestra a continuación.

Ilustración 27: Conjunto foco de buceo.

A continuación se muestra en la ilustración 28 una imagen de la explosión del conjunto para entender por lo menos de manera intuitiva la colocación de las piezas en su conjunto.

En la ilustración 28 se puede ver que los elementos coloreados en negro son las juntas tóricas. Los elementos coloreados en azul son las tapas delantera y trasera. El tubo principal está coloreado en amarillo y el asa está coloreada en rojo. La chapa de luces es de color gris y el cristal es la pieza transparente que se puede observar.

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Ilustración 28: Explosión del conjunto foco de buceo.

Esta es la imagen intuitiva de cómo deben ir colocados los elementos en el conjunto foco de buceo. La batería debe ir colocada en el interior del tubo principal.

Una cosa que no se ha explicado antes es la posición de la batería en el interior del foco. La batería entra no de manera justa pero si con poco margen. Debido a este margen, la batería no baila en el interior del foco y su posición idónea es apoyada contra la pared final interior de la tapa trasera. No obstante en el interior con todo el cableado colocado de manera adecuada es posible dejar fija la batería, sin necesidad de fijarla de manera permanente, cosa que no seria adecuada pues en caso de sustitución habría que desechar el foco completo.

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9. Material a utilizar para fabricar las piezas 9.1. Introducción. En este apartado se estudiarán las características de ciertos tipos de aluminio para poder elegir el tipo de aluminio que mejor se adapte a las condiciones de trabajo del foco de buceo y sobre todo que sea capaz de resistir los esfuerzos a los que puede estar sometido el aluminio bajo la presión del agua a altas profundidades.

9.2. Aluminio. En un principio se ha elegido aluminio como metal principal para la construcción del foco de buceo por su reducido peso frente a los aceros y por que no presenta una corrosión como la de otros metales en contacto directo con el agua o soluciones salinas.

La corrosión en el aluminio funciona de la siguiente manera, el aluminio metálico se recubre espontáneamente de una delgada capa de óxido que evita su corrosión. Sin embargo, esta capa desaparece en presencia de ácidos, particularmente del perclórico y clorhídrico; asimismo, en soluciones muy alcalinas de hidróxido potásico (KOH) o hidróxido sódico (NaOH) ocurre una enérgica reacción. La presencia de CuCl2 o CuBr2 también destruye el óxido y hace que el aluminio se disuelva enérgicamente en agua. Con mercurio y sales de éste, el aluminio reacciona si está limpio formando una amalgama que impide su pasivación. Reacciona también enérgicamente en frío con bromo y en caliente con muchas sustancias, dependiendo de la temperatura, reduciendo a casi cualquier óxido (proceso termita). Es atacado por los haloalcanos. Las reacciones del aluminio a menudo van acompañadas de emisión de luz.

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El aluminio metálico además posee buenas propiedades, es un material dúctil de muy fácil mecanizado, por lo que no se requieren grandes potencias en máquinas herramientas para su mecanizado y fabricación. Es un material que se puede reciclar sin grandes problemas y de forma barata. Permite la fabricación de piezas por moldeo y es un material que se puede soldar al arco bajo atmósfera inerte.

El asa es la única pieza del conjunto que después de ser mecanizada necesita ser doblada, existen varios aspectos a tener en cuenta a la hora de doblar piezas de aluminio, cuando se pretende doblar una pieza de aluminio es importante considerar la dirección del grano, esto significa que la composición en el metal, después de haber sido fabricado, ha tomado una tendencia direccional en su microestructura, mostrando así una mayor longitud hacia una dirección que hacia otra. Así es que el aluminio puede quebrarse si la dirección del grano no es considerada al crear algún doblez, o si el doblez es creado con un radio demasiado pequeño, el cual sobrepase la integridad elástica del tipo de aluminio. En nuestro caso con la fabricación del asa se tiene un radio de 15 mm, radio para el cual no se presenta dicho problema. Aunque no está de más comprobar la tendencia direccional de los granos en la microestructura para asegurar que no existe ni existirá ningún problema de rotura a la hora de doblar las piezas de aluminio.

9.2.1. Características del aluminio. En el mercado actual existen muchos tipos de aluminio. Se podrían nombrar una lista bastante grande de ellos pero solo nombraremos unos cuantos para comparar entre ellos las distintas propiedades que pueden poseer.

Según el diseño del foco y su uso se puede decir que el mejor aluminio que se puede encontrar es aquel que tenga poca densidad, un elevado modulo de la elasticidad y poca conductividad térmica. La densidad es importante para reducir el peso del foco todo lo que se pueda y así hacer más fácil su manejo y su transporte. Un elevado modulo de la elasticidad es necesario para evitar deformaciones cuando

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el foco esté sometido a presiones elevadas dentro del fondo marino y porque le confiere mejores propiedades mecánicas a la hora de mecanizar, no es bueno que el material se deshaga cuando se está intentado mecanizar. Y poca conductividad térmica porque así se asegura que el calor desprendido por los elementos luminosos no se transmite fácilmente por conducción a través de todo el foco. Además lo poco que conduzca será fácilmente refrigerado por al agua.

Las propiedades que harán que seleccionemos un tipo y otro de aluminio son la densidad, módulo de elasticidad y conductividad térmica. Se escogerá el aluminio que mejor se adapte a las necesidades de poca densidad, alto modulo de elasticidad y poca conductividad térmica.

En principio se compararán los tipos principales de aluminio y después se profundizará si hace falta en un tipo determinado para encontrar el óptimo.

Las características de los siguientes tipos de aluminio se han obtenido de la página web de matweb que posee gran variedad de tipos de aluminio con todas sus propiedades.

En el aluminio puro se tienen las siguientes características:




Densidad: 2.6989 g/cc.




Módulo de elasticidad: 68Gpa.




Conductividad térmica: 210 W/m-K

Estos son los datos de partida, lo que se va a hacer ahora es buscar una aleación que mejore las anteriores propiedades para asegurar una resistencia y funcionamiento óptimos en el foco de buceo. Se intentará mejorar el módulo de la elasticidad, reducir la densidad y disminuir la conductividad térmica todo lo posible, pero claro está que la decisión final será un compromiso entre estas tres propiedades.

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La densidad es la propiedad que menos importa de las tres, básicamente solo se quiere disminuir para aligerar el foco de buceo, pero somos conscientes de que cualquier posible aleación subirá este valor, lo que se intentará es mantenerlo dentro de unos márgenes aceptables. El módulo de la elasticidad es importante pues gracias a él estamos seguros de que el foco no se deformará frente a duras condiciones de trabajo y asegura una resistencia mecánica para todo el conjunto. La conductividad térmica es un factor que prima mucho a la hora de elegir el tipo de aluminio, pues se intentará reducir la conducción de temperatura a lo largo de las piezas del foco para evitar posibles quemaduras en las zonas de contacto con la piel. De todas formas como se explicó anteriormente el foco esta diseñado para ser utilizado en el fondo marino, lugar donde se refrigerará con el propio agua de mar, y no deben existir problemas de refrigeración o peligro de quemaduras, el problema estaba cuando se utilizaba el foco fuera del agua. Por este motivo, para evitar quemaduras cuando el foco se utilice en la superficie, se intentará escoger una aleación de aluminio con la menor conductividad térmica posible. Otra medida de precaución también explicada anteriormente es que el asa o zona de contacto entre el foco y la piel es la última zona a la que llegaría el calor por conducción, pues es la zona más alejada de la fuente de calor que son los elementos luminosos.

Una vez explicado esto vamos a ver los aluminios candidatos para ser elegidos como materia prima del foco de buceo. Por nombrar algunos aluminios al azar, se han estudiado desde el Aluminio1050-H14 hasta el Aluminio 3005-O. A continuación se dará una lista de los máximos y mínimos valores de los parámetros de estudio nombrados anteriormente. Los márgenes máximos y mínimos de los Aluminios estudiados son:




Densidad: 2.58 - 2.84 g/cc




Módulo de la elasticidad: 62 – 76 GPa




Conductividad térmica: 84 – 243 W/m-K

La mínima densidad se encontró en los Aluminios de la serie 2091, la máxima densidad en los Aluminios de la serie 2219 y en el Aluminio 2319. El máximo

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modulo de elasticidad pertenece al Aluminio de la serie 2090, y el mínimo modulo de la elasticidad es del Aluminio de la serie 1199. La máxima conductividad térmica se encontró en el Aluminio 1199-O, y la mínima en el Aluminio de la serie 2091.

Una vez establecidos los márgenes de los parámetros con los que se va a trabajar, se está en disposición de elegir el aluminio mas apropiado para el foco de buceo que se pretende diseñar.

Como se explico anteriormente la densidad es el parámetro que menos importancia tiene, además vemos como la variación de densidad en los aluminios disponibles no es muy elevada. Por tanto el valor de la densidad no se tendrá en cuenta, la densidad se mueve en márgenes muy pequeños y para el foco que se pretende diseñar es aceptable cualquier densidad dentro de los márgenes establecidos.

El parámetro de más interés es el de conductividad térmica. Estudiaremos el tipo de aluminio empezando por la conductividad térmica del mismo. Lo mejor sería que la conductividad térmica fuese lo mas reducida posible. Según los márgenes, el

aluminio con menor conductividad térmica es el de la serie 2091, cuyo valor de es 84 W/m-K. En la ficha técnica de este tipo de aluminios se puede ver además que son aluminio con una densidad media de 2.58 g/cc (densidad muy cercana al limite inferior del margen) y con un modulo de elasticidad de 75 GPa (muy próximo al límite superior del margen establecido). No obstante el precio de este aluminio no es muy asequible.

En comparación con los aluminios de la serie 2091 tenemos los aluminio de la

serie 2090, que poseen características muy similares e incluso superiores en algunos casos. Los aluminios de este tipo tienen una densidad media de 2.59 g/cc que es un valor superior al de los aluminios de la serie 2091 pero sin ninguna importancia, se puede decir que estos tipos de aluminio tienen la misma densidad. En cuanto al modulo de la elasticidad los aluminios de la serie 2090 tienen un valor de 76 GPa,

Memoria. Material a utilizar para la fabricar las piezas.

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que es el máximo valor encontrado de entre todos los aluminios consultados, por tanto el valor mas recomendable para el diseño del foco. La conductividad térmica de los aluminios de la serie 2090 es 88W/m-K valor ligeramente superior al de los aluminios de la serie 2091, pero igualmente aceptable para el diseño del foco de buceo.

Finalmente se opta por los aluminios de la serie 2090. De características adecuadas al diseño del foco. Cualquier tipo

de aluminio de la serie 2090 es

adecuado para la fabricación del foco de buceo.

En el apartado de cálculos se realizan las operaciones necesarias para comprobar que la serie 2090 de aluminios tiene una resistencia mecánica aceptable para las condiciones de unos de foco de buceo.

Memoria. Elección de herramientas y programación del control numérico.

79

10. Elección de herramientas y programación del control numérico. 10.1. Introducción. Hasta ahora se han ido seleccionando todos los materiales que van a formar parte del foco de buceo, elementos luminosos, batería, piezas diseños, aluminios, etc. A partir de ahora lo único que queda es establecer las pautas a seguir para la fabricación de las piezas del foco para su posterior montaje.

Para realizar la fabricación es necesario elegir las herramientas de corte necesarias para poder obtener los acabados superficiales y tolerancias que poseen cada pieza y cuyo valor está indicado en los planos adjuntos. También se debe elegir la maquinaria adecuada para la fabricación, es decir un torno y una fresa con características adecuadas para poder fabricar las piezas necesarias.

10.2. Maquinaria. La maquinaria que se va a utilizar para la fabricación de las piezas es la siguiente:




Torno CNC




Fresadora de CNC.

En la ilustración 29 y 30 podemos ver respectivamente un torno CNC y una fresadora de CNC.

Memoria. Elección de herramientas y programación del control numérico.

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Ilustración 29: Torno de control numérico computerizado.

Las potencias que se van a necesitar para el mecanizado de las diferentes piezas no van a ser muy elevadas, por lo que las prestaciones de el torno y la fresa que se van a usar son normales, es decir cualquier torno o fresadora dispone de la potencia necesaria para realizar los mecanizados que se van a realizar en la fabricación de las distintas piezas que componen el foco de buceo.

Ilustración 30: Fresadora de control numérico computerizado.

En el torno paralelo convencional tendrá lugar el mecanizado de las piezas de revolución, estas piezas son el tubo principal, la tapa delantera, la tapa trasera. En la fresadora universal tendrá lugar el fresado de la chapa de luces y del asa. El asa

Memoria. Elección de herramientas y programación del control numérico.

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después de ser mecanizada debe ser doblada, por un proceso de deformación en frío que le dé la forma final deseada y diseñada con anterioridad.

Para realizar dichos mecanizados, tanto en el torno como en la fresa, se requiere de herramientas de corte adecuadas para los acabados superficiales y para conseguir las tolerancias que nos indican los planos. Se ha realizado por tanto un paso previo a la programación del control numérico, este paso previo es la elección de las herramientas de corte que va a utilizar el torno y la fresa para poder obtener las tolerancias y acabados superficiales indicados.

10.3. Herramientas de corte. Para la selección de herramientas de corte se han hojeado catálogos con los distintos tipos de herramientas de corte que hay disponibles en el mercado, de todas estas herramientas disponibles, se han elegido aquellas que mejor se adaptaban al tipo de acabado y tolerancias que se necesitan en la construcción del foco de buceo.

Se han elegido principalmente herramientas para desbaste y herramientas para acabados. También se necesitaban herramientas para roscado y de taladrado, así como de planeado y fresado en escuadra. En la página siguiente se muestra un resumen con las características de las herramientas que se han seleccionado para realizar los mecanizados, también se indica la función de cada una de ellas.

Se han seleccionado herramientas para el torno de control numérico teniendo en cuenta que las operaciones a realizar en las piezas son las siguientes, en todas las piezas se necesita refrentar y cilindrar, luego se escogió una herramienta de cilindrar capaz de refrentar y realizar cilindrados en desbaste. También se han necesitado herramientas para producir cilindrados interiores, roscados y tronzados. Todas estas operaciones y la manera de llevarlas a cabo están programadas en el control

Memoria. Elección de herramientas y programación del control numérico.

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numérico y se puede hacer un seguimiento más intuitivo con las hojas analíticas de operaciones.

Las herramientas para roscar se han escogido tanto como para roscado exterior como para roscado interior. También se han elegido herramientas para ranurar ciertos alojamientos de las juntas tóricas.

Han sido necesarias también herramientas de taladrado y roscado para métrica M7, que son los orificios donde irán atornillados los tornillos que sujetan el asa con el conjunto del foco de buceo.

Para la fresa sin embargo se requieren otro tipo de herramientas, se necesitan herramientas de planeado, de fresado en escuadra, de taladrado, de ranurado y de contorneado.

Las piezas que se mecanizan en la fresa son la chapa de luces y el asa. El proceso suele ser siempre el mismo, un planeado de la superficie a mecanizar, un fresado en escuadra para conseguir las dimensiones establecidas y luego se hacen los orificios y las roscas si son necesarias. No obstante como se ha dicho anteriormente para ver el proceso en detalle y con más detenimiento se recomienda mirar las hojas analíticas de fases y operaciones que se adjuntan.

En las hojas analíticas de fases se define el agarre de las piezas en bruto para después realizar las operaciones necesarias. Es posible que una misma pieza necesite ser agarrada de varios sitios para poder ser mecanizada como indican los planos. De hecho todas las piezas que se fabrican en este proyecto necesitan mínimo dos agarres.

En las hojas analíticas de operaciones se puede ver la operación a realizar con el amarre descrito en la hoja analítica de fases y los parámetros fundamentales de avance y velocidad de corte, así como la velocidad de giro del cabezal necesario para las velocidades de corte a las que funcionan las herramientas de manera óptima.

Memoria. Elección de herramientas y programación del control numérico.

83

Las características fundamentales de las herramientas de corte se explican a continuación.

10.3.1. Características de las herramientas de corte. Normalmente las herramientas de corte poseen unas características que las hacen buenas para una serie de procesos. Las características fundamentales de las herramientas de corte son las siguientes:




Profundidad de pasada.




Velocidad de corte.




Avance.

El resto de parámetros necesarios para mecanizar son fácilmente calculables a partir de estas tres características fundamentales. Los fabricantes de herramientas suelen expresar en los catálogos estas propiedades en tablas, y en los distintos tipos de herramientas. Los fabricantes establecen primero un orden en función de la operación a realizar y después establecen un orden con los acabados posibles de las herramientas, sus avances, sus velocidades y sus profundidades de pasada.

Con estas tablas realizadas por los fabricantes es fácil elegir el tipo de herramienta que mejor se adapta a las piezas que se quieren fabricar, lo único que hay que comprobar es que para los acabados superficiales que se desean en las piezas a fabricar estén dentro del intervalo que es capaz de asegurarnos el fabricante. Se debe comprobar también que el torno es capaz de girar a las revoluciones calculadas para la velocidad de corte que necesita la herramienta en cada caso.

En resumen, una vez elegidas las herramientas se calculan las revoluciones de la maquina en función de la velocidad de corte que soporta la herramienta, y se calculan también los radios de las puntas de las herramientas para asegurar acabados

Memoria. Elección de herramientas y programación del control numérico.

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superficiales de calidad. Los avances y las profundidades de corte se ajustan realizando más o menos pasadas en las piezas. Todo esto se ve muy claramente en las hojas analíticas de fases y operaciones.

Una vez establecidas las herramientas de corte necesarias, así como sus avances, profundidades de pasada, velocidad de corte, etc. Se puede realizar la programación del control numérico.

Los catálogos de donde se han sacado los valores de las herramientas y los tipos se proporcionaron por el fabricante. No obstante, existen enlaces web donde se pueden ver listas de herramientas de corte con todas las características mencionadas anteriormente.

El siguiente enlace web es muy recomendable para ojear los tipos disponibles de herramientas de corte:

http://www.coromant.sandvik.com/es

10.4. Programación control numérico. Todas las piezas que se fabrican con control numérico necesitan de un código de programación. El torno de control numérico y la fresadora de control numérico son capaces de entender este lenguaje de programación y realizar los movimientos que el programa les manda para conseguir el acabado necesario en la piezas que se fabrican.

El programa de control numérico es una guía punto a punto de los movimientos que debe realizar la herramienta para conseguir las medidas y tolerancias que se indican en los planos de las piezas.

Memoria. Elección de herramientas y programación del control numérico.

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En este proyecto se ha utilizado un simulador de control numérico llamado WinUnisoft, en el que se le indica el bruto de material del cual se parte y las características del torno o máquina a utilizar. También es necesario definir las medidas de las herramientas elegidas y los limites de trabajo de la máquina a utilizar.

Una vez introducidos los parámetros de la máquina y las medidas de las herramientas de corte, se parte del bruto de material y se comienza a programar los puntos por donde queremos que pase la herramienta para arrancar material. En la propia programación se indica la herramienta que se usa en cada momento, y se debe definir mediante líneas de código la velocidad de giro del cabezal y el avance de la herramienta.

Finalmente el programa tiene una opción de simular el código escrito para poder verificar que el código es correcto y realmente hace lo que deseamos. En la ilustración 31 se ve la ventana de trabajo del programa donde realiza la simulación.

Ilustración 31: simulación control numérico con WinUnisoft.

El programa WinUnisoft tiene la opción de programar en torno o en fresa, por lo que todas las piezas han sido programadas en control numérico con este programa.

Memoria. Elección de herramientas y programación del control numérico.

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Se adjuntan en los anejos las líneas de código de todas las piezas del foco que se han programado con WinUnisoft.

El programa posee otra herramienta para verificar las medidas finales obtenidas después del mecanizado. Esta herramienta se ha utilizado para comprobar las medidas finales que se obtenían del mecanizado, y se ha comprobado que todas ellas están dentro de la tolerancia indicada en los planos.

Ilustración 32: Simulación fresa con WinUnisoft.

Memoria. Montaje del conjunto.

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11. Montaje del conjunto. 11.1. Introducción. Llegado este punto en el que se dispone de toda la información necesaria para la compra de material y de todo el control numérico para la fabricación de las piezas que se necesitan, se está en disposición de explicar la manera y el orden en el que se tienen que montar las piezas.

Se irá explicando paso por paso como a de montarse el foco, y como deben ir encajando sus elementos.

11.2. Preparación. A continuación se explican los pasos previos al montaje o la preparación necesaria para tener todos los elementos a punto para su fácil unión.

11.2.1. Chapa de luces. Colocar los halógenos en los orificios practicados para su alojamiento, conectar los cables a sus terminales y dejarlos libres de momento, pues deben ir conectados en paralelo con los terminales de los led´s.

Se deben introducir los LED en los orificios practicados para ellos. A continuación se deben unir de cuatro en cuatro de la siguiente manera, la pata negativa de un LED debe conectarse y soldarse a la pata positiva del LED siguiente y así sucesivamente hasta tener 4 LED conectados entre sí. Cuando se haya realizado esta operación con todos los led´s hay dos opciones, o soldar todos los extremos

Memoria. Montaje del conjunto.

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positivos de los cuartetos formados o soldar cada extremo de los cuartetos a un cable. Este cable es el que debe ir conectado a la salida de la batería con terminal negativo. Los extremos negativos de los cuartetos de LED lo mismo, o se unen entre si o se une cada uno de ellos a un cable. Y este cable o cables deben ir conectados a la salida del interruptor y deben estar en paralelo con los halógenos.

Lo más fácil y recomendable seria reunir todos los terminales de los led´s y los halógenos en un solo cable para conectarlos al interruptor o a la batería según cual sea el terminal del que se está hablando.

Una vez acabado el proceso se recomienda cubrir la parte trasera de la chapa de luces con resina aislante para evitar posibles cortos en el circuito.

11.2.2. Interruptor. Otra operación a realizar es la colocación del interruptor en la tapa trasera. La manera más fácil de hacerlo es con adhesivos para evitar así agujerear de más la parte trasera del foco.

La otra parte del interruptor no se indica como colocarse, se da libertad al usuario para encontrar su manera mas cómoda, pero eso sí, debe colocar el imán los más cerca posible de la otra pieza pegada a la parte trasera de la tapa trasera.

11.2.3. Circuito eléctrico. El siguiente paso es conectar los terminales de la batería al interruptor y al terminal de salida de la chapa de luces, la salida del interruptor se conectará al terminal de entrada del circuito de la chapa de luces.

Una vez establecido el circuito eléctrico veamos la manera óptima de montar el resto de elementos.

Memoria. Montaje del conjunto.

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11.2.4. Juntas tóricas. Es recomendable añadir una fina capa de grasa a las juntas tóricas que le proporcionará una mayor resistencia al envejecimiento. Después se deben colocar con cuidado de no pellizcarlas para evitar su rotura inesperada. Se puede ver en la ilustración 33 como deben quedar las juntas tóricas de tubo principal.

Ilustración 33: Junta tórica colocada en tubo principal.

En la siguiente ilustración 34 se ve como deben de quedar colocadas las juntas tóricas de la tapa trasera y de la tapa delantera. La junta tórica es la pieza que se ve en negro en la ilustración.

Memoria. Montaje del conjunto.

90

Ilustración 34: Juntas tóricas en tapa delantera y trasera.

11.3. Montaje. Realizados los preparativos necesarios se define a continuación el proceso a seguir para el montaje definitivo.

11.3.1. Tubo principal. Lo primero que hay que hacer es colocar la chapa de luces en su sitio y dar un punto de soldadura para fijarla. Después colocar la batería en el interior teniendo cuidado con los cables y su colocación.

Una vez colocado todo en el interior del tubo principal se procede al acoplamiento del resto de piezas. En la ilustración 35 se ve como debe quedar la chapa de luces una vez colocada en su sitio.

Ilustración 35: Montaje tubo principal chapa de luces.

Memoria. Montaje del conjunto.

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11.3.2. Tapa trasera. Se coloca la tapa trasera roscándola con el tubo principal hasta el final, teniendo cuidado de las juntas tóricas y del cableado que hay en la parte interior del tubo principal. En la ilustración 36 se muestra como debe quedar una vez roscada la tapa trasera.

Ilustración 36: Acoplamiento tapa trasera.

11.3.3. Tapa delantera. Se debe colocar el aro de neopreno entre el límite delantero del tubo principal y el cristal, a continuación se coloca el cristal en el interior de la tapa delantera y se rosca la tapa delantera con la parte delantera del tubo principal hasta el final, igualmente que en el caso anterior se debe tener cuidado con la junta tórica colocada en el tubo principal, pues el giro de la rosca puede rozarla y pinzarla. Esto es posible evitarlo roscando suavemente la tapa delantera al tubo principal. En la ilustración 37 se ve como debe quedar al conjunto una vez montada la tapa delantera.

Memoria. Montaje del conjunto.

92

Ilustración 37: Acoplamiento tapa delantera.

11.3.4. Asa. Ahora con el foco casi montado en su conjunto se puede proceder a atornillar el asa a la parte trasera de la tapa trasera. Una vez roscado el foco de buceo debería estar acabado y listo para usarse. En la ilustración 38 se muestra el conjunto terminado de montar y listo para usarse.

Ilustración 38: Foco de buceo listo para usarse.

Parte II, CÁLCULOS.

Cálculos.

94

1. Cálculos. A continuación se explicaran los cálculos que se han seguido para obtener las diversas soluciones necesarias para la fabricación del prototipo.

1.2. Cálculos del circuito eléctrico. Se ha explicado en la memoria que el circuito eléctrico esta formado por una batería de 12V, 2 halógenos y 48 LED´s. Las características de los distintos elementos que forman arte del circuito eléctrico son las siguientes:




Batería Saft 120185 10VR7FL 7Ah 12V.




2 halógenos de 12V 35W.




48 LED´s que trabajan cada uno a 3V y 20mA.

Vemos como la batería es capaz de alimentar un circuito a 12V ofreciendo 7Ah, es decir, es capaz de funcionar una hora descargándose a razón de 7 A. Utilizando las siguientes ecuaciones de corriente continua que es capaz de dar la batería, podemos calcular varias cosas.

Según la formula siguiente se puede calcular la intensidad demandada por los halógenos, claro está que los halógenos se colocan en paralelo para que alimentar cada uno a 12V: P =V ⋅I

Si se tienen los halógenos alimentados a 12V y sabemos por el fabricante que consumen 35 W podemos saber con la formula anterior la intensidad que demanda cada halógeno:

Cálculos.

95

I halógeno =

35W = 2.916 A ≈ 3 A por cada halógeno. 12V

Luego se tiene un consumo de 6 A para los dos halógenos.

Con los LED´s se utilizan las mismas formulas, pero existe la posibilidad como se explico anteriormente de poder colocar resistencia para cambiar la diferencia de potencial a aplicar a los LED´s en función de su color. La lista de las diferencias de potencial a aplicar en los LED´s de diferentes colores es la siguiente:




Rojo = 1 V




Rojo alta luminosidad = 1,9V




Amarillo = 1,7V a 3V




Verde = 2,4V




Verde alta luminosidad = 3,4V




Naranja = 2,4V




Blanco brillante = 3,4V




Azul = 3,4V




Azul 430nm = 4,6V




Blanco = 3,7V

Se vio como para simplificar el montaje del circuito se decidió colocar los LED de 4 en 4, es decir en 12 cuartetos, 4 LED en serie colocados en paralelo con otros 4 LED en serie y así sucesivamente hasta 12. En este caso alimentamos los LED´s a 3 V la caída en cada LED es de 3 V luego necesitaremos LED´s de color amarillo para el montaje a 3V.

Se dio la opción de colocar los LED de 3 en 3 en vez de 4 en 4, por lo tanto hay que calcular la resistencia adecuada para poder iluminar con un color de luz determinado de antemano. En este cálculo se va a suponer que se quiere emitir luz

Cálculos.

96

blanca, tenemos que alimentar pues los LED´s a 3,7 V. Veamos el proceso de cálculo.

Si se quieren alimentar 3 LED a 3,7 V en total tendremos: Tensión en los 3 LED en serie = 3 ⋅ 3.7 = 11.1 V

Se debe calcular el valor de la resistencia en serie con estos LED para aplicarles 11.1 V en total, la ecuación es la siguiente:

E −V = R ⋅ I Siendo E la tensión que nos da la batería y V la tensión a aplicar en los 3 LED en serie, si sabemos que por cada LED nos recomiendan un consumo de 20 mA, se tendrá que la resistencia a colocar en serie es de valor:

R=

E − V 12V − 11.1V = = 45 ohmios. I 0.02 A

Se debe colocar entones una resistencia de 45 ohmios en serie con cada trío de LED para conseguir un color blanco brillante. El procedimiento es el mismo para los distintos colores de la tabla.

1.3. Calculo para herramientas de corte. A continuación se muestran los cálculos realizados para obtener las revoluciones de las maquinas para realizar la fabricación de las piezas, los valores de los acabados superficiales y la estimación de potencia necesaria en la máquina.

Cálculos.

97

1.3.1. Acabado superficial. Para el cálculo del acabado superficial y el avance por revolución se ha utilizado la siguiente formula:

Rmax =

f n ⋅125 rp

Donde la f n es el avance por revolución, el rp es el radio de la punta de la herramienta elegida y el Rmax es el acabado superficial máximo que se obtiene para dichos valores.

Con esta formula se pueden hacer 2 cosas o introducir el valor del acabado superficial que queremos obtener y el radio de la punta de la herramienta y sacar el avance necesario para conseguir el acabado, o se puede también introducir el avance que nos recomienda el fabricante y con el radio de punta obtener el acabado máximo para estos datos. En la tabla de la lista de las herramientas (adjuntada en los anejos) está calculado para algunas herramientas el acabado superficial mínimo y el recomendado.

1.3.2. Velocidad del usillo. Para calcular la velocidad del usillo se ha usada la siguiente formula:

n=

Vc ⋅ 1000 π ⋅ Dm

Donde Vc es la velocidad de corte de la herramienta, y Dm es el diámetro de mecanizado. Sabiendo entonces el diámetro de la pieza a mecanizar y la velocidad

Cálculos.

98

que normalmente se escoge una dentro del intervalo recomendado por el fabricante, se obtiene la velocidad del usillo para mecanizar la pieza deseada.

1.3.3. Estimación de la potencia. El requisito de potencia necesaria para la realización del mecanizado se obtiene con la siguiente formula que estima la potencia necesaria para cada operación: P = K c ⋅ f ⋅ a p ⋅ Vc en KW.

Donde K c es la fuerza de corte especificada para virutas de 0.4 mm de espesor cuyo valor normalmente es de 0.041, f es el avance, a p es la profundidad de pasada y Vc la velocidad de corte de la herramienta.

Si se introducen los datos de las hojas analíticas de operaciones en esta formula, se puede comprobar que no es necesario un maquina con potencias superiores a 9 KW, valor aceptable para cualquier tipo de maquina herramienta. Se dijo anteriormente que no era necesaria una máquina herramienta de altas prestaciones para la realización del foco de buceo.

Como ejemplo de torno podemos nombrar a una máquina llamada Concept TURN 345 y como ejemplo de fresa podemos nombrar a la máquina Concept MILL 300.

1.4. Resistencia del aluminio. Como se vió anteriormente en el apartado de aluminios, se escogió para la realización del foco de buceo un aluminio de la serie 2090 con las propiedades siguientes: 88W/m-K , 76 GPa y una densidad media de 2.59 g/cc.

Cálculos.

99

A continuación se realizan los cálculos de momentos flectores y reacciones sobre las piezas del foco para comprobar que el aluminio tiene la resistencia adecuada para el uso previsto.

Para empezar, decir que la presión a la que se van a efectuar los cálculos es de 5 bar, pues como se explico el foco puede sumergirse hasta 30 metros (4 bar) pero para seguridad en el diseño, el estudio de resistencia se realiza como si se sumergiera el foco a 40 metros (5 bar), es decir, con un coeficiente de seguridad de 25%.

Fr = 5bar = 500000 Pa

Donde Fr es la presión a la que se somete el tubo principal por la parte exterior. Por la parte interior se supone que la presión es de 1 bar, pero mayor seguridad en los cálculos supondremos que a diferencia de presiones entre el interior y exterior del foco es de 5 bar. El como se aplica la presión se puede ver en la ilustración 39.

Ilustración 39: Elemento diferencial.

Aislaremos un elemento diferencial del tubo principal cortándolo por dos planos meridionales que pasaran por el eje de simetría y otros dos planos que cortan al tubo principal transversalmente, en este caso al tener el tubo principal un solo radio de curvatura los planos normales son paralelos.

Cálculos.

100

Por simetría, el desplazamiento tangencial es nulo, es decir, no existen esfuerzos ni tensiones cortantes en el elemento diferencial.

El curvatura en el tubo principal es

1 el centro de curvatura esta en el eje de rθ

simetría del foco.

Ilustración 40: Esfuerzos sobre elemento diferencial.

Como se ve en la ilustración 40 si llamamos Nφ y Nθ a las fuerzas unitarias tangentes a la superficie en los planos meridiano y normal respectivamente y Fr a la presión o fuerza unitaria exterior sobre la superficie, con los sentidos indicados como positivos, si las proyectamos sobre un radio perpendicular a la superficie, para que el elemento diferencial esté en equilibrio, deberá quedar:  dφ   dθ  2 ⋅ Nφ ⋅ rθ ⋅ dθ ⋅   + 2 ⋅ Nθ ⋅ rφ ⋅ dφ ⋅   + Fr ⋅ rθ ⋅ dθ ⋅ rφ ⋅ dφ = 0  2   2 

Que simplificado queda de la siguiente manera:

Cálculos.

Nφ rφ

+

101

Nθ = − Fr rθ

En la ilustración 41 podemos ver de donde salen los términos de la ecuación anterior.

Ilustración 41: Proyección en el plano transversal.

Como el radio de curvatura del elemento diferencial en el plano meridional es nulo, o lo que es lo mismo el radio vale infinito, rφ = ∞ , la ecuación simplificada queda así:

Nθ = − Fr rθ

Si tenemos un radio medio de rφ = 65mm y como hemos dicho antes la presión ejercida sobre la carcasa del tubo principal es de Fr = 5bar = 500000 Pa podemos decir que el esfuerzo N θ tiene el siguiente valor:

Cálculos.

102

Nθ = −32.5

N mm

La tensión la obtenemos dividiendo por le espesor del tubo de buceo, el cual tiene un espesor de 7mm, luego el valor de la tensión normal es:

σ θ = −4.64

N mm 2

El signo menos significa que el tubo trabaja a compresión. A continuación se demostrará que los esfuerzos meridionales son nulos, según la siguiente ecuación:

2 ⋅ π ⋅ ro ⋅ Nφ ⋅ sen(φ ) = Rz

En esta ecuación Rz es el valor la resultante de las fuerzas en sentido longitudinal del tubo principal, el valor de ro es la medida del elemento diferencial al eje de simetría en el plano transversal, en este caso coincide el valor de ro con el valor rθ , porque el radio rφ es infinito.

En esta ecuación el valor de Rz es nulo, pues si aplicamos al tubo principal la presión de trabajo en la superficie exterior, la presión ejercida en la parte delantera del tubo es la misma que la presión ejercida en la parte trasera del tubo principal. La resultante de fuerzas es entonces nula. Y se puede decir que en el esfuerzo meridional es nulo. Rz = 0

Nφ =

Rz =0 2 ⋅ π ⋅ ro ⋅ sen(φ )

Cálculos.

103

La tensión meridional es por tanto nula, debido a la presión en el exterior del tubo principal.

Sin embargo el tubo principal está sometido a un esfuerzo de compresión debido a la presión que ejerce el medio sobre la parte delantera y trasera. Si suponemos que las tapas del foco son de diámetro 137mm y que la presión ejercida sobre ellas es compensada con la parte delantera y trasera del tubo, se puede escribir:

σ x = −500000

N N = −50 2 2 m cm

Siendo σ x la tensión el eje longitudinal del tubo principal. Si aplicamos esta carga a las tapas de diámetro 137mm se tiene lo siguiente: A = π ⋅ R 2 = π ⋅ 68.52 = 14741.13mm 2 = 147.4113cm 2

La fuerza ejercida sobre la parte delantera o trasera será entonces: Fx = σ x ⋅ A = 7370.57 N

Si aplicamos esta fuerza ahora a la superficie de contacto del tubo con las tapas tenemos una tensión del siguiente valor:

(

)

(

)

Acontacto = π ⋅ R 2 − r 2 = π ⋅ 68.52 − 61.52 = 2858.84mm 2

σ x − tubo =

Fx Acontacto

=

7370.57 N N = 257.82 2 2 2858.84mm cm

La deformación lineal obtenida es la siguiente, se ve que es insignificante para el módulo de elasticidad elegido, sin embargo, si se hubiese escogido el aluminio con el menor módulo de elasticidad la deformación seria igualmente despreciable:

Cálculos.

εx =

104

∆L σ x = L E

Por tanto tendremos un valor de ∆L para el aluminio elegido que tiene un módulo de elasticidad de E = 76GPa de valor:

∆L =

σx E

⋅L=

N m 2 ⋅ 0.3 = 1 ⋅ 10−10 m = 10− 7 mm 6

0.025782 76 ⋅ 10

Si por el contrario, se hubiese escogido un aluminio de mínimo módulo elástico se habría obtenido una deformación de:

∆L =

σx E

⋅L=

N m 2 ⋅ 0.3 = 1.24 ⋅ 10−10 m = 1.24 ⋅ 10− 7 mm 6

0.025782 62 ⋅ 10

Por tanto, se ve claramente que cualquier aluminio de la serie 2090 es capaz de resistir los esfuerzos a los que va a estar sometido el foco de buceo en su uso normal.

1.5 Resistencia del cristal. Ya se ha estudiado los esfuerzos en el tubo principal y en los extremos del mismo. El cristal es un tanto diferente en cuanto al estudio de los esfuerzos que se producen en él.

Cierto es que se ha supuesto que las tapas son macizas y que no sufren deformación alguna o si sufren alguna es tan insignificante como la del tubo principal. La tapa delantera no es un elemento complicado porque al poseer un agujero para que pueda salir la luz, la presión no ejerce una fuerza directamente

Cálculos.

105

sobre él, mas bien la tapa delantera simplemente hace que la presión del medio pueda llegar a la parte delantera del tubo, y que casi todo el esfuerzo se lo lleva el cristal.

Por esa razón se estudia de manera separada el cristal. Lo que se va a estudiar a continuación es también valido para la tapa trasera solo que la tapa trasera es mas robusta y no experimentará los mismos esfuerzos que el cristal, por eso no se estudio la tapa trasera, se da por hecho que es capaz de aguantar los esfuerzos a los que va a estar sometida por la presión del medio. También decir que el espesor del cristal es de 6 mm mientras que el espesor de la tapa trasera es de 15 mm y de aluminio. Luego es lógico que si el cristal es capaz de aguantar los esfuerzos, el aluminio lo haga de manera holgada.

Se va a estudiar un elemento diferencial del cristal, cogido diametralmente y en la parte central, es decir se cogerá un diámetro como elemento de estudio.

La presión ejercida sobre este elemento es una carga uniformemente distribuida a lo largo del diámetro, y como el cristal esta en contacto con el tubo principal a través de un arco de neopreno, los momentos no se transmiten al tubo principal, de la misma manera al estar en contacto por la parte delantera con la junta tórica de la tapa delantera, no se transmiten momentos a la tapa delantera. En la ilustración 42 se ve un esquema de cómo funciona y el estudio que se va a realizar.

Ilustración 42: Esquema esfuerzos en cristal.

Cálculos.

106

En la ilustración 42 vemos como las reacciones Ra y Rb están dibujadas por separado, pero en realidad están aplicadas las dos al neopreno que separa el tubo del cristal, luego se calculará una única reacción distribuida a lo largo del neopreno.

Se ha supuesto también que la carga esta distribuida en un placa de 137x137 mm y que la carga distribuida al final es de 68.5N/mm, valor que es un poco más grande de lo que realmente actúa sobre el cristal pero que nos sirve como margen de seguridad para el estudio.

El valor de la reacción distribuida es el siguiente:

Rdistribuida =

F Lcontacto

Donde F es la fuerza aplicada en toda la superficie y la longitud de contacto es la parte en contacto del neopreno con el cristal, de esta manera obtenemos una reacción distribuida por unidad de longitud de:

Rdistribuida =

F Lcontacto

=

N 9384.5 N 9384.5 N = = 21.8 mm 2 ⋅π ⋅ r 2 ⋅ π ⋅ 68.5

En momento flector tiene grafica como la que se puede ver en la ilustración 43 y el valor del momento máximo es el siguiente:

M max =

q ⋅ L2 8

Cálculos.

107

En la ilustración 43 se puede ver el punto de máximo momento flector, que se da en el punto central del elemento diferencial o lo que es lo mismo en el punto central del cristal templado:

Ilustración 43: Momento flector cristal.

El valor del momento flector máximo es el siguiente:

M max

q ⋅ L2 68.5 ⋅ 137 2 = = = 160709.56 Nmm = 160.71Nm 8 8

A continuación se calculará la flecha máxima que se tendrá en el cristal como consecuencia de la presión del medio en el que trabaja el foco de buceo:

I=

m ⋅ (3 ⋅ r 2 + 4 ⋅ h 2 ) 12

Cálculos.

108

Donde r es el radio del cilindro o radio del cristal, y la h es la altura del cilindro o espesor del cristal. Con este momento de inercia y los valores del módulo elástico del cristal se consigue sacar la flecha máxima del elemento de estudio:

f max =

5 ⋅ q ⋅ L4 384 ⋅ E ⋅ I

Pues una vez recopilados todos los datos del vidrio templado, solo falta sustituir en las ecuaciones y obtener los resultados:

ρ vidrio = 2.49

g cm3

E = 719 MPa h = 6mm r = 68.5mm

ν = 0.22

La masa la calculamos con la siguiente ecuación:

m = ρ ⋅ π ⋅ r 2 ⋅ h = 2.49 ⋅ π ⋅ 6.85 2 ⋅ 0.6 = 220.232 g = 0.220 Kg

El momento de inercia es el siguiente:

Cálculos.

I=

109

m 0.220 ⋅ (3 ⋅ r 2 + 4 ⋅ h 2 ) = ⋅ (3 ⋅ 0.0685 2 + 4 ⋅ 0.006 2 ) = 2.61 ⋅ 10 − 4 Kg ⋅ m 4 12 12

El valor de la flecha máxima es entonces:

f max =

5 5 ⋅ q ⋅ L4 = ⋅ 68500 ⋅ 0.137 4 = 0.0016m 384 ⋅ E ⋅ I 384 ⋅ 719000 ⋅ 2.61 ⋅ 10 − 4

O lo que es lo mismo el cristal tiene una flecha a una profundidad de 40 metros de 1.6 mm, es una flecha a tener en cuenta, pero dado que la mayoría de los datos que se han tomado eran mayores a los que realmente son y que el foco debe usarse en condiciones normales a una profundidad de máximo 30 metros, esta flecha no llega a ser tan grande. Solamente poner en aviso al usuario de que no debe utilizar el foco a profundidades mayores de 30 metros, pues el foco esta diseñado para esta profundidad.

En los modelos comparados, existe un foco que posee un cristal templado de 6 mm de espesor que aguanta profundidades de 100 metros, este detalle nos hace pensar que el cristal templado que vamos a colocar es adecuado a las profundidades a las que se pretende usar el foco de buceo.

Parte III, ESTUDIO ECONÓMICO.

Estudio económico.

111

1. Estudio económico. A continuación se dará una explicación de la viabilidad y rentabilidad del proyecto.

Como se comento anteriormente el proyecto se lleva a cabo intentando que el foco de buceo sea rentable económicamente y pueda ser un elemento competitivo dentro del sector al que va dirigido.

El foco es rentable puesto que se ha intentado que todos sus elementos y características sean lo suficientemente aceptables como para asegurar un funcionamiento prolongado y se han estudiado detenidamente todos los elementos que lo componen para obtener una fiabilidad elevada. De esta manera se consigue un producto rentable y fiable dentro de un mercado estable y competitivo.

Los elementos halógenos disponen de una vida útil de 1.500 horas de funcionamiento continuo, que es una vida mas larga que la que posee la bombilla estándar, cuya vida útil es de unas 1.000 horas de funcionamiento continuo.

Además se dispone de los LED que poseen un consumo reducido para ofrecer 10 veces mas luminosidad que una bombilla bajo similares condiciones y posee una vida útil de 50.000 horas de uso continuo o lo que es lo mismo unos 6 años de vida continuada.

La viabilidad del producto queda fácilmente demostrada, los elementos necesarios para la realización del foco son fáciles de conseguir y es fácil encontrar proveedores dispuestos a satisfacer la demanda en grandes cantidades. Los materiales de los que están hechas las piezas son igualmente fáciles de encontrar y las dimensiones de estos no son un problema, pues el control numérico está estudiado

Estudio económico.

112

para poder obtener las dimensiones adecuadas a partir un bruto de dimensiones estándar.

El control numérico programado puede ser realizado con cualquier maquina herramienta con una potencia de 9 KW, prestaciones disponibles en casi todas las maquinas herramientas modernas del mercado actual.

Es fácil, por consiguiente, disponer de los medios y el material necesario para la realización del proyecto de manera óptima y eficaz.

Otra hipótesis a tener en cuenta es que las herramientas y maquinas necesarias para la fabricación del foco de buceo ya se tienen compradas, es decir, se supone que una empresa posee maquinaria y herramienta necesaria para la fabricación de un foco de buceo de las características estudiadas en este proyecto.

Lo mas fácil es suponer que la empresa se dedica a la fabricación de distinto tipo de piezas o maquinaria y que posee las maquinas y herramientas necesarias para la fabricación optima que se ha diseñado.

Por el contrario si no se estuviera en posesión de maquinaria y herramientas necesarias el presupuesto sería mucho mas elevado y no saldría rentable la fabricación del foco de buceo. Si se tuviese que comprar además de los elementos necesarios y material necesario las maquinas y herramientas para mecanizar, el proyecto no seria rentable y la mejor opción seria la producción en masa para abaratar el precio final del producto.

Como se ha dicho anteriormente se supondrá que se dispone de la maquinaria y herramientas necesarias para la fabricación y que solo es necesario comprar los elementos de los que consta el foco de buceo y los brutos para mecanizar las piezas.

Parte IV, IMPACTO AMBIENTAL.

Impacto ambiental.

114

1. Impacto ambiental. El impacto ambiental de un foco de buceo es bastante reducido, a continuación se explican los dos posibles factores que influyen en el impacto ambiental.

El primer facto de impacto ambiental es la contaminación lumínica del fondo marino. El foco de buceo esta diseñado para iluminar el fondo marino durante un ahora, tiempo que no molesta ni contamina en exceso el fondo marino, los animales están preparados para una exposición mayor de luz y por tanto no molesta a los animales del fondo marino. La autentica contaminación lumínica se produciría dejando lugares del fondo marino iluminados constantemente durante la noche y día, pues se estaría variando el curso natural de luz de la noche y día.

El segundo punto y el más importante de la contaminación ambiental es la batería que se ha colocado al foco de buceo. Como se dijo anteriormente la batería es una Batería Saft 120185 10VR7FL 7Ah 12V, y esta batería es de níquel cadmio, se explico anteriormente los contras del uso de esta batería, no obstante se enumeran a continuación una serie de riesgos del cadmio para prevenir el posible impacto ambiental que esta puede producir a la hora de ser desechada.

El cadmio es un metal pesado que produce efectos tóxicos en los organismos vivos, aun en concentraciones muy pequeñas. La exposición al cadmio en los humanos se produce generalmente a través de dos fuentes principales: la primera es la vía oral (por agua e ingestión de alimentos contaminados.) La segunda vía es por inhalación. La población fumadora es la más expuesta al cadmio, porque los cigarrillos lo contienen.

Algunos órganos vitales son blancos de la toxicidad del cadmio. En organismos sobreexpuestos, el cadmio ocasiona graves enfermedades al actuar sobre dichos órganos. Existen actualmente algunas descripciones de posibles mecanismos de

Impacto ambiental.

115

toxicidad del cadmio. Sin embargo, la implicación real que este elemento tiene como agente tóxico ha sido poco estudiada, por lo que se considera que debe ser monitoreado. Es de gran importancia llevar a cabo estudios para profundizar en los factores de riesgo y así realizar medidas preventivas en la población.

El cadmio es un elemento que se encuentra de manera natural en la corteza terrestre. El cadmio puro es un metal blando, de un brillo muy parecido al de la plata, pero en esta forma no es muy común encontrarlo en el ambiente. Este metal se encuentra más a menudo combinado con otros elementos (tales como oxígeno, cloro o azufre) formando compuestos. Todos estos compuestos son sólidos estables que no se evaporan (sólo el óxido de cadmio también se encuentra en el aire en forma de pequeñas partículas.) Una gran parte del cadmio utilizado con fines industriales es obtenido como un producto a partir del fundimiento de rocas que contienen zinc, plomo o cobre. El cadmio tiene muchas aplicaciones en la industria, pero es utilizado con más frecuencia en la elaboración de pigmentos, pilas eléctricas y plásticos.

Pequeñas cantidades de cadmio se encuentran naturalmente en el aire, en el agua, en el suelo y en la comida. Para muchas personas, la comida es la principal causa de exposición al cadmio, debido a que muchos alimentos tienden a absorberlo y a retenerlo. Por ejemplo, las plantas toman el cadmio del suelo, los peces lo toman del agua, etc.

La aplicación de ciertos fertilizantes o de excremento de animales en el suelo destinado al cultivo de alimentos puede aumentar su nivel de cadmio lo cual, a su vez, causa un aumento en el nivel de cadmio de los productos. El cadmio no se encuentra en cantidades preocupantes en el agua; sin embargo, puede contaminarla cuando ésta viaja a través de las tuberías (que muchas veces están soldadas con materiales que lo contienen) o cuando entra en contacto con desechos químicos.

Impacto ambiental.

116

El cadmio contamina el aire cuando se funden rocas para extraer zinc, cobre o plomo. Trabajar o vivir cerca de una de estas fuentes contaminantes puede resultar en una sobreexposición al cadmio.

Una vez que el cadmio se absorbe es fuertemente retenido; así que incluso bajas dosis de este metal pueden constituir un nivel significativo en el organismo si la exposición se prolonga durante un largo periodo.

Una vez absorbido el cadmio, es transportado por el torrente circulatorio hasta el hígado, en donde se une a una proteína de bajo peso molecular. Pequeñas cantidades de ese complejo proteína-cadmio pasan continuamente del hígado al torrente sanguíneo, para ser transportado a los riñones y filtrado a través de los glomérulos, para posteriormente ser reabsorbido y almacenado en las células tubulares del riñón. Este último órgano excreta del 1 al 2% del cadmio tomado directamente de las fuentes ambientales, lo que provoca una gran acumulación de cadmio en los riñones. La concentración del metal en el riñón es aproximadamente 10 mil veces más alta que en el torrente sanguíneo. La excreción fecal del metal representa una mínima cantidad de cadmio no absorbido en el sistema gastrointestinal. Por otra parte, se estima que la vida biológica del cadmio en los humanos varía entre 13 y 40 años.

No se sabe que el cadmio tenga algún efecto benéfico. Más bien puede causar algunos efectos adversos en la salud. Aunque las exposiciones prolongadas son extremadamente raras actualmente, la ingestión de altas dosis es causa de severas irritaciones del estómago, vómito y diarrea y su inhalación causa graves irritaciones en los pulmones.

Causan mayor preocupación los efectos de las exposiciones bajas al cadmio y a largo plazo. Algunos efectos de varios niveles y duraciones de exposición son los siguientes:




En personas que han estado expuestas a un exceso de cadmio en su dieta o por el aire se ha observado un daño en los riñones. Esta enfermedad

Impacto ambiental.

117

renal normalmente no es mortal, pero puede ocasionar la formación de cálculos y sus efectos en el sistema óseo se manifiestan a través de dolor y debilidad.




En trabajadores de fábricas, en donde el nivel de concentración de cadmio en el aire es alto, han sido observados severos daños en los pulmones, tales como enfisema.




En animales expuestos durante largos periodos al cadmio por inhalación, se ha observado la aparición de cáncer de pulmón. Estudios en seres humanos también sugieren que una inhalación prolongada de cadmio puede resultar en incrementar el riesgo de contraer cáncer pulmonar, como en el caso de los fumadores. No hay evidencia de que la ingestión de cadmio por la vía oral sea causante de cáncer.




Ha sido también observada alta presión arterial en animales expuestos al cadmio. Aún no se sabe si la exposición al cadmio desempeña un papel importante en la hipertensión humana.




Otros tejidos también son dañados por exposición al cadmio (en animales o humanos) incluyendo al hígado, los testículos, el sistema inmunológico, el sistema nervioso y la sangre. Efectos en la reproducción y el desarrollo han sido observados en animales expuestos al cadmio, pero no han sido reportados aún en seres humanos.

Es importante tomar medidas preventivas para regular las descargas de cadmio al ambiente. Asimismo, se debe proteger a las personas que por una otra causa se encuentren sobreexpuestas a este metal. Debe también considerarse aumentar la información acerca del cadmio a la población en general.

A pesar de que son claras las evidencias de la toxicidad del cadmio, aún no se realizan estudios formales acerca de las consecuencias reales que tiene la acción de este metal sobre los organismos vivos, especialmente en el humano. Es muy posible que algunos de nuestros padecimientos (tales como el cáncer, enfermedades renales, hepáticas, pulmonares, etc.), estén ligados con la exposición prolongada al cadmio. La investigación ayudaría, además, a profundizar en los mecanismos básicos de daño

Impacto ambiental.

118

y permitiría un mejor entendimiento de la toxicidad del cadmio y su posible tratamiento.

En el caso que nos ocupa es recomendable que si se necesita desechar una batería de níquel cadmio se haga en lugares acondicionados para tal fin donde la posible contaminación ambiental este controlada y produzca los menores riesgos posibles para seres humanos, animales y plantas.

Parte V, ANEJOS.

Anejos I. Tabla, fichas técnicas o informanción general.

120

1. Anejos I. Tablas, fichas técnicas e información general. 1.1. Ficha técnica, Foco beuchat 30/50W recargable.

Foco 30/50 W NiMH

Nuevo foco de inmersión que incorpora la tecnología de los acumuladores de NIMH Dándonos una mayor autonomía respecto a los NICAD.

Características generales:

• • • • • • • • • • • •

Cuerpo fabricado en aleación de aluminio anodizado en calidad Marina. Bloque reflector atornillado para acceder a la bombilla, a la parábola y al enchufe de carga. Acumulador NiMh de 12 Volts/4.3Ah. Bombilla Halógena de 30 watt. De alta luminosidad en G 6.35 Temperatura de color 3200ºC Flujo luminoso 750 Lumens. Bombilla Halógena de 50 watt HLX de alta luminosidad en G 6.35 Temperatura de color 3300ºC Flujo luminoso de 1600 lumens. Interruptor Magnético de altas prestaciones. Circuito electrónico de control de alumbrado de la bombilla. Sistema de control electrónico de descarga de la batería que evita los fenómenos de efecto memoria y garantizar así el mayor numero de ciclos de carga / descarga.

• •

Indicador rojo parpadeante que indica al usuario el estado de batería baja. Cargador rápido especifico NIMH(115/230 V) “INTELIGENTE” que controla permanentemente el estado de la batería antes y durante la carga, cargándola con corriente constante en un máximo de 3 horas.

• • • •

Parada de la carga automática antes de pasar al modo de carga de mantenimiento. Posibilidad de carga parcial sin la descarga completa del acumulador aumentando así su vida útil. Visor de puesta en carga. Protección térmica del cargador.

Anejos I. Tabla, fichas técnicas o informanción general.

• • • • • •

121

Se entrega con correa de sujeción. Empuñadura ergonómica blanca. Protección delantera anti-choques. Bolsa de transporte acolchada. Entregado con una bombilla de 30W y otra de 50W Autonomía: 50W....60mn y 30W.....1H y 40 min.

1.2. Ficha técnica, Foco seac sub halley 50.

La nueva Halley 50 conjuga elevadas prestaciones de duración y calidad de la luz, respondiendo a las reales necesidades del buceador más exigente. El corazón de este producto es el circuito electrónico con control constante de corriente de tecnología "Switching", de última generación, junto a un nuevo interruptor magnético que acciona un micro switch estático de efecto "hall". Estas características garantizan la máxima fiabilidad, la duración de todos los principales componentes, el aumento de la autonomía de la batería y una luz completamente blanca.

• • •

Material cuerpo: aluminio anticorodal anodizado Ventanilla: vidrio templado de 6 mm Estanqueidad: 2 O-Rings de NBR ubicados al final de la carrera del filete, roscado cuerpo linterna + O-ring de NBR ubicado en el cierre hermético de la ventanilla

• • • • • • • • • • • •

Peso en el aire: 1.600 g Peso en el agua: 980 g Diámetro cuerpo: 75 mm Longitud cuerpo: 265 mm Bombilla: 50 W Xenophot Circuito electrónico: control constante de la corriente con tecnología "Switching" Tiempo de recarga: 5 horas con baterías completamente descargadas Profundidad máxima de uso: 100 metros Autonomía: hasta 55 minutos Válvula de seguridad automática tarada a 0,9 BAR Bloquea-interruptor para el transporte Lazo en dotación

1.3 Tabla de herramientas. Profundidad Avance Geometría Condiciones de (mm/rev) corte(mm)

Nombre herramienta

Tipo operación

Tipo

H-01

Torno ext. Desbaste

T-MAX P

-PF

-PF/GC4015

0,4(0,3-1,5)

0,2(0,10,4)

H-02

Torno ext. Acabado

T-MAX P

-PF

-PF/GC4015

0,4(0,3-1,5)

0,15(0,10,4)

H-03

Torno int. Desbaste

CoroTurn 107

-PM

-PM/GC4025

0,6(0,2-2,4)

0,2(0,10,3)

H-04

Torno int. Acabado

CoroTurn 111

-PF

-PF/GC4015

0,3(0,1-1,3)

0,1(0,040,18)

H-05

Tronzado de tubos

CoroCut

-CR

GC4125

32

H-06

Roscas ext.

T-MAX U-LOCK

Uso general

GC1020

0,67

H-07

Roscas int.

T-MAX U-LOCK

Uso general

GC1020

0,63

H-08

Taladrado M7

CoroDrill Delta-C

GC1010

GC1010

22

Anejos I. Tabla, fichas técnicas o informanción general.

Código de pedido CNMG 12 04 08PF DNMG 15 04 04PF CCMT 06 02 08-PM

DPMT 07 02 04-PF N123J20,2(0,1105000,35) 0004-CR R166,0G16MM01100 R166,0L16MM01100 R415,50,16(0,130680-300,2) AC0

Ra(micras)

Mango

Velocidad de corte (avance)(m/min)

PCLNR/L 3225P12

0,2-455

1,5-6,3

PDJNR/L 3225P15

0,15-490

1,5-6,3

S12M-SCLCR/L 06

0,2-375

1,5-6,3

S12M-SDUCR/L 07

0,1-530

0,5-3,2

R/LF123J32-2525B

120(205-80)

3,7

R166,4FG-2020-16

125

R166,4KF-20-16

125

Diámetro broca 6,8

85(60-110)

122

H-09

H-10

Taladrado led

CoroDrill Delta-C

Brocas Taladrado Coromat para vaciado U

GC1010

GC1010

18

P-53

GC3040

75

-TF

GC4125

20

DIN371

11,5

R415,50500-30AC0 LCMX 02 0,06(0,0402 04 P0,1) 53 3040 N123G10,14(0,0503000,25) 0003-TF B 1257 TFT M7 R216,340,035100400,05 BC22K R216,320,02-0,04 04030AC08P 0,13(0,10,17)

H-11

Tronzado tóricas

CoroCut

H-12

Roscado a M7

M

H-13

Ranurado desbaste

CoroMill Plura

-P

-PL/GC1020

22

H-14

Ranurado acabado

CoroMil Plura

-P

-PL/GC1010

8

H-15

Planeado

CoroMill 245

-M

-PL/GC4030

6

0,14

H-16

Contorneado

CoroMill 290

-M

-PL/GC4030

10,7

0,12

H-16

Fresado en escuadra

CoroMill 290

-M

-PL/GC4030

10,7

0,12

Anejos I. Tabla, fichas técnicas o informanción general.

R245-12 T3 E-PL 4030 R290- 12 T3 08MPL 4029 R290- 12 T3 08MPL 4030

Diámetro broca 5,0

85(60-110)

Broca diámetro 15

220(180-265)

R/LF123G20-1616B

155(270-95)

0,8

30(20-45) Diámetro 10

90-120

Diámetro 4

140-240

R245-050Q22-12M

250

R290-050Q22-12M

240

R290-050Q22-12M

240

123

Anejos I. Tabla, fichas técnicas o informanción general.

124

1.4. Potencia estimada en máquinas herramientas. A continuación se muestra una tabla que indica la potencia estimada necesaria para poder realizar los mecanizados a una velocidad de corte determinada y con una profundidad de pasada y avance también determinados. La tabla es la siguiente.

ap x fn

Pot.bruta KW

2x0,2

4x0,3

6x0,5

Vc 150

2,5

7,4

18,5

Vc 200

3,3

9,9

24,7

Vc 250

4,1

12,3

30,9

Vc 300

4,9

14,8

37

Según se ha visto anteriormente, existe una ecuación para el cálculo de la potencia estimada para realizar las operaciones. Según la formula escrita anteriormente, las operaciones que mas potencia necesitan en el diseño del foco de buceo, necesitan una potencia de aproximadamente 9,6 KW, esta operación es un fresado en escuadra de 10 mm de profundidad y una velocidad de corte de 85m/min, con un avance de 0.13mm/rev. Estos valores se salen de la tabla, pero si nos fijamos en un valor normal de las operaciones que se realizan en la fabricación del foco de buceo, como por ejemplo un refrentado en la tapa delantera a profundidad de 1.5 mm y avance de 0.2 mm/rev cuya velocidad de corte es de 455m/min, tenemos una potencia calculada según la formula de 5.6 KW, que es un valor que no viene en la tabla pero que se puede intuir cuando la pasada es de 2 mm y el avance de 0.2 mm/rev.

Anejos II. Listado de programas.

125

2. Anejos II. Listado de programas. En este anejo se muestran los listados del programa de control numérico realizado con WinUnisoft. Se separan por apartados los diferentes programas para cada pieza.

2.1. Tubo principal.

2.1.1. Fase 10, subfase 10. N0010 G90 G95 G97 T1.1 N0020 G31 (Guardamos el sistema de referencia actual) N0030 G53 (Colocamos el sistema de referencia en el borde de la pieza) N0040 F0.2 S1034 M3 N0050 G0 X141 Z2 M3 (Colocamos la herramienta en la posición de inicio de operaciones) N0060 G21 N1.1 P1=K1 M3 (REFRENTADO DE LIMPIEZA) N0070 G21 N1.1 P1=K0 M3 (Refrentado pasada 1,1mm) N0080 G21 N2.1 P1=K139 M3 (CILINDRADO EXT. DESBASTE pasada 1, diámetro 1mm, radio 0.5mm) N0090 G21 N2.1 P1=K138 M3 (Cilindrado ext. desbaste pasada 2 diámetro 1mm, radio 0.5mm) N0100 G21 N2.1 P1=K137 M3 (Cilindrado ext. desbaste pasada 3 diámetro 1mm, radio 0.5mm) N0110 T8.8 (Cambiamos la herramienta para CILINDRADO INT. DESBASTE) N0120 F0.2 S970 M3 N0130 G0 X141 Z2 M3 (Colocamos la herramienta en la posición de inicio de operaciones) N0140 G21 N3.1 P1=K121 M3 (Cilindrado int. desbaste pasada 1 diámetro 1mm, radio 0.5mm)

Anejos II. Listado de programas.

126

N0150 G21 N3.1 P1=K122 M3 (Cilindrado int. desbaste pasada 2 diámetro 1mm, radio 0.5mm) N0160 G21 N3.1 P1=K123 M3 (Cilindrado int. desbaste pasada 3 diámetro 1mm, radio 0.5mm) N0170 F0.2 S918 M3 N0180 G21 N4.1 P1=K125 M3 (Cilindrado int. desbaste TAPA POSTERIOR, pasada 1 diámetro 2mm, radio 1mm) N0190 G21 N4.1 P1=K127 M3 (Cilindrado int. desbaste TAPA POSTERIOR, pasada 2 diámetro 2mm, radio 1mm) N0200 G21 N4.1 P1=K129 M3 (Cilindrado int. desbaste TAPA POSTERIOR, pasada 3 diámetro 2mm, radio 1mm) N0210 G0 X141 M3 N0220 T9.9 (Cambiamos la herramienta para CILINDRADO INT. ACABADO) N0230 F0.05 S1297 M3 N0240 G0 X141 Z2 M3 (Colocamos la herramienta en la posición de inicio de operaciones) N0250 G01 X130 M3 (Cilindrado int. acabado TAPA POSTERIOR pasada 1 diámetro 1mm, radio 0.5mm) N0260 G01 Z-20 M3 N0270 G01 X122 M3 N0280 G0 Z2 M3 N0290 G0 X141 M3 N0300 T11.11 (Cambiamos la herramienta para ROSCADO INTERIOR) N0310 F1.0 S318 M3 N0320 G0 X141 Z2 M3 N0330 G01 X124 M3 (Roscado int. paso constante=1 pasada 1 diámetro 1mm, radio 0.5mm) N0340 G01 Z-19 M3 N0350 G33 Z-49 K1 M3 N0360 G01 X122 M3 N0370 G0 Z-19 M3 N0380 G01 X125 M3 (Roscado int. paso constante=1 pasada 2diámetro 1mm, radio 0.5mm) N0390 G33 Z-49 K1 M3 N0400 G01 X122 M3 N0410 G0 Z2 M3 N0420 G0 X141 M3 N0430 T7.7 (Cambiamos la herramienta para TRONZADO) N0440 F0.2 S278 M3

Anejos II. Listado de programas.

127

N0450 G0 X141 Z2 M3 N0460 G0 Z-303.246 M3 N0470 G01 X122 M3 N0480 G01 X141 M3 N0490 G0 Z41 M3 N0500 M30 (------------------------------------------------------FIN DEL PROGRAMA-------------------------------------------------------------------) N0510 G23 N1 (Rutina de refrentado) N0520 G01 Z P1 M3 N0530 G01 X118 M3 N0540 G01 Z2 M3 N0550 G0 X141 M3 N0560 G24 N0570 G23 N2 (Rutina de cilindrado ext. desbaste, diámetro 1mm, radio 0.5mm) N0580 G01 X P1 M3 N0590 G01 Z-305 M3 N0600 G01 X141 M3 N0610 G0 Z2 M3 N0620 G24 N0630 G23 N3 (Rutina de cilindrado int. desbaste, diámetro 1mm, radio 0.5mm) N0640 G01 X P1 M3 N0650 G01 Z-305 M3 N0660 G01 X119 M3 N0670 G0 Z2 M3 N0680 G24 N0690 G23 N4 (Rutina de cilindrado int. desbaste TAPA POSTERIOR, diámetro 2mm, radio 1mm) N0700 G01 X P1 M3 N0710 G01 Z-20 M3 N0720 G01 X122 M3 N0730 G0 Z2 M3 N0740 G24

Anejos II. Listado de programas.

128

2.1.2. Fase 10, subfase 20. N0010 G90 G95 G97 T1.1 N0020 G31 (Guardamos el sistema de referencia actual) N0030 G53 (Ponemos nuestro sistema en Z300) N0040 F0.2 S1057 M3 N0050 G0 X138 Z2 M3 (Colocamos la herramienta en la posición de inicio de operaciones) N0060 G21 N1 P1=K1 M3 (REFRENTADO de limpieza) N0070 G21 N1 P1=K0 M3 (Refrentado pasada 1, 1mm) N0080 G21 N2 P1=K136 M3 (CILINDRADO EXT. DESBASTE TAPA DELANTERA pasada 1 diámetro 1 mm, radio 0.5mm) N0090 G21 N2 P1=K135 M3 (Cilindrado ext. desbaste TAPA DELANTERA pasada 2 diámetro 1 mm, radio 0.5mm) N0100 G21 N2 P1=K134 M3 (Cilindrado ext. desbaste TAPA DELANTERA pasada 3 diámetro 1 mm, radio 0.5mm) N0110 G21 N2 P1=K133 M3 (Cilindrado ext. desbaste TAPA DELANTERA pasada 4 diámetro 1 mm, radio 0.5mm) N0120 G21 N2 P1=K132 M3 (Cilindrado ext. desbaste TAPA DELANTERA pasada 5 diámetro 1 mm, radio 0.5mm) N0130 F0.14 S1187 M3 N0140 G21 N2 P1=K131.4 M3 (Cilindrado ext. ACABADO pasada 1 diámetro 0.6 mm, radio 0.3mm) N0150 T6.6 (Cambiamos la herramienta para ROSCADO) N0160 F1.0 S290 M3 N0170 G0 X138 Z-9 M3 N0180 G01 X136 M3 (Roscado ext. paso constante=1 pasada 1 diámetro 1mm, radio 0.5mm) N0190 G33 Z-41 K1 M3 N0200 G01 X138 M3 N0210 G0 Z-9 M3 N0220 G01 X135 M3 (Roscado ext. paso constante=1 pasada 2diámetro 1mm, radio 0.5mm) N0230 G33 Z-41 K1 M3 N0240 G01 X138 M3 N0250 G0 Z1 M3 N0260 T7.7 (Cambiamos la herramienta para el TRONZADO) N0270 F0.05 S375 M3

Anejos II. Listado de programas.

129

N0280 G0 X138 Z1 M3 N0290 G01 Z-7 M3 N0300 G01 X128.2 M3 N0310 G01 Z-5.8 M3 N0320 G01 X138 M3 N0330 G0 Z1 M3 N0340 M30 (----------------------------------------------------FIN DEL PROGRAMA----------------------------------------------------------------------) N0350 G23 N1 (Rutina de refrentado) N0360 G01 Z P1 M3 N0370 G01 X121 M3 N0380 G01 Z2 M3 N0390 G0 X138 M3 N0400 G24 N0410 G23 N2 (Rutina cilindrado ext. desbaste TAPA DELANTERA diámetro 1 mm, radio 0.5mm) N0420 G01 X P1 M3 N0430 G01 Z-10 M3 N0440 G01 X138 M3 N0450 G0 Z1 M3 N0460 G24

2.2. Tapa delantera.

2.2.1. Fase 10, subfase 10. N0010

G90 G95 G97 T1.1

N0020 G31 (Guardamos el sistema de referencia actual) N0030 G53 (Colocamos nuestro sistema de referencia) N0040 F0.2 S965 M3 N0050 G0 X151 Z1 M3 (Colocamos la herramienta para empezar el corte) N0060 G21 N1.1 P1=K1 M3 (REFRENTADO de limpieza) N0070 G21 N1.1 P1=K0 M3 (Refrentado pasada 1 1mm) N0080 G21 N2.1 P1=K149 M3 (CILINDRADO EXT. DESBASTE pasada 1 diámetro 1mm, radio 0.5mm)

Anejos II. Listado de programas.

130

N0090 G21 N2.1 P1=K148 M3 (Cilindrado ext. desbaste pasada 2 diámetro 1mm, radio 0.5mm) N0100 G21 N2.1 P1=K147 M3 (Cilindrado ext. desbaste pasada 3 diámetro 1mm, radio 0.5mm) N0110 T8.8 (cambiamos la herramienta para CILINDRADO INT. DESBASTE) N0120 F0.2 S1095 M3 N0130 G0 X151 Z1 M3 N0140 G21 N3.1 P1=K103 M3 (Cilindrado int. desbaste pasada 1 diámetro 3m, radio 1.5) N0150 G21 N3.1 P1=K106 M3 (Cilindrado int. desbaste pasada 2 diámetro 3m, radio 1.5) N0160 G21 N3.1 P1=K109 M3 (Cilindrado int. desbaste pasada 3 diámetro 3m, radio 1.5) N0170 G21 N4.1 P1=K112 M3 (Cilindrado int. desbaste

SEGUNDO HUECO

pasada 1 diámetro 3mm, radio 1.5mm) N0180 G21 N4.1 P1=K115 M3 (Cilindrado int. desbaste

SEGUNDO HUECO

pasada 2 diámetro 3mm, radio 1.5mm) N0190 G21 N4.1 P1=K118 M3 (Cilindrado int. desbaste

SEGUNDO HUECO

pasada 3 diámetro 3mm, radio 1.5mm) N0200 G21 N4.1 P1=K121 M3 (Cilindrado int. desbaste

SEGUNDO HUECO

pasada 4 diámetro 3mm,radio 1.5mm) N0210 G21 N4.1 P1=K124 M3 (Cilindrado int. desbaste

SEGUNDO HUECO

pasada 5 diámetro 3mm,radio 1.5mm) N0220 G21 N4.1 P1=K127 M3 (Cilindrado int. desbaste

SEGUNDO HUECO

pasada 6 diámetro 3mm,radio 1.5mm) N0230 G21 N4.1 P1=K130 M3 (Cilindrado int. desbaste

SEGUNDO HUECO

pasada 7 diámetro 3mm,radio 1.5mm) N0240 F0.2 S884 M3 N0250 G21 N5.1 P1=K133 M3 (Cilindrado int. desbaste

TERCER HUECO

pasada 1 diámetro 2mm,radio 1mm) N0260 G21 N5.1 P1=K135 M3 (Cilindrado int. desbaste

TERCER HUECO

pasada 2 diámetro 2mm,radio 1mm) N0270 G0 X151 M3 N0280 T9.9 (Cambiamos la herramienta para CILINDRADO INT. ACABADO) N0290 F0.05 S1278 M3 N0300 G0 X151 Z1 M3 N0310 G21 N6.1 P1=K132 M3 (Cilindrado int. acabado SEGUNDO HUECO pasada 1 diámetro 1mm,radio 0.5mm) N0320 G0 Z1 M3

Anejos II. Listado de programas.

131

N0330 G0 X151 M3 N0340 T16.16 (cambiamos la herramienta para RANURADO INTERIOR) N0350 F0.05 S465 M3 N0360 G0 X151 Z1 M3 N0370 G01 X130 M3 N0380 G01 Z-46.6 M3 N0390 G01 X127.4 M3 N0400 G01 Z-44 M3 N0410 G0 Z1 M3 N0420 G0 X151 M3 N0430 T11.11 (cambiamos la herramienta para ROSCADO INTERIOR) N0440 F1.0 S290 M3 N0450 G0 X151 Z1 M3 N0460 G01 X136 M3 (Roscado interior paso constante=1 pasada 1 diámetro 1mm,radio 0.5mm) N0470 G33 Z-29 K1 M3 N0480 G01 X131 M3 N0490 G0 Z1 M3 N0500 G01 X137 M3 (Roscado interior paso constante=1 pasada 2 diámetro 1mm,radio 0.5mm) N0510 G33 Z-29 K1 M3 N0520 G01 X131 M3 N0530 G0 Z1 M3 N0540 G0 X151 M3 N0550 M30 (-------------------------------------------------------FIN DEL PROGRAMA---------------------------------------------------------------------) N0560 G23 N1 (Rutina refrentado) N0570 G01 ZP1 M3 N0580 G01 X98 M3 N0590 G0 Z2 M3 N0600 G0 X151 M3 N0610 G24 N0620 G23 N2 (Rutina cilindrado ext. desbaste) N0630 G0 X P1 M3 N0640 G01 Z-59 M3 N0650 G01 X151 M3 N0660 G0 Z1 M3 N0670 G24

Anejos II. Listado de programas.

N0680 G23 N3 (Rutina cilindrado int. desbaste) N0690 G01 X P1 M3 N0700 G01 Z-59 M3 N0710 G01 X99 M3 N0720 G0 Z1 M3 N0730 G24 N0740 G23 N4 (Rutina cilindrado int. desbaste SEGUNDO HUECO) N0750 G01 X P1 M3 N0760 G01 Z-45 M3 N0770 G01 X108 M3 N0780 G0 Z1 M3 N0790 G24 N0800 G23 N5 (Rutina cilindrado int. desbaste TERCER HUECO) N0810 G01 X P1 M3 N0820 G01 Z-30 M3 N0830 G01 X130 M3 N0840 G0 Z1 M3 N0850 G24 N0860 G23 N6 (Rutina cilindrado int. acabado SEGUNDO HUECO) N0870 G01 X P1 M3 N0880 G01 Z-45 M3 N0890 G01 X108 M3 N0900 G0 Z-29 M3 N0910 G24

2.2.2. Fase 10, subfase 20. N0010

G90 G95 G97 T1.1

N0020 G31 (Guardamos sistema de referencia actual) N0030 G53 (Colocamos nuestro sistema de referencia) N0040 F0.2 S965 M3 N0050 G0 X151 Z25 M3 N0060 G21 N1.1 P1=K149 M3 (CILINDRADO EXT. DESBASTE pasada 1 diámetro 1mm,radio 0.5mm) N0070 G21 N1.1 P1=K148 M3 (Cilindrado ext. desbaste pasada 2 diámetro 1mm,radio 0.5mm)

132

Anejos II. Listado de programas.

133

N0080 G21 N1.1 P1=K147 M3 (Cilindrado ext. desbaste pasada 3 diámetro 1mm,radio 0.5mm) N0090 F0.2 S985 M3 N0100 G21 N2.1 P1=K24 P2=K25 M3 (REFRENTADO de limpieza) N0110 G21 N2.1 P1=K22.5 P2=K23.5 M3 (Refrentado pasada 1, 1.5mm) N0120 G21 N2.1 P1=K21 P2=K22 M3 (Refrentado pasada 2, 1.5mm) N0130 G21 N2.1 P1=K19.5 P2=K20.5 M3 (Refrentado pasada 3, 1.5mm) N0140 G21 N2.1 P1=K18 P2=K19 M3 (Refrentado pasada 4, 1.5mm) N0150 G21 N2.1 P1=K16.5 P2=K17.5 M3 (Refrentado pasada 5, 1.5mm) N0160 G21 N2.1 P1=K15 P2=K16 M3 (Refrentado pasada 6, 1.5mm) N0170 G21 N2.1 P1=K13.5 P2=K14.5 M3 (Refrentado pasada 7, 1.5mm) N0180 G21 N2.1 P1=K12 P2=K13 M3 (Refrentado pasada 8, 1.5mm) N0190 G21 N2.1 P1=K10.5 P2=K11.5 N0200 G21 N2.1 P1=K9 P2=K10

M3 (Refrentado pasada 10, 1.5mm)

N0210 G21 N2.1 P1=K7.5 P2=K8.5 N0220 G21 N2.1 P1=K6 P2=K7 N0230 G21 N2.1 P1=K4.5 N0240 G21 N2.1 P1=K3 N0250 G21 N2.1 P1=K1.5 N0260 G21 N2.1 P1=K0

M3 (Refrentado pasada 13, 1.5mm)

M3 (Refrentado pasada 14, 1.5mm)

P2=K2.5 P2=K1

M3 (Refrentado pasada 11, 1.5mm)

M3 (Refrentado pasada 12, 1.5mm)

P2=K5.5 P2=K4

M3 (Refrentado pasada 9, 1.5mm)

M3 (Refrentado pasada 15, 1.5mm)

M3 (Refrentado pasada 16, 1.5mm)

N0270 G0 X105 M3 N0280 G01 Z0 (Refrentado-cilindrado con redondeo) N0290 G01 G36 R2 X147 N0300 G01 Z-3 N0310 G01 X151 M3 N0320 G0 Z25 M3 N0330 M30 (-----------------------------------------------------FIN DEL PROGRAMA------------------------------------------------------------------------) N0340 G23 N1 (Rutina cilindrado ext. desbaste) N0350 G01 X P1 M3 N0360 G01 Z-3 M3 N0370 G01 X151 M3 N0380 G0 Z25 M3 N0390 G24 N0400 G23 N2 (Rutina refrentado) N0410 G01 Z P1 M3 N0420 G01 X99 M3 N0430 G01 Z P2 M3

Anejos II. Listado de programas.

134

N0440 G0 X148 M3 N0450 G24

2.3. Tapa trasera.

2.3.1. Fase 10,subfase 10. N0010 G90 G95 G97 T1.1 N0020 F0.2 S1034 M3 N0030 G0 X141 Z81 M3 N0040 G21 N1 P1=K80 M3 (REFRENTADO para limpiar) N0050 G21 N1 P1=K79 M3 (Refrentado pasada 1, 1mm) N0060 G21 N2 P1=K139 M3 (CILINDRADO EXT. DESBASTE pasada 1 diámetro 1mm, radio 0.5mm) N0070 G21 N2 P1=K138 M3 (Cilindrado ext. desbaste pasada 1 diámetro 1mm, radio 0.5mm) N0080 G0 X-0.5 M3 (Refrentado redondeo cilindrado ext. desbaste pasada 3 diámetro 1mm, radio 0.5mm) N0090 G01 Z79 M3 N0100 G01 G36 R2 X137 N0110 G01 Z12 M3 N0120 G01 X141 M3 N0130 G0 Z80 M3 N0140 M30 (---------------------------------------------------FIN DEL PROGRAMA-----------------------------------------------------------------) N0150 G23 N1 (Rutina refrentado) N0160 G01 Z P1 M3 N0170 G01 X-0.5 M3 N0180 G01 Z81 M3 N0190 G0 X141 M3 N0200 G24 N0210 G23 N2 (Rutina cilindrado ext. desbaste) N0220 G01 X P1 M3 N0230 G01 Z12 M3 N0240 G01 X141 M3

Anejos II. Listado de programas.

N0250 G0 Z80 M3 N0260 G24

2.3.2. Fase 20, subfase 10. N0010 G95 G97 T1.1 N0020 M6 N0030 G0 G90 G43 X0 Y0 Z100 M3 N0040 F0.4 S3342 M3 N0050 G0 X6.5 Y75 M3 N0060 G0 Z85 M3 N0070 G01 Z74 M3 (RANURADO CON SALIDA DESBASTE profundidad 5mm, diámetro 10mm) N0080 G01 Y21 M3 N0090 G01 X2.5 M3 N0100 G01 Y75 M3 N0110 G01 X-1.5 M3 N0120 G01 Y21 M3 N0130 G01 X-5.5 M3 N0140 G01 Y75 M3 N0150 G01 X-6.5 M3 N0160 G01 Y 21 M3 N0170 G01 Z85 M3 N0180 G0 Z100 M3 N0190 G0 X0 Y0 M3 N0200 T 6.6 (Cambiamos herramienta para ACABAR RANURADO diámetro 4mm) N0210 M6 N0220 F0.03 S11140 M3 N0230 G0 X0 Y0 Z100 M3 N0240 G0 X10.5 Y71 M3 N0250 G0 Z85 M3 N0260 G01 Z74 M3 (Acabado ranurado profundidad 5mm) N0270 G01 Y17 M3 N0280 G01 X-10.5 M3 N0290 G01 Y71 M3 N0300 G01 Z85 M3

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Anejos II. Listado de programas.

136

N0310 G0 Z100 M3 N0320 G0 X0 Y0 M3 N0330 T 24.24 M3 (Cambiamos la herramienta para TALADRADO a M7) N0340 M6 N0350 F0.16 S 3978 M3 N0360 G0 X0 Y0 Z100 M3 N0370 G0 X5 Y30 M3 N0380 G0 Z85 M3 N0390 G01 Z69 M3 N0400 G01 Z85 M3 N0410 G0 X-5 Y55 M3 N0420 G0 Z85 M3 N0430 G01 Z69 M3 N0440 G01 Z85 M3 N0450 G0 Z100 M3 N0460 G0 X0 Y0 M3 N0470 T24.24 M3(Cambiamos la herramienta para ROSCADO A M7) N0480 M6 N0490 F0.5 S1364 M3 N0500 G0 X0 Y0 Z100 M3 N0510 G0 X5 Y30 M3 N0520 G0 Z85 M3 N0530 G01 Z69 M3 N0540 G01 Z85 M3 N0550 G0 X-5 Y55 M3 N0560 G0 Z85 M3 N0570 G01 Z69 M3 N0580 G01 Z85 M3 N0590 G0 Z100 M3 N0600 G0 X0 Y0 M3 N0610 M30 (--------------------------------------------------------------------FIN DEL PROGRAMA--------------------------------------------------------)

2.3.3. Fase 30, subfase 10. N0010 G90 G95 G97 T1.1

Anejos II. Listado de programas.

137

N0020 F0.2 S1034 M3 N0030 G0 X141 Z80 M3 N0040 G21 N1.1 P1=K78.5 P2=K80 M3 (REFRENTADO para limpiar) N0050 G21 N1.1 P1=K77 P2=K78.5 M3 (Refrentado pasada 1, 1.5mm) N0060 G21 N1.1 P1=K75.5 P2=K77 M3 (Refrentado pasada 2, 1.5mm) N0070 G21 N1.1 P1=K74 P2=K75.5 M3 (Refrentado pasada 3, 1.5mm) N0080 G21 N1.1 P1=K72.5 P2=K74 M3 (Refrentado pasada 4, 1.5mm) N0090 G21 N1.1 P1=K71 P2=K72.5 M3 (Refrentado pasada 5, 1.5mm) N0100 G21 N1.1 P1=K69.5 P2=K71 M3 (Refrentado pasada 6, 1.5mm) N0110 G21 N1.1 P1=K68 P2=K 69.5 M3 (Refrentado pasada 7, 1.5mm) N0120 G21 N1.1 P1=K66.5 P2=K68 M3 (Refrentado pasada 8, 1.5mm) N0130 G21 N1.1 P1=K65 P2=K66.5 M3 (Refrentado pasada 9, 1.5mm) N0140 G21 N2.1 P1=K139 P2=K11 P3=K141 P4=K66 M3 (CILINDRADO EXT. DESBASTE pasada 1 diámetro 1mm, radio 0.5mm) N0150 G21 N2.1 P1=K138 P2=K11 P3=K141 P4=K66 M3 (Cilindrado ext. desbaste pasada 2 diámetro 1mm, radio 0.5mm) N0160 G21 N2.1 P1=K137 P2=K11 P3=K141 P4=K66 M3 (Cilindrado ext. desbaste pasada 3 diámetro 1mm, radio 0.5mm) N0170 F0.2 S1057 M3 N0180 G21 N2.1 P1=K134 P2=K15 P3=K138 P4=K66 M3 (Cilindrado ext. desbaste HUECO TÓRICAS pasada 1 diámetro 3mm, radio 1.5mm) N0190 G21 N2.1 P1=K131 P2=K15 P3=K138 P4=K66 M3 (Cilindrado ext. desbaste HUECO TÓRICAS pasada 2 diámetro 3mm, radio 1.5mm) N0200 T2.2 (Cabíamos la herramienta para CILINDRADO EXT. ACABADO) N0210 F0.14 S1205 M3 N0220 G21 N2.1 P1=K129.4 P2=K15 P3=K138 P4=K66 M3 (Cilindrado ext. acabado HUECO TÓRICAS pasada 3 diámetro 1.6mm, radio 0.8mm) N0230 T1.1 (Cambiamos la herramienta para CILINDRADO EXT. DESBASTE) N0240 F0.2 S1114 M3 N0250 G21 N2.1 P1=K127 P2=K35 P3=K130 P4=K66 M3 (Cilindrado ext. desbaste HUECO ROSCA pasada 1 diámetro 3mm, radio 1.5mm) N0260 G21 N2.1 P1=K125 P2=K35 P3=K130 P4=K66 M3 (Cilindrado ext. desbaste HUECO ROSCA pasada 2 diámetro 3mm, radio 1.5mm) N0270 G0 Z80 M3 N0280 G0 X141 M3 N0290 T6.6 (Cambiamos herramienta para ROSCADO) N0300 F1.0 S318 M3 N0310 G0 X141 Z80 M3 N0320 G01 X124 M3

Anejos II. Listado de programas.

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N0330 G01 Z66 M3 (Roscado ext. paso constante=1 pasada 1,diámetro 1mm,radio 0.5mm) N0340 G33 Z36 K1 M3 N0350 G01 X130 M3 N0360 G0 Z66 M3 N0370 G01 X123 M3 (Roscado ext. paso constante=1 pasada 2 diámetro 1mm,radio 0.5mm) N0380 G33 Z36 K1 M3 N0390 G01 X141 M3 N0400 G0 Z80 M3 N0410 T7.7 (Cambiamos herramienta para TRONZADO) N0420 F0.05 S381 M3 N0430 G0 X141 Z80 M3 N0440 G21 N3.1 P1=K131 P2=K18 P3=K126.2 P4=K19.2 M3 (TRONZADO 1º JUNTA) N0450 G21 N3.1 P1=K131 P2=K26.3 P3=K126.2 P4=K27.5 M3 (TRONZADO 2º JUNTA) N0460 G0 Z80 M3 N0470 G0 X141 M3 N0480 T16.16 (Cambiamos herramienta para TALADRAR) N0490 F0.05 S4668 M3 N0500 G0 X141 Z80 M3 N0510 G0 X0 M3 N0520 G0 Z67 M3 N0530 G01 Z15 M3 N0540 G01 Z67 M3 N0550 G0 Z80 M3 N0560 G0 X141 Z80 M3 N0570 T9.9 (Cambiamos herramienta para REFRENTAR CILINDRADO INT.) N0580 F0.2 S1085 M3 N0590 G0 X141 Z80 M3 N0600 G21 N4.1 P3=K62 M3 N0610 G21 N4.1 P3=K59 M3 N0620 G21 N4.1 P3=K56 M3 N0630 G21 N4.1 P3=K53 M3 N0640 G21 N4.1 P3=K50 M3 N0650 G21 N4.1 P3=K47 M3 N0660 G21 N4.1 P3=K44 M3 N0670 G21 N4.1 P3=K41 M3

Anejos II. Listado de programas.

139

N0680 G21 N4.1 P3=K38 M3 N0690 G21 N4.1 P3=K35 M3 N0700 G21 N4.1 P3=K32 M3 N0710 G21 N4.1 P3=K29 M3 N0720 G21 N4.1 P3=K26 M3 N0730 G21 N4.1 P3=K23 M3 N0740 G21 N4.1 P3=K20 M3 N0750 G21 N4.1 P3=K17 M3 N0760 G21 N4.1 P3=K15 M3 N0770 G0 Z80 M3 N0780 G0 X141 M3 N0790 M30 (----------------------------------------------------------------------------FIN DEL PROGRAMA----------------------------------------------) N0800 G23 N1 (Rutina refrentado) N0810 G01 Z P1 M3 N0820 G01 X-0.5 M3 N0830 G01 Z P2 M3 N0840 G0 X141 M3 N0850 G24 N0860 G23 N2 (Rutina cilindrado ext. desbaste) N0870 G01 X P1 M3 N0880 G01 Z P2 M3 N0890 G01 X P3 M3 N0900 G0 Z P4 M3 N0910 G24 N0920 G23 N3 (Rutina tronzado de juntas) N0930 G01 X P1 M3 N0940 G01 Z P2 M3 N0950 G01 X P3 M3 N0960 G01 Z P4 M3 N0970 G01 X P1 M3 N0980 G24 N0990 G23 N4 N1000 G01 X0 M3 (Vaciado del centro refrentado-cilindrado int.) N1010 G01 ZP3 M3 N1020 G01 X110 M3 N1030 G01 Z67 M3 N1040 G24

Anejos II. Listado de programas.

140

2.4. Chapa de luces.

2.4.1. Fase 10, subfase 10. N0010 G95 G97 T55.55 N0020 M6 N0030 G0 G90 G43 X0 Y0 Z100 M3 N0040 G31 (Guardamos el sistema de referencia actual) N0050 G53 (Colocamos nuestro sistema de referencia en el centro de la pieza) N0060 F0.14 S1591 M3 N0070 G0 Z5 M3 N0080 G0 X-75 M3 N0090 G0 Y-105 M3 N0100 G21 N1.1 P1=K-75 M3 (Comenzamos el PLANEADO profundidad 2mm) N0110 G21 N1.1 P1=K-50 M3 N0120 G21 N1.1 P1=K-25 M3 N0130 G21 N1.1 P1=K0 M3 N0140 G21 N1.1 P1=K25 M3 N0150 G21 N1.1 P1=K50 M3 N0160 G21 N1.1 P1=K75 M3 N0170 G0 X-75 M3 N0180 G0 Y-75 M3 N0190 G0 Z100 M3 N0200 T56.56 (Cambiamos la herramienta para FRESADO EN ESCUADRA PROFUNDIDAD 8mm) N0210 M6 N0220 F0.12 S1527 M3 N0230 G0 X-75 Y-75 M3 N0240 G0 Y0 M3 N0250 G0 X-111.5 M3 N0260 G01 Z-10 M3 N0270 G21 N2.1 P1=K-111.5 P2=K0 M3 (Comenzamos el fresado en escuadra profundidad 8mm) N0280 G21 N2.1 P1=K-86.5 P2=K0 M3

Anejos II. Listado de programas.

141

N0290 G01 Z5 M3 N0300 G0 X-75 M3 N0310 G0 Y-75 M3 N0320 G0 Z100 M3 N0330 T1.1 (Cambiamos la herramienta para TALADRAR A DIÁEMTRO 35mm) N0340 M6 N0350 F0.04 S3342 M3 N0360 G0 X-75 Y-75 M3 N0370 G0 Y0 M3 N0380 G0 X-20 M3 (Colocamos la herramienta para taladrad a diámetro 35mm) N0390 G01 Z-12 M3 N0400 G01 X-32.5 M3 N0410 G54 (Colocamos el sistema de referencia en el centro del taladro 1) N0420 G21 N2.1 P1=K-12.5 P2=K0 N0430 G21 N2.1 P1=K-7.5 P2=K0

M3 M3

N0440 G01 Z5 M3 N0450 G55 (Colocamos el sistema de referencia en el centro del taladro 2) N0460 G0 X0 Y0 M3 N0470 G01 Z-12 M3 N0480 G21 N2.1 P1=K-12.5 P2=K0 N0490 G21 N2.1 P1=K-7.5 P2=K0

M3 M3

N0500 G01 Z5 M3 N0510 G0 X-95 M3 N0520 G0 Z100 M3 N0530 T7.7 (Cambiamos la herramienta para TALADRAR A DIÁMETRO 5mm) N0540 M6 N0550 F0.13 S5411 M3 N0560 G0 Y0 M3 N0570 G53 N0580 G0 X0 M3 N0590 G21 N3.1 P1=K42.5 M3 (Comenzamos el taladrado diámetro 5mm, intersección cuadrante 1,2) N0600 G21 N3.1 P1=K34 M3 N0610 G21 N3.1 P1=K25 M3 N0620 G21 N3.1 P1=K15 M3

Anejos II. Listado de programas.

142

N0630 G21 N3.1 P1=K-42.5 M3 (Comenzamos el taladrado diámetro 5mm, intersección cuadrante 3,4) N0640 G21 N3.1 P1=K-34 M3 N0650 G21 N3.1 P1=K-25 M3 N0660 G21 N3.1 P1=K-15 M3 N0670 G0 Y0 M3 N0680 G0 X20 M3 N0690 G93 M3 (Origen de polares en el punto actual, centro taladro 2) N0700 G21 N4.1 P1=K25 P2=K125.13 M3 (Comenzamos el taladrar a diámetro 5mm,cuadrante 1) N0710 G21 N4.1 P1=K25 P2=K107.13 M3 N0720 G21 N4.1 P1=K25 P2=K89.13 M3 N0730 G21 N4.1 P1=K25 P2=K71.13 M3 N0740 G21 N4.1 P1=K25 P2=K53.13 M3 N0750 G0 X20 Y0 M3 N0760 G21 N4.1 P1=K32.01 P2=K110.66 M3 N0770 G21 N4.1 P1=K32.01 P2=K92.66 M3 N0780 G21 N4.1 P1=K32.01 P2=K74.66 M3 N0790 G21 N4.1 P1=K32.01 P2=K56.66 M3 N0800 G0 X20 Y0 M3 N0810 G21 N4.1 P1=K39.44 P2=K106.46 M3 N0820 G0 X20 Y0 M3 N0830 G21 N4.1 P1=K25 P2=K-125.13 M3 (Comenzamos el taladrar a diámetro 5mm,cuadrante 4) N0840 G21 N4.1 P1=K25 P2=K-107.13 M3 N0850 G21 N4.1 P1=K25 P2=K-89.13 M3 N0860 G21 N4.1 P1=K25 P2=K-71.13 M3 N0870 G21 N4.1 P1=K25 P2=K-53.13 M3 N0880 G0 X20 Y0 M3 N0890 G21 N4.1 P1=K32.01 P2=K-110.66 M3 N0900 G21 N4.1 P1=K32.01 P2=K-92.66 M3 N0910 G21 N4.1 P1=K32.01 P2=K-74.66 M3 N0920 G21 N4.1 P1=K32.01 P2=K-56.66 M3 N0930 G0 X20 Y0 M3 N0940 G21 N4.1 P1=K39.44 P2=K-106.46 M3 N0950 G0 X20 Y0 M3 N0960 G0 X-20 M3

Anejos II. Listado de programas.

143

N0970 G93 M3 (Origen de polares en el punto actual, centro taladro 1) N0980 G21 N4.1 P1=K25 P2=K54.87 M3 (Comenzamos el taladrar a diámetro 5mm,cuadrante 2) N0990 G21 N4.1 P1=K25 P2=K72.87 M3 N1000 G21 N4.1 P1=K25 P2=K90.87 M3 N1010 G21 N4.1 P1=K25 P2=K108.87 M3 N1020 G21 N4.1 P1=K25 P2=K126.87 M3 N1030 G0 X-20 Y0 M3 N1040 G21 N4.1 P1=K32.01 P2=K69.34 M3 N1050 G21 N4.1 P1=K32.01 P2=K87.34 M3 N1060 G21 N4.1 P1=K32.01 P2=K105.34 M3 N1070 G21 N4.1 P1=K32.01 P2=K123.34 M3 N1080 G0 X-20 Y0 M3 N1090 G21 N4.1 P1=K39.44 P2=K73.54 M3 N1100 G0 X-20 Y0 M3 N1110 G21 N4.1 P1=K25 P2=K-54.87 M3 (Comenzamos el taladrar a diámetro 5mm,cuadrante 3) N1120 G21 N4.1 P1=K25 P2=K-72.87 M3 N1130 G21 N4.1 P1=K25 P2=K-90.87 M3 N1140 G21 N4.1 P1=K25 P2=K-108.87 M3 N1150 G21 N4.1 P1=K25 P2=K-126.87 M3 N1160 G0 X-20 Y0 M3 N1170 G21 N4.1 P1=K32.01 P2=K-69.34 M3 N1180 G21 N4.1 P1=K32.01 P2=K-87.34 M3 N1190 G21 N4.1 P1=K32.01 P2=K-105.34 M3 N1200 G21 N4.1 P1=K32.01 P2=K-123.34 M3 N1210 G0 X-20 Y0 M3 N1220 G21 N4.1 P1=K39.44 P2=K-73.54 M3 N1230 G0 X-20 Y0 M3 N1240 G0 X-75 M3 N1250 G0 Z100 M3 N1260 M30 (---------------------------------------------------------FIN DEL PROGRAMA---------------------------------------------------------------) N1270 G23 N1 (Rutina de planeado) N1280 G01 Z-2 M3 N1290 G01 X P1 M3 N1300 G01 Y105 M3

Anejos II. Listado de programas.

144

N1310 G01 Z5 M3 N1320 G0 Y-105 M3 N1330 G24 N1340 G23 N2 (Rutina de fresado en escuadra Y taladrado a diámetro 35) N1350 G01 X P1 Y P2 M3 N1360 G02 X P1 Y P2 I-P1 J0 M3 N1370 G24 N1380 G23 N3 (Rutina taladrado a diámetro 5 hueco para led) N1390 G01 Y P1 M3 N1400 G01 Z-12 M3 N1410 G01 Z5 M3 N1420 G24 N1430 G23 N4 (Rutina taladrado a diámetro 5 hueco para led en polares) N1440 G01 R P1 A P2 M3 N1450 G01 Z-12 M3 N1460 G01 Z5 M3 N1470 G24

2.4.2. Fase 10, subfase 20. N0010 G95 G97 T55.55 N0020 M6 N0030 F0.14 S1591 M3 N0040 G0 G90 G43 X0 Y0 Z100 M3 N0050 G0 Y150 M3 N0060 G31 N0070 G53 N0080 G0 Z5 M3 N0090 G01 Z-1 M3 N0100 G21 N1.1 P1=K-75 P2=K-1 M3 (Comenzamos el PLANEADO, pasada 1) N0110 G21 N1.1 P1=K-50 P2=K-1 M3 N0120 G21 N1.1 P1=K-25 P2=K-1 M3 N0130 G21 N1.1 P1=K0 P2=K-1 M3 N0140 G21 N1.1 P1=K25 P2=K-1 M3 N0150 G21 N1.1 P1=K50 P2=K-1 M3

Anejos II. Listado de programas.

145

N0160 G21 N1.1 P1=K75 P2=K5 M3 N0170 G0 X-75 M3 N0180 G01 Z-4 M3 N0190 G21 N1.1 P1=K-75 P2=K-4 M3 (Comenzamos el PLANEADO, pasada 2) N0200 G21 N1.1 P1=K-50 P2=K-4 M3 N0210 G21 N1.1 P1=K-25 P2=K-4 M3 N0220 G21 N1.1 P1=K0 P2=K-4 M3 N0230 G21 N1.1 P1=K25 P2=K-4 M3 N0240 G21 N1.1 P1=K50 P2=K-4 M3 N0250 G21 N1.1 P1=K75 P2=K5 M3 N0260 G0 X-75 M3 N0270 G01 Z-7 M3 N0280 G21 N1.1 P1=K-75 P2=K-7 M3 (Comenzamos el PLANEADO, pasada 3) N0290 G21 N1.1 P1=K-50 P2=K-7 M3 N0300 G21 N1.1 P1=K-25 P2=K-7 M3 N0310 G21 N1.1 P1=K0 P2=K-7 M3 N0320 G21 N1.1 P1=K25 P2=K-7 M3 N0330 G21 N1.1 P1=K50 P2=K-7 M3 N0340 G21 N1.1 P1=K75 P2=K5 M3 N0350 G0 X-75 M3 N0360 G01 Z-10 M3 N0370 G21 N1.1 P1=K-75 P2=K-10 M3 (Comenzamos el PLANEADO, pasada 4) N0380 G21 N1.1 P1=K-50 P2=K-10 M3 N0390 G21 N1.1 P1=K-25 P2=K-10 M3 N0400 G21 N1.1 P1=K0 P2=K-10 M3 N0410 G21 N1.1 P1=K25 P2=K-10 M3 N0420 G21 N1.1 P1=K50 P2=K-10 M3 N0430 G21 N1.1 P1=K75 P2=K5 M3 N0440 G0 X-75 M3 N0450 G01 Z-13 M3 N0460 G21 N1.1 P1=K-75 P2=K-13 M3 (Comenzamos el PLANEADO, pasada 5) N0470 G21 N1.1 P1=K-50 P2=K-13 M3 N0480 G21 N1.1 P1=K-25 P2=K-13 M3 N0490 G21 N1.1 P1=K0 P2=K-13 M3 N0500 G21 N1.1 P1=K25 P2=K-13 M3 N0510 G21 N1.1 P1=K50 P2=K-13 M3 N0520 G21 N1.1 P1=K75 P2=K5 M3 N0530 G0 X-75 M3 N0540 G0 Z100 M3

Anejos II. Listado de programas.

146

N0550 T56.56 (Cambiamos la herramienta para CONTORNEADO) N0560 M6 N0570 F0.12 S1527 M3 N0580 G0 Y0 M3 N0590 G0 X-86.5 M3 N0600 G01 Z-15 M3 (Comenzamos el contorneado, profundidad 2mm) N0610 G02 X-86.5 Y0 I86.5 J0 M3 N0620 G01 Z5 M3 N0630 G0 X-75 M3 N0640 G0 Z100 M3 N0650 G32 N0660 G0 X0 Y0 Z100 M3 N0670 M30 (-------------------------------------------------------------------FIN DEL PROGRAMA-----------------------------------------------------) N0680 G23 N1 (Rutina de planeado) N0690 G01 XP1 M3 N0700 G01 Y105 M3 N0710 G01 Z5 M3 N0720 G0 Y-105 M3 N0730 G01 Z P2 M3 N0740 G24

2.5. Asa.

2.5.1. Fase 10, subfase 10. N0010 G95 G97 T55.55 N0020 M6 N0030 G0 G90 G43 X0 Y0 Z100 M3 N0040 G31 (Guardamos el sistema de referencia actual) N0050 G53 (Colocamos nuestro sistema de referencia) N0060 F0.14 S1591 M3 N0070 G0 X0 Y0 Z5 N0080 G0 Y40 M3 N0090 G0 X-30 M3

Anejos II. Listado de programas.

147

N0100 G01 Z-2 M3 (Bajamos la herramienta para empezar el PLANEADO) N0110 G21 N1.1 P1=K40 P2=K-2 M3 N0120 G21 N1.1 P1=K15 P2=K-2 M3 N0130 G21 N1.1 P1=K0 P2=K5 M3 N0140 G0 X0 M3 N0150 G32 N0160 G0 X0 Y0 Z100 M3 N0170 T56.56 (Cambiamos la herramienta para comenzar el FRESADO EN ESCUADRA) N0180 M6 N0190 F0.12 S1527 M3 N0200 G0 X-175 M3 N0210 G53 N0220 G0 X0 Y0 Z5 M3 N0230 G0 Y-30 M3 N0240 G0 X-15.7 M3 N0250 G01 Z-10 (Bajamos la herramienta para comenzar el fresado en escuadra) N0260 G01 Y57.5 M3 N0270 G01 X365.7 M3 N0280 G01 Y-17.5 M3 N0290 G01 X11.3 M3 (Comenzamos el redondeo del asa) N0300 G02 X-15.7 Y9.5 I0 J27 M3 N0310 G01 Y30.5 M3 N0320 G02 X11.3 Y57.5 I27 J0 M3 N0330 G01 X365.7 M3 N0340 G01 Y-17.5 M3 N0350 G01 X0 M3 N0360 G01 Z5 N0370 G0 Y0 M3 N0380 G32 N0390 G0 X0 Y0 Z100 M3 N0400 T24.24 (Cambiamos la herramienta para TALADRAR a M7) N0410 M6 N0420 F0.16 S3978 M3 N0430 G53 N0440 G0 X0 Y0 Z5 M3 N0450 G0 X24.3 Y17.5 N0460 G01 Z-10

Anejos II. Listado de programas.

148

N0470 G01 Z5 N0480 G0 X49.3 Y27.5 N0490 G01 Z-10 N0500 G01 Z5 N0510 G0 Y0 M3 N0520 G0 X0 M3 N0530 G32 N0540 G0 X0 Y0 Z100 N0550 T25.25 (Cambiamos la herramienta para RANURADO INT. sin salida) N0560 M6 N0570 F0.03 S11140 M3 N0580 G0 X0 Y0 Z100 N0590 G53 N0600 G0 X0 Y0 Z5 M3 N0610 G0 X74.3 Y17.5 N0620 G01 Z-10 N0630 G01 Y27.5 N0640 G01 Z5 N0650 G0 Y0 M3 N0660 G0 X0 M3 N0670 G32 N0680 G0 X0 Y0 Z100 N0690 M30 (-------------------------------------------------FIN DEL PROGRAMA-------------------------------------------------------------) N0700 G23 N1 (Rutina de planeado) N0710 G01 Y P1 M3 N0720 G01 X350 M3 N0730 G01 Z5 M3 N0740 G0 X-30 M3 N0750 G01 Z P2 M3 N0760 G24

2.5.2. Fase 10, subfase 20. N0010 G95 G97 T55.55 N0020 M6

Anejos II. Listado de programas.

N0030 G0 G90 G43 X0 Y0 Z100 M3 N0040 G31 (Guardamos el sistema de referencia actual) N0050 G53 (Colocamos nuestro sistema de referencia) N0060 F0.14 S1591 M3 N0070 G0 X0 Y0 Z5 M3 N0080 G0 Y40 M3 N0090 G0 X-30 M3 N0100 G01 Z-2 M3 (Comenzamos el PLANEADO, pasada 1) N0110 G01 G21 N1 P1=K40 P2=K-2 M3 N0120 G01 G21 N1 P1=K15 P2=K-2 M3 N0130 G01 G21 N1 P1=K0 P2=K5 M3 N0140 G0 Y40 M3 N0150 G01 Z-4 M3 (Comenzamos el PLANEADO, pasada 2) N0160 G01 G21 N1 P1=K40 P2=K-4 M3 N0170 G01 G21 N1 P1=K15 P2=K-4 M3 N0180 G01 G21 N1 P1=K0 P2=K-4 M3 N0190 G0 Y40 M3 N0200 G01 Z-6 M3 (Comenzamos el PLANEADO, pasada 3) N0210 G01 G21 N1 P1=K40 P2=K-6 M3 N0220 G01 G21 N1 P1=K15 P2=K-6 M3 N0230 G01 G21 N1 P1=K0 P2=K5 M3 N0240 G0 Y40 M3 N0250 G01 Z-8 M3 (Comenzamos el PLANEADO, pasada 4) N0260 G01 G21 N1 P1=K40 P2=K-8 M3 N0270 G01 G21 N1 P1=K15 P2=K-8 M3 N0280 G01 G21 N1 P1=K0 P2=K5 M3 N0290 G0 X0 M3 N0300 G32 N0310 G0 X0 Y0 Z100 M3 N0320 T56.56 (Cambiamos la herramienta para CONTORMEADO) N0330 M6 N0340 F0.14 S1527 M3 N0350 G0 X-175 Z5 M3 N0360 G53 N0370 G0 X11.3 M3 N0380 G0 Y-18 M3 N0390 G01 Z-10 M3 N0400 G01 Y-17.5 M3 N0410 G02 X-15.7 Y9.5 I0 J27 M3

149

Anejos II. Listado de programas.

150

N0420 G01 Y30.5 M3 N0430 G02 X11.3 Y57.5 I27 J0 M3 N0440 G01 X365.7 M3 N0450 G01 Y-17.5 M3 N0460 G01 X0 M3 N0470 G01 Z5 M3 N0480 G01 Y0 M3 N0490 G32 N0500 G0 X0 Y0 Z100 M3 N0510 M30 (-------------------------------------------------FIN DEL PROGRAMA-------------------------------------------------------------) N0520 G23 N1 (Rutina de planeado) N0530 G01 YP1 M3 N0540 G01 X350 M3 N0550 G01 Z5 M3 N0560 G0 X-30 M3 N0570 G01 Z P2 M3 N0580 G24

Bibliografia.

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Documento Nº 2, PLANOS.

Índice.

ii

Parte I, LISTA DE PLANOS........................................................................................1 1. Lista de planos. .....................................................................................................2 1.1 Planos de conjunto, subconjunto y piezas. .....................................................2 1.2 Esquemas eléctricos........................................................................................2 2. Lista de hojas analíticas de fases y operaciones. ..................................................3 Parte II, PLANOS.........................................................................................................4 1. Planos de conjunto, subconjunto y piezas. ...........................................................5 1. Hojas analíticas de fases y operaciones. .............................................................15

Parte I, LISTA DE PLANOS.

Lista de planos. Planos de conjunto, subconjunto y piezas.

2

1. Lista de planos. 1.1 Planos de conjunto, subconjunto y piezas. A continuación se incluye una lista de los planos realizados durante el proyecto:











Plano nº 1.00 Plano nº 1.01 Plano nº 1.02 Plano nº 1.03 Plano nº 1.04 Plano nº 1.05 Plano nº 1.06 Plano nº 1.07

Título: Foco de buceo. Plano de conjunto. Título: Lista de piezas. Plano de conjunto. Título: Tubo principal. Plano de pieza. Título: Tapa delantera. Plano de pieza. Título: Tapa trasera. Plano de pieza. Título: Chapa de luces. Plano de pieza. Título: Asa. Plano de pieza. Título: Cristal. Plano de pieza.

1.2 Esquemas eléctricos. A continuación se muestran los planos eléctricos realizados durante la ejecución del proyecto:




Plano nº 1.08 Título: Esquema eléctrico. Plano esquema eléctrico.

Lista de planos. Hojas analíticas de fases y operaciones.

3

2. Lista de hojas analíticas de fases y operaciones. A continuación se incluye una lista con las hojas analíticas de fases y operaciones que se necesitan para la fabricación del foco de buceo:



















Hoja analítica de fases: Tubo principal. Fase nº 10 Hoja analítica de operaciones: Tubo principal. Fase 10, subfase nº 10. Hoja analítica de operaciones: Tubo principal. Fase 10, subfase nº 20. Hoja analítica de fases: Tapa delantera. Fases nº 10. Hoja analítica de operaciones: Tapa delantera. Fase 10, subfase nº 10. Hoja analítica de operaciones: Tapa delantera. Fase 10, subfase nº 20. Hoja analítica de fases: Tapa trasera. Fases nº 10-20-30. Hoja analítica de operaciones: Tapa trasera. Fase 10, subfase nº 10. Hoja analítica de operaciones: Tapa trasera. Fase 20, subfase nº 10. Hoja analítica de operaciones: Tapa trasera. Fase 30, subfase nº 10. Hoja analítica de fases: Chapa de luces. Fases nº 10. Hoja analítica de operaciones: Chapa de luces. Fase 10, subfase nº 10. Hoja analítica de operaciones: Chapa de luces. Fase 10, subfase nº 20. Hoja analítica de fases. Asa. Fase nº 10. Hoja analítica de operaciones: Asa. Fase 10, subfase nº 10. Hoja analítica de operaciones: Asa. Fase 10, subfase nº 20.

Parte II, PLANOS.

Planos. Planos de conjunto, subconjunto y piezas.

1. Planos de conjunto, subconjunto y piezas.

5

Planos. Hojas analíticas de fases y operaciones.

1. Hojas analíticas de fases y operaciones.

15

Planos. Hojas analíticas de fases y operaciones.

16

HOJA ANALITICA DE FASES Material Aluminio

Pieza Tubo principal

Conjunto: Foco de buceo (1) Plano nº: 1.02

Nº Piezas: 1 Marca: 1

Proceso de fabricación

Fase 10

Subfase 10 20

Operación 10 a 70 10 a 50

Descripción Mecanizado superficies 1 a 6 Mecanizado superficies 7 a 10

Máquina Torno N-01 Torno N-01

Planos. Hojas analíticas de fases y operaciones.

17

Máquina

HOJA ANALÍTICA DE OPERACIONES Torno paralelo convencional N-01 Bruto: Dxd 140x120 Longitud 320 mm Pieza: Tubo principal Datos técnicos Material: Aluminio Hoja Nº: 1

Tiempos

Profundidad (mm)

Avance (mm/rev)

V. Corte (m/min)

r.p.m.

Longitud

Máquina

Exterior

Total

10

Refrentar a limpiar

2

1

0,2

455

1034

-

-

-

-

H-01

20

Cilindrado exterior desbaste

3

0,5

0,2

455

1034

-

-

-

-

H-01

30

Cilindrado interior desbaste

3

0,5

0,2

375

970

-

-

-

-

H-03

40

Cilindrado interior desbaste

3

1

0,2

375

918

-

-

-

-

H-03

50

Cilindrado interior acabado

1

0,5

0,05

530

1297

-

-

-

-

H-04

60

Roscado interior

2

0,5

1

125

318

-

-

-

-

H-07

70

Tronzado de tubo

1

7

0,2

120

278

-

-

-

-

H-05

Operación

Nº de pasadas

Utillajes Herramienta s Calibres

Fase Nº: 10 Subfase: 10

Planos. Hojas analíticas de fases y operaciones.

18

Máquina

HOJA ANALÍTICA DE OPERACIONES Torno paralelo convencional N-01 Bruto: Dxd 140x120 Longitud 320 mm Pieza: Tubo principal Datos técnicos Material: Aluminio Hoja Nº: 2

Tiempos

Profundidad (mm)

Avance (mm/rev)

V. Corte (m/min)

r.p.m.

Longitud

Máquina

Exterior

Total

10

Refrentar a limpiar

2

1

0,2

455

1057

-

-

-

-

H-01

20

Cilindrado exterior desbaste

5

0,5

0,2

455

1057

-

-

-

-

H-01

30

Cilindrado exterior acabado

1

0,3

0,14

490

1187

-

-

-

-

H-02

40

Roscado exterior

2

0,5

1

125

290

-

-

-

-

H-06

50

Tronzado (tóricas)

1

1,6

0,05

155

375

-

-

-

-

H-11

Operación

Nº de pasadas

Utillajes Herramienta s Calibres

Fase Nº: 10 Subfase: 20

Planos. Hojas analíticas de fases y operaciones.

19

HOJA ANALITICA DE FASES Material Aluminio

Pieza Tapa delantera

Conjunto: Foco de buceo (1) Plano nº: 1.03

Nº Piezas: 1 Marca: 2

Proceso de fabricación

Fase 10

Subfase 10 20

Operación 10 a 70 10 a 20

Descripción Mecanizado superficies 1 a 6 Mecanizado superficies 7 a 8

Máquina Torno N-01 Torno N-01

Planos. Hojas analíticas de fases y operaciones.

20

Máquina

HOJA ANALÍTICA DE OPERACIONES Torno paralelo convencional N-01 Bruto: Dxd 150x100 Longitud 80 mm Pieza: Tapa delantera Datos técnicos Material: Aluminio Hoja Nº: 3

Tiempos

Profundidad (mm)

Avance (mm/rev)

V. Corte (m/min)

r.p.m.

Longitud

Máquina

Exterior

Total

10

Refrentar a limpiar

2

1

0,2

455

965

-

-

-

-

H-01

20

Cilindrado exterior desbaste

3

0,5

0,2

455

965

-

-

-

-

H-01

30

Cilindrado interior desbaste

10

1,5

0,2

375

1095

-

-

-

-

H-03

40

Cilindrado interior desbaste

2

1

0,2

375

884

-

-

-

-

H-03

50

Cilindrado interio acabado

1

0,5

0,05

530

1278

-

-

-

-

H-04

60

Ranurado interior

1

1,6

0,05

190

465

-

-

-

-

H-14

70

Roscado interior

2

0,5

1

125

290

-

-

-

-

H-07

Operación

Nº de pasadas

Utillajes Herramienta s Calibres

Fase Nº: 10 Subfase: 10

Planos. Hojas analíticas de fases y operaciones.

21

Máquina

HOJA ANALÍTICA DE OPERACIONES Torno paralelo convencional N-01 Bruto: Dxd 150x100 Longitud 80 mm Pieza: Tapa delantera Datos técnicos Material: Aluminio Hoja Nº: 4

Tiempos

Profundidad (mm)

Avance (mm/rev)

V. Corte (m/min)

r.p.m.

Longitud

Máquina

Exterior

Total

10

Cilindrado exterior desbaste

3

0,5

0,2

455

965

-

-

-

-

H-01

20

Refrentado

16

1,5

0,2

455

985

-

-

-

-

H-01

Operación

Nº de pasadas

Utillajes Herramienta s Calibres

Fase Nº: 10 Subfase: 20

Planos. Hojas analíticas de fases y operaciones.

22

HOJA ANALITICA DE FASES Material Aluminio

Conjunto: Foco de buceo (1) Plano nº: 1.04

Pieza Tapa trasera

Nº Piezas: 1 Marca: 8

Proceso de fabricación

Fase 10 20 30

Subfase 10 10 10

Operación 10 a 20 10 a 40 10 a 90

Descripción Mecanizado superficies 1 a 2 Mecanizado superficies 10 a 11 Mecanizado superficies 3 a 9

Máquina Torno N-01 Fresa F-01 Torno N-01

Planos. Hojas analíticas de fases y operaciones.

23

Máquina

HOJA ANALÍTICA DE OPERACIONES Torno paralelo convencional N-01 Bruto: DxL 140x80 mm Pieza: Tapa trasera Material: Aluminio Hoja Nº: 5

Tiempos

Avance (mm/rev)

V. Corte (m/min)

r.p.m.

Longitud

Máquina

Exterior

Total

10

Refrentado a limpiar

2

1

0,2

455

1034

-

-

-

-

H-01

20

Cilindrado exterior desbaste

3

0,5

0,2

455

1034

-

-

-

-

H-01

Operación

Profundidad (mm)

Utillajes Herramienta s Calibres

Nº de pasadas

Datos técnicos

Fase Nº: 10 Subfase: 10

Planos. Hojas analíticas de fases y operaciones.

24

Máquina

HOJA ANALÍTICA DE OPERACIONES Fresa universal F-01 Bruto: DxL 140x80 mm Pieza: Tapa trasera Material: Aluminio Hoja Nº: 6

105

20

Ranurado acabado

1

5

0,03

30

Taladrado a M7

1

5

40

Roscado a M7

1

5

Total

0,4

Exterior

5

Máquina

V. Corte (m/min)

1

Subfase: 10

Utillajes Herramienta s Calibres

Longitud

Avance (mm/rev)

Ranurado con salida desbaste

Fase Nº: 20

Tiempos

r.p.m.

Profundidad (mm)

10

Operación

Nº de pasadas

Datos técnicos

3342

-

-

-

-

H-13

140 11140

-

-

-

-

H-14

0,16

52

3978

-

-

-

-

H-08

0,5

30

1364

-

-

-

-

H-12

Planos. Hojas analíticas de fases y operaciones.

25

Máquina

HOJA ANALÍTICA DE OPERACIONES Torno paralelo convencional N-01 Bruto: DxL 140x80 mm Pieza: Tapa trasera Material: Aluminio Hoja Nº: 7

Tiempos

Avance (mm/rev)

V. Corte (m/min)

r.p.m.

Longitud

Máquina

Exterior

Total

10

Refrentar a limpiar

9

1,5

0,2

455

1034

-

-

-

-

H-01

20

Cilindrado exterior desbaste

3

0,5

0,2

455

1034

-

-

-

-

H-01

30

Cilindrado exterior desbaste

2

1,5

0,2

455

1057

-

-

-

-

H-01

40

Cilindrado exterior acabado

1

0,8

0,14

490

1205

-

-

-

-

H-02

50

Cilindrado exterior desbaste

2

1,5

0,2

455

1114

-

-

-

-

H-01

60

Roscado exterior

2

0,5

1

125

318

-

-

-

-

H-06

70

Tronzado (tóricas)

2

1,6

0,05

155

381

-

-

-

-

H-11

80

Taladrado (vaciado)

1

50

0,05

220

4668

-

-

-

-

H-10

90

Refrentar cilindrado interior

17

2

0,2

375

1085

-

-

-

-

H-03

Operación

Profundidad (mm)

Utillajes Herramienta s Calibres

Nº de pasadas

Datos técnicos

Fase Nº: 30 Subfase: 10

Planos. Hojas analíticas de fases y operaciones.

26

HOJA ANALITICA DE FASES Material Aluminio

Pieza Chapa de luces

Conjunto: Foco de buceo (1) Plano nº: 1.05

Nº Piezas: 1 Marca: 4

Proceso de fabricación

Fase 10

Subfase 10 20

Operación 10 a 40 10 a 20

Descripción Mecanizado 1 a 2 taladrado 3 a 4 Mecanizado superficies 5 a 6

Máquina Fresa F-01 Fresa F-01

Planos. Hojas analíticas de fases y operaciones.

27

Máquina

HOJA ANALÍTICA DE OPERACIONES Fresadora universal F-01 Bruto: tocho 150x150x20 Pieza: Chapa de luces Material: Aluminio Hoja Nº: 8

Tiempos

Avance (mm/rev)

V. Corte (m/min)

r.p.m.

Longitud

Máquina

Exterior

Total

10

Planeado

1

2

0,14

250

1591

-

-

-

-

H-15

20

Fresado en escuadra

2

8

0,12

240

1527

-

-

-

-

H-16

30

Taladrad a φ 35

2

10

0,04

105

3342

-

-

-

-

H-13

40

Taladrar a φ 5

48

10

0,13

85

5411

-

-

-

-

H-09

Operación

Profundidad (mm)

Utillajes Herramienta s Calibres

Nº de pasadas

Datos técnicos

Fase Nº: 10 Subfase: 10

Planos. Hojas analíticas de fases y operaciones.

28

Máquina

HOJA ANALÍTICA DE OPERACIONES Fresadora universal F-01 Bruto: tocho 150x150x20 Pieza: Chapa de luces Material: Aluminio Hoja Nº: 9

Tiempos

Avance (mm/rev)

V. Corte (m/min)

r.p.m.

Longitud

Máquina

Exterior

Total

10

Planeado

5

3

0,14

250

1591

-

-

-

-

H-15

20

Contorneado

1

2

0,12

240

1527

-

-

-

-

H-16

Operación

Profundidad (mm)

Utillajes Herramienta s Calibres

Nº de pasadas

Datos técnicos

Fase Nº: 10 Subfase: 20

Planos. Hojas analíticas de fases y operaciones.

29

HOJA ANALITICA DE FASES Material Aluminio

Conjunto: Foco de buceo (1) Plano nº: 1.06

Pieza Asa

Nº Piezas: 1 Marca: 9

Proceso de fabricación

Fase 10

Subfase 10 20

Operación 10 a 40 10 a 20

Descripción Mecanizado superficies 1 a 4 Mecanizado superficies 5 a 6

Máquina Fresa F-01 Fresa F-01

Planos. Hojas analíticas de fases y operaciones.

30

Máquina

HOJA ANALÍTICA DE OPERACIONES Fresadora universal F-01 Bruto: tocho 350x40x20 Pieza: Asa Material: Aluminio Hoja Nº: 10

Tiempos

Avance (mm/rev)

V. Corte (m/min)

r.p.m.

Longitud

Máquina

Exterior

Total

10

Planeado

1

2

0,14

250

1591

-

-

-

-

H-15

20

Fresado en escuadra

2

8

0,12

240

1527

-

-

-

-

H-16

30

Taladrar a M7

2

8

0,16

85

3978

-

-

-

-

H-08

40

Ranura sin salida

1

8

0,03

140 11140

-

-

-

-

H-14

Operación

Profundidad (mm)

Utillajes Herramienta s Calibres

Nº de pasadas

Datos técnicos

Fase Nº: 10 Subfase: 10

Planos. Hojas analíticas de fases y operaciones.

31

Máquina

HOJA ANALÍTICA DE OPERACIONES Fresadora universal F-01 Bruto: tocho 350x40x20 Pieza: Asa Material: Aluminio Hoja Nº: 11

Tiempos

Avance (mm/rev)

V. Corte (m/min)

r.p.m.

Longitud

Máquina

Exterior

Total

10

Planeado

4

2

0,14

250

1591

-

-

-

-

H-15

20

Contorneado

1

2

0,14

240

1527

-

-

-

-

H-16

Operación

Profundidad (mm)

Utillajes Herramienta s Calibres

Nº de pasadas

Datos técnicos

Fase Nº: 10 Subfase: 20

Documento nº 3, PLIEGO DE CONDICIONES.

Índice.

ii

Parte I, PLIEGO DE CONDICIONES GENERALES Y ECONÓMICAS. ................1 1. Pliego de condiciones generales y económicas. ...................................................2 Parte II, PLIEGO DE CONDICIONES TÉCNICAS Y PARTICULARES. ...............3 1. Pliego de condiciones técnicas y particulares.......................................................4

Parte I, PLIEGO DE CONDICIONES GENERALES Y ECONÓMICAS.

Pliego de condiciones generales y económicas.

2

1. Pliego de condiciones generales y económicas. El proyecto no requiere pliego de condiciones generales y económicas.

Parte II, PLIEGO DE CONDICIONES TÉCNICAS Y PARTICULARES.

Pliego de condiciones técnicas y particulares.

4

1. Pliego de condiciones técnicas y particulares. Como se ha explicado con anterioridad, el material a utilizar para la fabricación del foco de buceo es aluminio de la serie 2090 cuyas caracteristicas se nombran a continuación:






Densidad: 2.59 g/cc. Modulo de elasticidad: 76 GPa. Conductividad térmica: 88W/m-K.

Para la fabricación de dicho foco de buceo es necesaria la utilización de un torno de control numérico y una fresa de control numérico. En las hojas analíticas de fases y operaciones se pueden ver los valores de velocidad de corte, avance, etc. Estos valores nos determinan las características técnicas de las maquinas de control numerico necesarias para el mecanizado de las piezas. Se explico anteriormente que una máquina con una potencia de 9 KW aproximadamente, es capaz de realizar todas las operaciones señaladas en las hojas analíticas. Como ejemplos podemos nombrar las siguientes máquinas que serian capaces de realizar dichas operaciones:





Torno Concept TURN 345. Fresadora Concept MILL 300.

El orden de ejecución de las piezas se muestra en las hojas analíticas de fases y operaciones, que están colocadas siguiendo el orden lógico de fabricación. Basta con seguir el orden de las hojas analíticas de fases y operaciones para mecanizar el aluminio y obtener las piezas deseadas. Al final de todo el proceso el foco tiene que estar preparado para ser sumergible a 30 metros durante 1 hora aproximadamente.

Documento nº 4, PRESUPUESTO.

Índice.

ii

Parte I, MEDICIONES. ................................................................................................1 1. Mediciones............................................................................................................2 Parte II, PRECIOS UNITARIOS. ................................................................................3 1. Precios unitarios....................................................................................................4 Parte III, SUMAS PARCIALES...................................................................................5 1. Sumas parciales. ...................................................................................................6 Parte IV, PRESUPUESTO GENERAL........................................................................7 1. Presupuesto general. .............................................................................................8

Parte I, MEDICIONES.

Mediciones.

2

1. Mediciones. A continuación se muestra una tabla con las diferentes partes que integran el proyecto, indicando material o norma, dimensiones y las cantidades de cada parte. En este apartado se han hecho las siguientes suposiciones. Se supone que la fabricación del foco de buceo es en masa, es decir, que se fabrican por lotes de tamaño considerable. Se supone que se tienen de antemano la maquinaría y las herramientas adecuadas para realizar la fabricación de los lotes. Debido a esto no se incluyen en las mediciones los elementos tipo herramientas y maquinaria necesaria para la fabricación del foco de buceo. Pues como se comento en el análisis de la viabilidad, el proceso no sería rentable si se tuviese que comprar la maquinaria y las herramientas para la fabricación de un solo foco de buceo. La medición solo recoge los elementos de los que consta cada foco de buceo a fabricar, no recoge la maquinaria necesaria ni las herramientas necesarias para la fabricación.

Elemento

Material o norma

Tubo principal

Aluminio

Tapa delantera

Aluminio

Tapa trasera

Aluminio

Chapa de luces

Aluminio

Asa

Aluminio

Cristal Bateria Saft 120185 10VR7FL 7Ah 12V Junta tórica Junta tórica Halógeno Tornillos LED

Templado

DIN 3771 DIN 3771 UNE 71-702

Dimensiones Tubo 140x120, 320 mm Tubo 150x100, 80 mm Cilindro 140x80 mm Tocho 150x150x20 mm Tocho 350x40x20 mm 131.8x5 mm

Cantidad 1 1 1 1 1 1

168x70.8x96.1 mm

1

LR 127x2.5 NBR-70 LR 125x2.5 NBR-70 φ 35 mm 12V 35W M7 x 0.5 φ 5mm

1 3 2 2 48

Parte II, PRECIOS UNITARIOS.

Precios unitarios.

4

1. Precios unitarios. Se indicaran a continuación el coste unitario de cada uno de los elementos que forman el foco en una tabla similar a la del apartado anterior:

Elemento

Material o norma

Tubo principal

Aluminio

Tapa delantera

Aluminio

Tapa trasera

Aluminio

Chapa de luces

Aluminio

Asa

Aluminio

Cristal Batería Saft 120185 10VR7FL 7Ah 12V Junta tórica Junta tórica Halógeno Tornillos LED

Templado

DIN 3771 DIN 3771 UNE 71-702

Dimensiones Tubo 140x120, 320 mm Tubo 150x100, 80 mm Cilindro 140x80 mm Tocho 150x150x20 mm Tocho 350x40x20 mm 131.8x5 mm

Precio unitario 34.74 € 20.88 € 32.73 € 11.96 € 7.45 € 19.95 €

168x7038x96.10 mm

74.68 €

LR 127x2.5 NBR-70 LR 125x2.5 NBR-70 φ 35 mm 12V 35W M7 x 0.5 φ 5mm

1.50 € 1.50 € 5.63 € 1.00 € 3.13 €

Parte III, SUMAS PARCIALES.

Sumas parciales.

6

1. Sumas parciales. Se muestran en esta tabla además de los elementos que configuran el foco de buceo asi como su material y dimensiones, la cantidad necesaria de cada uno de ellos, el precio unitario de cada uno de los elementos y el importe parcial de ellos.

Elementos

Material o norma

Tubo principal

Aluminio

Tapa delantera

Aluminio

Tapa trasera

Aluminio

Chapa luces

Aluminio

Asa

Aluminio

Cristal Bateria Saft 120185 10VR7FL 7Ah 12V

Templado

Junta tórica

DIN 3771

Junta tórica

DIN 3771

LED

Precio unitario

Importe parcial

1

34.74 €

34.74 €

1

20.88 €

20.88 €

1

32.73 €

32.73 €

1

11.96 €

11.96 €

1

7.45 €

7.45 €

1

19.95 €

19.95 €

1

74.68 €

74.68 €

1

1.50 €

1.50 €

3

1.50 €

4.50 €

2

5.63 €

11.26 €

M7 x 0.5

2

1.00 €

2.00 €

φ 5mm

48

3.13 €

150.24 €

Tubo 140x120, 320 mm Tubo 150x100, 80 mm Cilindro 140x80 mm Tocho 150x150x20 mm Tocho 350x40x20 mm 131.8x5 mm 168x70.8x96.10 mm

Halógeno Tornillos

Cantidad

Dimensiones

UNE 71702

LR 127x2.5 NBR-70 LR 125x2.5 NBR-70 φ 35 mm 12V 35W

Parte IV, PRESUPUESTO GENERAL.

Presupuesto general.

8

1. Presupuesto general. En este apartado se indican las partidas parciales de cada elemento con sus correspondientes costes y finalmente la suma de todas ellas, que constituye el coste total del proyecto.

Elementos

Material o norma

Dimensiones

Cantidad

Precio unitario

Importe parcial

Tubo principal

Aluminio

Tubo 140x120, 320 mm

1

34.74 €

34.74 €

Tapa delantera

Aluminio

Tubo 150x100, 80 mm

1

20.88 €

20.88 €

Tapa trasera

Aluminio

Cilindro 140x80 mm

1

32.73 €

32.73 €

Chapa luces

Aluminio

Tocho 150x150x20 mm

1

11.96 €

11.96 €

Asa

Aluminio

Tocho 350x40x20 mm

1

7.45 €

7.45 €

Cristal

Templado

131.8x5 mm

1

19.95 €

19.95 €

168x70.8x96.10 mm

1

74.68 €

74.68 €

Batería Saft 120185 7Ah 12V Junta tórica

DIN 3771

LR 127x2.5 NBR-70

1

1.50 €

1.50 €

Junta tórica

DIN 3771

LR 125x2.5 NBR-70

3

1.50 €

4.50 €

φ 35 mm 12V 35W

2

5.63 €

11.26 €

UNE 71-702

M7 x 0.5

2

1.00 €

1.00 €

-

φ 5mm -

48 -

3.13 € -

150.24 € 370.89 €

Halógeno Tornillos LED Total

Presupuesto general.

9

Se puede ver en el resultado final como el foco de buceo de este proyecto tiene un precio competitivo con los actuales focos del mercado. Concretamente los dos tipos de focos estudiados del mercado tenían un precio de 371.90 € el modelo “Foco beuchat 30/50 W recargable” y un precio de 385.0 € el “Foco seac sub halley 50”.

Presupuesto general.

10