RAE

1. TIPO DE DOCUMENTO: Trabajo de grado para optar por el título de INGENIERO MECATRÓNICO 2. TÍTULO: DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN MEZCLADOR AUTOMATIZADO DE PINTURAS 3. AUTORES: Diego Felipe Castro Rodríguez, Leidy Paola Comba Niño, Giovanni Alejandro Moreno Castro. 4. LUGAR: Bogotá D.C. 5. FECHA: Enero de 2016 6. PALABRAS CLAVE: Diseño mecatrónico, Control, Mezclador, Viscosidad, Pintura. 7. DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO: El proyecto consiste en una máquina mezcladora de pintura que tiene como finalidad lograr un producto homogéneo en su textura y color. El tono que se quiere elaborar se puede tomar de una combinación definida por la biblioteca de colores, también puede hacer uso del sensor de color, además el usuario tiene la opción de especificar el porcentaje deseado de cada uno de los matices a crear. Las válvulas inician su proceso de dosificación de forma consecutiva. Finalmente cuando cada color de pintura se encuentra en el depósito de mezclado, las paletas empiezan a girar, al obtener una mezcla homogénea el movimiento del juego de paletas es detenida para retirar de forma segura el producto terminado. 8. LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN: Línea de Investigación de la USB: Tecnologías actuales y Sociedad. Campo Temático del Programa: Diseño, Construcción y Control. 9. METODOLOGÍA: Es de carácter empírico-analítico, con un enfoque metodológico con base en el estudio y diseño de una máquina mezcladora. 10. CONCLUSIONES: El control diseñado cumplió con las expectativas deseadas, sin embargo se pudo percibir que el sensor TCS3210 depende mucho de la iluminación del ambiente, según las pruebas realizadas, se detectó que la precisión del sensor baja considerablemente cuando la iluminación del entorno no es la adecuada. Debido a lo anterior la máquina se encuentra en un espacio cerrado y de esta manera se calibra el sensor para obtener siempre los mismos resultados. El proceso de mezclado es ejecutado por medio de un sistema de paletas, el cual es ideal para productos viscosos y grumosos, así se logra una mezcla y tono uniforme. Para mejorar el mezclado se puede incluir en el cuerpo del tanque unas placas deflectoras ya que este sistema crea un movimiento del fluido parecido a un remolino el cual no tiene un efecto total de mezcla. Para incluir las placas deflectoras era necesario tener un tanque de mezclado más grande y por ende era mucho más costosa su construcción; por otro lado, se tenía como segunda opción dejar el mezclador de paletas más pequeño, pero al final del proceso la mezcla no sería homogénea. Debido a lo anterior se deja el tanque de mezclado sencillo.Es necesario hacer una vez al mes un mantenimiento en la tubería para evitar la acumulación de pintura en las paredes. Para un mejor funcionamiento de las válvulas, se requiere un filtro de retención de partículas de 100 micrones, este debe ser cambiado en el mismo momento en que se realiza el mantenimiento de la tubería. Mediante el diseño del sistema de control se pudo observar que la velocidad de respuesta varía de acuerdo al método que se implementa, es decir que cada método tiene sus fortalezas y debilidades, tanto en el control del sobre pico, como en la velocidad de reacción, por esta razón se realizaron diferentes pruebas con la planta, podemos concluir que el mejor método de control es el de observador. El sistema de dosificación escogido no es rápido debido a que el único impulso que hace correr la pintura es la gravedad, por esto el diseño de la máquina es vertical. Se puede utilizar otro sistema de dosificación como una electrobomba la cual haría el funcionamiento más rápido pero consume más energía y estaría fuera del presupuesto.

DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN MEZCLADOR AUTOMATIZADO DE PINTURAS

DIEGO FELIPE CASTRO RODRÍGUEZ LEIDY PAOLA COMBA NIÑO GIOVANNI ALEJANDRO MORENO CASTRO

UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA MECATRÓNICA

BOGOTÁ. D.C. - 2016

DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN MEZCLADOR AUTOMATIZADO DE PINTURAS

DIEGO FELIPE CASTRO RODRÍGUEZ LEIDY PAOLA COMBA NIÑO GIOVANNI ALEJANDRO MORENO CASTRO

Proyecto presentado como requisito parcial para optar por el título de Ingeniero Mecatrónico Asesor: Ingeniero Roberto Bohórquez Ávila

UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA MECATRÓNICA

BOGOTÁ. D.C. - 2016

Nota de Aceptación:

__________________________________ __________________________________ __________________________________ __________________________________ __________________________________ __________________________________

__________________________________ Firma Director

__________________________________ Firma del Jurado

__________________________________ Firma del Jurado

Bogotá D.C. Enero de 2016

DEDICATORIA

Este trabajo fue realizado gracias a la ayuda y apoyo de mi familia, compañeros y profesores los cuales influyeron en mi vida de una manera positiva, cada uno a su modo, así mismo a todas aquellas personas que nos apoyaron de cualquier manera para concluir con éxito esta etapa de nuestras vidas. Diego Felipe Castro Rodríguez

Quiero dedicar esta obra a mis padres por su apoyo incondicional, a mi hermana, que siendo tan diferente a mí, siempre estuvo para brindar una voz de aliento, al grupo de maestros de la facultad de ingeniería y a mis compañeros, sin los que no hubiera sido imposible lograr un proyecto como este. Leidy Paola Comba Niño

Agradezco en primera medida a mi padre y mi madre, los cuales fueron un apoyo indispensable en el transcurso de mi formación profesional, a los maestros que más que ensañar me formaron como ingeniero, y por ultimo a mis compañeros y amigos que estuvieron siempre a mi lado para formarnos como ingenieros. Giovanni Alejandro Moreno Castro

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN 1 DESCRIPCIÓN GENERAL 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1 ANTECEDENTES 1.2 DESCRIPCIÓN Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 1.3 JUSTIFICACIÓN 1.4 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN 1.4.1. Objetivo general 1.4.2. Objetivos específicos 1.5 ALCANCES Y LIMITACIONES 2. MARCO DE REFERENCIA 2.1 MARCO CONCEPTUAL 2.1.1. Análisis estructural 2.1.2. Fluidos 2.2. MARCO TEÓRICO 2.2.1. Pintura 2.2.2. Tipos de pinturas 2.2.3. Teoría del color 2.2.4. Máquinas mezcladoras 2.2.5. Válvulas 3. DESARROLLO INGENIERIL 3.1. DISEÑO MECÁNICO 3.1.1. Estructura 3.1.2. Diseño de conexiones 3.1.3. Recipientes 3.1.4. Motor mezclador 3.1.5. Válvulas 3.2. DISEÑO ELECTRÓNICO 3.2.1. Electroválvula 3.2.2. Sensor de color 3.3. PROGRAMACIÓN 3.5. CONTROL 4. RESULTADOS Y ANÁLISIS CONCLUSIONES BIBLIOGRAFÍA ANEXOS

1 2 3 3 10 10 11 11 11 11 12 12 12 14 15 15 16 17 18 21 23 23 23 35 37 41 44 45 45 46 47 49 51 54 55 58

LISTA DE FIGURAS

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35.

Máquina mezcladora de pintura Prototipo dosificador-mezclador de vinilo controlado por software Sistema de mezcla de pinturas para artes plásticas Diseño e implementación de un sistema automático de matizado de colores Máquina mezcladora para la producción de pinturas plastisol Control aplicado a mezcladora de pinturas Clasificación de perfiles Mezcladora de paletas Mezcladora de hélice Turbina de impulsos centrífugos Estructura Fuerza en el centro del perfil Diagrama de fuerzas y momentos Diagrama perfil 0.4m Diagrama de fuerza y momento. Perfil 0.4 Diagrama de fuerza. Perfil inferior Diagrama de fuerza y momentos. Perfil inferior Diagrama perfil 0.6m Diagrama de fuerza y momentos. Perfil 0.6m Factores máximos Carga crítica Pernos Recipiente dosificador Recipiente mezclador Torque Motor Válvula 91118 Esquema válvula Sensor de color TCS3210 Arduino Mega Programa sensor Sensor en simulink Electroválvulas en simulink Máquina mezcladora Pruebas

2 3 5 6 7 8 13 19 20 20 23 24 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 38 40 42 43 44 45 46 47 48 49 50 52 53

LISTA DE TABLAS

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Masa Conexiones Rosca ¼ Motor Válvulas Microcontrolador Tabla de verdad Prueba del sensor Tiempo de apertura

24 35 37 42 44 47 49 51 51

INTRODUCCIÓN A través de los años el desarrollo tecnológico de las empresas Colombianas ha avanzado, particularmente en el sector industrial donde ha invertido en modernización, es decir que se está automatizando para competir de manera eficaz con los mercados internacionales; la automatización mejora la productividad de la empresa, reduce los costes de la producción y mejora la calidad de la misma. Los procesos industriales llevan a cabo constantes innovaciones debido a que el mercado y las necesidades son cambiantes, por esto las empresas deben ser más competitivas y productivas, teniendo en cuenta el auge de las negociaciones internacionales y los acuerdos de libre comercio. En Colombia el mercado de pinturas se encuentra bien abastecido, dispone de diversidad de colores que incluye su catálogo, sin embargo la gran mayoría de empresas distribuidoras de pintura no cuentan con implementación de tecnología en el proceso de producción, como un sistema de medición y mezclado preciso para lograr homogeneidad en la composición de la pintura de nuevas combinaciones y quieren abrir su mercado ofreciendo libertad al cliente de escoger cualquier tipo de combinación y éstas no cuentan con uno. Home Center establecida desde 1993 en Colombia cuenta con un sistema de agitación robusto, donde el cliente por medio del software puede encontrar una biblioteca con un sin número de colores donde cada tono ya tiene preestablecido el porcentaje que debe agregar de cada color para obtener el matiz deseado por el usuario Debido a lo anterior se da la necesidad de hacer el diseño y construcción de una máquina con la capacidad de crear nuevas combinaciones de pintura donde permita suministrar la cantidad necesaria de cada color para obtener la composición deseada, en un tiempo corto de elaboración y así agilizar el proceso de producción en la industria. Las mezclas están condicionadas por los tres colores primarios de luz (RGB): el rojo, verde y azul, a partir de ellos se construye el círculo cromático dando apertura a los colores secundarios y terciarios. Se necesita tener definido por medio de una base de datos la proporción de cada elemento para elaborar siempre el mismo producto; también es necesario el blanco y el negro que son colores básicos para variar la saturación y ligereza de la

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mezcla, además complementos que transforman las propiedades del producto final. Finalmente para tener el producto terminado la máquina cuenta con un sistema de mezclado, por medio de un agitador de paletas que logra homogeneidad en la composición de la pintura. DESCRIPCIÓN GENERAL El proyecto consiste en la máquina mezcladora de pintura de la Figura 1, tiene como finalidad lograr un producto homogéneo en su textura y color. Para determinar el tono a elaborar se toma el sensor de color TCS3210 que funciona con el código digital de identificación RGB, además tiene la opción de especificar el porcentaje deseado de cada uno de los matices a crear.

Figura 1: Máquina mezcladora de pintura.1 Al tener la selección del usuario definida, las válvulas inician su proceso de dosificación de forma consecutiva, una señal eléctrica es enviada a la válvula parar ejecutar el cambio de estado, inicialmente se encuentra (Normalmente Cerrada). Son dominadas por un sistema de control que permite pasar de forma precisa el flujo que debe circular. Finalmente cuando cada color de pintura se encuentra en el depósito de mezclado, las paletas empiezan a girar dando un movimiento radial y tangencial hacia las paredes del recipiente siguiendo una trayectoria circular.

1

Fuente: Diseñado por los autores

2

Al obtener una mezcla homogénea el movimiento del juego de paletas es detenido para retirar de forma segura el producto terminado.

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1.

ANTECEDENTES

PROTOTIPO DOSIFICADOR - MEZCLADOR DE VINILO CONTROLADO POR SOFTWARE Tesis elaborada por JAIME ERNESTO CAMPO RINCÓN, LINA MARCELA CASTILLO SERRANO, JULIÁN ALBERTO TORRES CORTES de la Universidad de San Buenaventura del programa de Ingeniería Mecatrónica. En la Figura 2 se puede evidenciar el prototipo que dosifica y mezcla los distintos colores en cantidades previamente determinadas por el usuario en el software Visual Basic, cada tono está condicionado dentro de la gama de 8 colores, al finalizar la selección del color deseado las válvulas solenoides se activan y desactivan por medio de la señal que envía el sensor de peso. Para lograr un diseño efectivo fue necesaria la ayuda de software de programación de sistemas mecánicos, hidráulicos y electrónicos.

Figura 2: Prototipo dosificador-mezclador.2

2

Fuente: CAMPO RINCÓN, Jaime Ernesto. CASTILLO SERRANO, Lina Marcela. TORRES CORTES, Julián Alberto. Prototipo dosificador-mezclador de vinilo controlado por software. Bogotá: 2007.

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Sin embargo, el prototipo al ser construido y puesto en funcionamiento presenta una turbulencia generada por el álabe en el proceso de mezclado y provoca un mal funcionamiento en el sensor de peso y los datos que se envían son erróneos, a causa de esto algunas texturas no quedan acorde a lo deseado. La elección del sistema de mezclado no fue el adecuado, esto propone un rediseño de la rotación del alabe que se está generando muchas vibraciones que pueden afectar físicamente la máquina [1].

OPTIMIZACIÓN Y ESTANDARIZACIÓN DEL PROCESO DE PRODUCCIÓN DE PINTURA Tesis elaborada por ELIANA LICETH BERNAL VILLAMIZAR de la Universidad Industrial de Santander de la facultad de Ingenierías FísicoQuímicas. La fábrica de pinturas Pintasmas es una empresa que se ha venido posicionando a nivel regional, sin embargo los clientes coinciden al señalar un problema en el cubrimiento y la viscosidad de la pintura, por lo tanto se tiene como objetivo hacer un análisis físico y químico para establecer el error en la fabricación del producto. Basado en lo anterior se implementa un estudio en el que se mezclan dos tipos de resinas con tres espesantes, en cada prueba se varía el porcentaje de cada elemento y se evalúa la viscosidad, dispersión, poder cubriente, tiempo de secado, pH, porcentaje de concentración de pigmento y adherencia. Al finalizar cada prueba se evidencia que el uso de resinas de un tamaño de partícula pequeño penetra mucho mejor dentro de los poros del sustrato, logrando más puntos de anclaje entre el pigmento, las cargas y la resina; además la forma en la cual se mezclan los componentes afecta sus propiedades [2].

SISTEMA DE MEZCLA DE PINTURAS PARA ARTES PLÁSTICAS Tesis elaborada por ÁNGELA PATRICIA HOYOS GÓMEZ de la Pontificia Universidad Javeriana de la facultad de ingeniería.

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El diseño está enfocado en la mezcla de pinturas para artes plásticas, donde se pueda obtener variedad de tonos a base de los colores primarios cian, magenta y amarillo; además tener la capacidad de analizar una muestra de pintura para determinar la saturación, tonalidad y el porcentaje de cada uno de los colores primarios presente en dicha mezcla. Basado en lo anterior, se desea reproducir las muestras que estén a base de los tres colores primarios, por medio de un sensor se toman los respectivos datos de la muestra, a través de Matlab se codifica y ejecuta el análisis de los datos obtenidos y así adquirir el porcentaje exacto de cada componente. Como se ve en la Figura 3 el sistema cuenta con tres válvulas solenoide monoestables, tres cilindros de doble efecto, tres jeringas y tres válvulas mecánicas de tipo cheque para orientar el flujo de pintura durante los ciclos de carga y descarga de pintura de los tres tanques con los colores primarios, hacia el recipiente de llegada [3].

Figura 3: Sistema de mezcla de pinturas para artes plásticas.3 DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA AUTOMÁTICO DE MATIZADO DE COLORES 3

Fuente: HOYOS GÓMEZ, ÁNGELA PATRICIA. Sistema de mezcla de pinturas para artes plásticas. Bogotá.

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Proyecto de grado elaborado por CARLA DE LA MATTA VILLAVICENCIO y VICKY SALAZAR REVATTA de la Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas, facultad de Ingeniería. En la Figura 4 se presenta una vista completa del sistema que permite reproducir matices de pintura mediante la combinación de cinco colores base, por medio de un sensor de color se obtiene el tono que se quiere copiar, también se puede ingresar manualmente. Cuando ha sido definido el tono a fabricar, un conjunto de algoritmos determinan la cantidad de pintura requerida que se agrega de cada matiz; finalmente se encuentra la etapa de control encargada del cierre y apertura de las válvulas, estas se mantienen activas de acuerdo a la cantidad volumétrica de pintura que debe ser agregada a la mezcla final, además tiene un sensor de nivel que permiten determinar la cantidad de pintura que ha ingresado al recipiente de mezclado. En esta etapa también se controla el mezclado de la pintura a través del movimiento de las paletas de mezclado y homogenización. [4]

Figura 4: Diseño e implementación de un sistema automático de matizado de colores.4 DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y PUESTA EN FUNCIONAMIENTO DE UNA MÁQUINA MEZCLADORA PARA LA PRODUCCIÓN DE PINTURAS PLASTISOL. 4

Fuente: MATTA VILLAVICENCIO, Carla de la. Salazar Revatta. Diseño e implementación de un sistema automático de matizado de colores. Lima: 2002

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Tesis elaborada por ALEXANDRA ELIZABETH TERÁN GORDILLO de la Universidad Técnica del Norte, de la facultad de Ingeniería en Ciencias Aplicadas. La máquina mezcladora de la Figura 5 está diseñada para la elaboración de pinturas plastisol, el funcionamiento consiste en un agitador de disco con paletas inclinadas que produce un flujo tangencial que llega hasta las partes más alejadas del recipiente, el sistema es accionado por un motor con un juego de bandas y una transmisión simple que entrega movimiento al eje, cuando la mezcla se encuentra homogénea, sin grumos y con el grado de viscosidad adecuado el producto se deja en reposo.

Figura 5: Máquina mezcladora para la producción de pinturas plastisol.5

Finalmente el producto terminado se eleva por medio de un tornillo sin fin que es accionado manualmente por un volante, cuando llega a la altura indicada se puede retirar la mezcla e iniciar el próximo ciclo. [5] CONTROL APLICADO A MEZCLADORA DE PINTURAS. 5

Fuente: TERÁN GORDILLO, Alexandra Elizabeth. Diseño, construcción y puesta en funcionamiento de una máquina mezcladora para la producción de pinturas plastisol. Ibarra: 2014

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Trabajo de grado elaborado por ISMAEL BLANCAS ROLDAN, ENRIQUE CONTRERAS CAMARGO y JAVIER MARTÍNEZ RODRÍGUEZ de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. La mezcladora de pinturas de la Figura 6 cuenta con un sistema en el cual se puede obtener un tono mediante la selección de los tres colores primarios, esta selección es realizada a través de la interfaz gráfica Visual Basic 6.0, esta permite observar el comportamiento del proceso debido a la comunicación del puerto paralelo de la computadora y las señales de salida del PIC16F877A.

Figura 6: Control aplicado a mezcladora de pinturas.6 La pintura que está contenida en los frascos circula por la acción de un compresor que la lleva hacia las electroválvulas, permitiendo manipular la cantidad necesaria que debe circular para obtener el color que se desea. Además para el llenado de cada vaso es necesario el uso de un sensor de nivel el cual detecta si llegó a su capacidad máxima de almacenamiento. Los vasos están ubicados sobre un plato giratorio accionado por un motor a pasos. [6] AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO PARA LA FABRICACIÓN DE RESINAS EN LA PLANTA DE “PINTURAS EL CÓNDOR” 6

Fuente: BLANCAS ROLDAN, Ismael. CONTRERAS CAMARGO, Enrique. MARTÍNEZ RODRÍGUEZ, Javier. Control aplicado a mezcladora de pinturas, México.

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Proyecto elaborado por ADRIANA ELIZABETH GUTIÉRREZ DURÁN y JOSÉ DAVID JARA BERNIS de la Escuela Politécnica Nacional, de la facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica. La planta de Pinturas Cóndor además de fabricar pinturas, también elabora resinas que son usadas en lacas, sistemas catalizados al ácido y esmaltes horneables. Para el proceso existen varios tanques mezcladores conocidos como reactores, que son la base para la elaboración de estos productos. El proceso de automatización se implementará a la elaboración de la resina úreaformaldehído, específicamente en el proceso de mezcla que se ejecuta en uno de los reactores con mayor capacidad. Para el control de velocidad del agitador se incluye un variador de velocidad y un transformador para la alimentación de los tableros de control. [7]

OPTIMIZACIÓN DE PINTURAS DECORATIVAS A BASE DE AGUA MEDIANTE ADITIVOS, DISPERSANTES Y ESPESANTES. Tesis realizada por ALBERTO CRUZ de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Barcelona. El proyecto consiste en un estudio del efecto de los componentes encargados de modificar dos de las propiedades de mayor importancia en la pintura líquida: la estabilidad y la reología. Para lo anterior es necesario realizar ciertas pruebas que identifique de qué forma afectan los dispersantes, humectantes y espesantes y así determinar una combinación óptima para agregar a la pintura. Además evaluar la influencia de las propiedades fisicoquímicas de los aditivos. [8]

SISTEMA AUTOMATIZADO PARA MEZCLAR COLORES Tesis elaborada por JIMMY CRESPO, LEONARDO CALLE Y LUÍS ORDÓÑEZ de la Universidad Politécnica Salesiana de la facultad de Ingeniería. El proyecto consiste en un sistema automatizado para mezclar colores a base del modelo RGB, está apoyado por el software Visual Basic 2005 donde el usuario puede elegir diferentes tonalidades. Una vez ha sido seleccionado el tono internamente se le asigna un valor en tiempo para el funcionamiento de cada motor y la bomba empieza a impulsar el líquido

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hacia el tanque mezclador, al finalizar este proceso, el microcontrolador activa el motor que realiza el mezclado de colores por 10 segundos. Finalmente la mezcla permanece en reposo por unos segundos y se procede a vaciar el tanque de mezclado a uno de almacenamiento y la máquina que lista para un nuevo proceso de producción. [9]

1.2.

DESCRIPCIÓN Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

En la industria de pinturas especialmente en las PYMES, dedicadas a la distribución de pinturas presenta un problema en la estandarización del producto, puesto que es el operario el cual añade la cantidad necesaria de pintura causando que no se obtenga siempre la misma tonalidad del producto. Es por eso que estas empresas requieren de una máquina especializada, que de manera controlada agregue la cantidad exacta de cada color, para obtener una mezcla uniforme y estandarizar su producto, además reducir el tiempo de mezclado. Para resolver esta problemática el equipo de trabajo se planteó la siguiente pregunta: ¿Cómo se puede desarrollar un sistema de mezclado de pinturas para aumentar la precisión, calidad y eficiencia del proceso?

1.3.

JUSTIFICACIÓN

Alrededor del mercado de la fabricación de pinturas se encuentra un gran catálogo de tonos, sin embargo el sector es cambiante y todo el tiempo es necesario innovar en nuevos matices para el sin número de usos que se le puede dar a la pintura. Basado en lo anterior es imprescindible disponer de una máquina que cuente con un software al cual el usuario pueda ingresar el tono que desea obtener en un tiempo corto de trabajo; este tipo de proceso debe ser controlado y automatizado para obtener siempre un producto uniforme con la máxima calidad posible y la tonalidad deseada.

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1.4.

OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN.

1.4.1. Objetivo general. Diseñar y construir un sistema de mezclado automatizado de pinturas para obtener colores no comerciales. 1.4.2. Objetivos específicos. Diseñar y construir un sistema mecánico que automatice el proceso de mezclado de pintura. Diseñar, construir e implementar un sistema electrónico para controlar el funcionamiento de la máquina. Diseñar un sistema de dosificación y agitación. Desarrollar un sistema de control adecuado que permita un funcionamiento de la máquina y así garantice la calidad de la mezcla.

correcto

Implementar un sistema de interfaz hombre máquina.

1.5.

ALCANCES Y LIMITACIONES

La máquina mezcladora tiene capacidad de crear combinaciones a partir de cinco colores fundamentales, tres primarios que son el rojo, verde y azul, además el negro y blanco que determinan la saturación y ligereza de la mezcla. El usuario tiene a disposición una base de datos de tonos predeterminados para escoger, o si bien lo desea crear un nuevo tono al definir el porcentaje que desea añadirle de cada color. El proceso de mezclado será realizado por un sistema de paletas. El producto estará disponible en solo dos tamaños ½ galón y 1 galón.

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2. MARCO DE REFERENCIA 2.1.

MARCO CONCEPTUAL

2.1.1. Análisis estructural El análisis estructural está basado en un modelo matemático que determina cada fuerza o momento interno que en ella actúa (fuerza axial, fuerza cortante, momento de flexión, momento de torsión), además permite desarrollar el diseño geométrico más adecuado y los elementos que apoya las uniones para proporcionar resistencia y rigidez suficiente para resistir los efectos combinados de las cargas verticales y de las horizontales. [10] Equilibrio en estructuras planas Una estructura plana debe estar en equilibrio bajo las fuerzas exteriores aplicadas y las fuerzas interiores. Dispone de ecuaciones de equilibrio expresadas a continuación [11]: ∑ ( )

(2.1)

∑ ( )

(2.2)

∑

(2.3)

Fuerza normal. Es un tipo de fuerza de contacto ejercida por una superficie sobre un objeto. Esta actúa perpendicular y hacia afuera de la superficie Fuerza axial. Esta fuerza puede ser de compresión o de tensión, dependiendo de la dirección de la fuerza, actúa directamente sobre el centro axial de un objeto en la dirección del eje longitudinal. Fuerza cortante Se desarrolla cuando las fuerzas externas actúan sobre los dos segmentos del cuerpo. Momento Propiedad por la que una fuerza tiende a causar un movimiento de rotación a un cuerpo alrededor de un punto o una línea; su magnitud es equivalente al producto

12

de la fuerza por la distancia perpendicular del punto de la línea de acción de la fuerza. (2.4) ∑

(2.3)

Momento torsión. Se presenta cuando las cargas externas tienden a torcer un segmento del cuerpo con respecto a otro. Momento de flexión. Es causado por las cargas externas que flexionan el cuerpo respecto a un eje que se encuentra dentro del plano de área. Perfiles estructurales Los perfiles son barras que componen la estructura, se emplean cuando el armazón requiere cierta rigidez o está expuesto a tención y compresión. Algunos de los perfiles más empleados se aprecian en la figura 6. [12]

Figura 7: Clasificación de perfiles.7 Ángulo. Usado en construcción de estructuras metálicas, puentes, torres de energía y edificaciones remachadas, atornilladas o soldadas. Recto o redondo. Por su forma cerrada presentan un mejor comportamiento a esfuerzos de torsión y resistencia al pandeo.

7

Fuente: Clasificación de perfiles. |en línea|. Consultado Agosto 2015. Disponible en http://2.bp.blogspot.com/-XoP2oXm4s-E/Ublfkjnap9I/AAAAAAAAAKQ/LM3Efjfu9To/s1600/b.jpg 13

2.1.2. Mecánica de fluidos Es una sustancia que tiene la capacidad de fluir y carece de rigidez, sus moléculas tienen poca fuerza de atracción por lo que cambian su forma ante una fuerza aplicada. [13] Reología Especialidad de la física que se dedica al estudio de la deformación y el flujo de los materiales. La deformación es proporcional al esfuerzo aplicado, que es igual a la fuerza por unidad de área. [14] Densidad Propiedad física que relaciona la masa con el volumen. Para un fluido homogéneo, la densidad no varía de un punto a otro y puede definirse por la siguiente ecuación: (2.5) Viscosidad Es la resistencia al movimiento del fluido, es decir que sus moléculas tratan de permanecer unidas. Esta oposición es debida a las fuerzas de adherencia. Caudal Caudal es el flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de fluido que circula por una sección determinada del conducto en la unidad de tiempo. La palabra flujo expresa el movimiento de un fluido, pero también significa el total de fluido que ha pasado por una sección determinada de un conducto. [15]

2.2.

Marco Teórico

2.2.1. Pintura La pintura es un producto líquido que se aplica en capas por extensión, proyección o inmersión sobre una superficie, al estar en contacto con la atmósfera se solidifica y se transforma en una película que se adhiere a dicha superficie.

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Básicamente la pintura tiene principalmente dos funciones: Protección frente la oxidación, corrosión y degradación de materiales; y la decoración y embellecimiento de materiales y superficies. Todas las pinturas tienen algunos compuestos básicos que hacen que tengan cualidades y propiedades únicas. Por ejemplo una consistencia determinada, o características especiales como adherencia, acabado y color. Esencialmente la mayoría de las pinturas están compuestas por aglutinantes, disolventes, pigmentos y aditivos. [16]

Aglutinante El aglutinante puede ser líquido o sólido, es un medio adhesivo que contiene el pigmento y tiene la capacidad de fijar el color al soporte y darle la textura característica de la pintura, es el elemento que da cuerpo, dureza, durabilidad y que protege la base. El aglutinante puede ser de origen vegetal, como la goma arábiga que aparece en las hendiduras de los troncos en forma de pequeñas esferas; de origen animal, como la cera de abeja virgen o la cera refinada y la caseína que es una fosfoproteína presente en la leche; o sintética, resinas obtenidas por una reacción química de materias primas con propiedades similares a elementos de la naturaleza. [17] Disolvente Componente químico que tiene como finalidad mantener los elementos de la pintura en estado líquido y permitir que al aplicar el producto rellene los poros de las superficies tratadas. El disolvente debe ser volátil, una vez que empiece el proceso de secado debe evaporarse para no seguir siendo parte de la pintura y se convierta en una delgada película seca. En el mercado se puede encontrar varios tipos de disolventes, cada uno depende del tipo de pintura que se quiera usar. [18]

Pigmento Los pigmentos son sustancias químicas que se caracterizan por dar un tono específico, tiene la propiedad de absorber todos los colores de la luz menos uno, 15

el cual refleja hacia el observador, es decir que si absorbe el rojo, verde, amarillo pero no el azul, el color que se puede apreciar es el azul. Sus características lo hacen ser insoluble en la mayoría de los líquidos comunes es por eso que pueden ser dispersados pero no disueltos. En la industria se desarrollan pigmentos cada vez más variados, basados en compuestos orgánicos e inorgánicos: los pigmentos orgánicos son aquellos en que su composición química contienen carbono, tienen mayor capacidad de colorear y generan tonos más limpios; los inorgánicos son compuestos metálicos que se obtienen por precipitación, secado, calcinación. [19]

Aditivo Los aditivos son productos muy importantes que se agregan en pequeñas cantidades y tiene gran influencia en sus propiedades químicas y físicas; facilitan el proceso de fabricación y durante su almacenamiento le aporta estabilidad, al ser aplicada permite que la pintura se extienda con mayor facilidad debido a que la evaporación es más lenta. [20] Los aditivos más habituales en la formulación de pinturas son los espesantes, alcalinizantes, antiespumantes, dispersantes y humectantes. 2.2.2. Tipos de pinturas Las pinturas se podrían definir como una sustancia de consistencia líquida o viscosa que aplicada sobre determinada superficie la protege de los agentes corrosivos, la reviste, y le da color. Todas tipo de pinturas está compuesta por unos elementos básicos que son: el aglutinante, el disolvente, los pigmentos y eventualmente la carga, secativos, y otros aditivos especiales para su mejor performance. Dentro de los tipos se pueden destacar los siguientes [21]: Vinilo Es una pintura a base de agua compuesta por una resina sintética donde los pigmentos están contenidos. Al ser una sustancia ligera se destaca por su rapidez al secar, además posee una mayor capacidad de combinación de pigmentos con respecto a otras, este tipo de pinturas son la mejor opción para la decoración de interiores y exteriores. [22]

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Acrílica Es una pintura formulada a base de acrílico, se caracteriza por su alta concentración de pigmento aunque en el proceso de secado se modifica ligeramente su tono. Tiene alta viscosidad para un trabajo de alta calidad, es usada para la impermeabilización sobre cualquier superficie. Esmalte Los esmaltes ofrecen un acabado de aspecto cerámico, unos son a base de aceite y otros de agua, dan un efecto mate, satinado o brillante. Principalmente se usan para proteger superficies de metal y madera. [23]

2.2.3. Teoría del color El color es un atributo que percibimos de los objetos cuando hay luz. La percepción de la forma, profundidad o claroscuro está estrechamente ligada a la percepción de los colores. Sin embargo en sí el color no existe, es solo una apreciación que se da a las radiaciones electromagnéticas que emite el entorno. Se puede decir que un objeto tiene un color cuando trasfiere las radiaciones correspondientes a tal coloración. Es decir que cuando se aprecia un objeto de color rojo, éste absorbe el verde y el azul, y refleja el resto de la luz que es interpretado por nuestra retina como color rojo. A partir de los tres colores primarios, rojo, azul y verde se puede establecer varias clasificaciones de color teniendo como base la saturación y el matiz que pueden otorgar cada uno. Existe un esquema, llamado círculo cromático, que ayuda a predeterminar y a establecer de qué manera se pueden emplear los colores existentes para generar una nueva percepción frente a diversos materiales. El círculo cromático es la herramienta adecuada para identificar la interrelación que se puede generar entre los colores, estableciendo los diversos círculos de color compuesto de los 12 colores básicos. Los colores básicos que componen al círculo cromático son los siguientes: Colores primarios: Rojo, verde y azul. Colores Secundarios: Verde, Naranja y Morado Colores Terciarios: Rojo violáceo, Rojo anaranjado, Amarillo anaranjado, Amarillo verdoso, Azul verdoso y Azul violáceo. Color negro: Creado a partir de la unión de todos los colores

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Existen tres características que establecen las cualidades de los colores. El tono, la brillantez y la saturación son las categorías con las cuales se pueden formar los colores, haciéndolos particulares y diversos a los planteados en el círculo cromático. El tono es el matiz del color. Esta cualidad se refiere a la longitud de onda de cada color, según esta tonalidad se puede identificar cuál es el color. Existe una división para los colores de acuerdo a su tonalidad. Tonos cálidos: Son aquellos colores que se asocian con el fuego o la luz del sol. A esta categoría pertenece el color Rojo, Amarillo y naranja. Tonos fríos: Pertenecen aquellos colores que tienen relación con el agua o la luz de la luna, como lo son el azul y el verde. La brillantez tiene que ver con la intensidad o el nivel de energía, es decir la luminosidad que tiene un color, esta puede variar al agregar negro o blanco al tono. Finalmente la saturación está relacionada con la pureza cromática, la cantidad de blanco presente en el matiz, cuanto más saturado está un color, más puro es. [24]

2.2.4. Máquinas Mezcladoras Una máquina mezcladora o agitadora tiene como función reducir la heterogeneidad cambiando la distribución de los componentes, es decir una mezcla uniforme donde cada elemento esté perfectamente mezclado, por medio de un sistema mecánico genera un movimiento en el interior del recipiente permitiendo que las partículas de otro componente ocupe sus lugares y logre uniformidad en la composición. Para diseñar un mezclador eficiente no solo es necesario tener en cuenta el elemento con el cual se va a mezclar, también es útil un recipiente cilíndrico que en el fondo sea redondeado, con el fin de eliminar los bordes rectos o regiones en las cuales no penetrarían las corrientes del fluido. [25] Los mezcladores se agrupan en tres clasificaciones primarias:   

Paletas Hélices o Helicoidales Turbinas o de Impulsos centrífugos

18

Paletas Es considerado como el sistema más antiguo de mezclado, consiste en una o varias paletas que giran a velocidades bajas o moderadas, pueden estar ubicadas de forma horizontal como se ve en la Figura 8, vertical o inclinada acoplada a un eje que también puede estar de modo horizontal, vertical o inclinado, no siempre el eje está centrado. Cuando las paletas giran se impulsa el líquido radial y tangencialmente, si las paletas están inclinadas también se produce un movimiento vertical respecto del agitador. Las corrientes del líquido que se originan se dirigen hacia la pared del tanque y después siguen hacia arriba o hacia abajo. De esta manera el líquido que se mezcla es dirigido alrededor del recipiente siguiendo una trayectoria circular, las paletas también pueden adaptarse a la forma del fondo del tanque, es decir que en su movimiento raspan la superficie. [26]

Figura 8: Mezcladora de paletas.8

Los agitadores industriales de paletas giran a una velocidad comprendida entre 20 y 150 rpm. La longitud del rodete de un agitador de paletas es del orden de 50 al 80% del diámetro interior del tanque. La anchura de la paleta es de un sexto a un décimo de su longitud. [27] Hélices o Helicoidales Por su construcción y su sistema de funcionamiento estas máquinas tienen varias ventajas sobre otro tipo de mezcladoras, por sus brazos helicoidales como se ve en la Figura 9 el movimiento logra una rapidez de maniobra que redunda en un 8

Fuente:https://www.google.com.co/search?q=mezcledrfador+de+paletas+o+brazos&espv=2&biw=1517&bi h=714&site=webhp&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ved=0CBsQsARqFQoTCPW9gbfOmMcCFQukHgo dwKQAXQ&dpr=0.9#tbm=isch&q=mezclador+de+paletas&imgrc=qd--KwX_ruW97M%3A

19

perfecto mezclado final, su acción mezcladora se deriva de sus aletas helicoidales que al girar empujan constantemente hacia delante el fluido, lo que para todos los fines puede considerarse un cilindro continuo de material, aunque el deslizamiento produce corrientes que modifican bastante esta forma cilíndrica.

Figura 9: Mezcladora de hélice.9

Las hélices son ideales para la mezcla de líquidos, ya que en los sólidos se presenta sedimentación debido a que es imposible dirigir la corriente producida por la hélice a todas las partes del tanque. [28] Turbinas de Impulsos Centrífugos

Figura 10: Turbina de impulsos centrífugos.10 En la Figura 10 se puede apreciar un agitador de turbina que consta de un disco o eje con impulsores los cuales imparten movimiento al líquido a través de la rotación del disco, es decir que entra en el impulsor axialmente por su abertura central, los álabes aceleran el material y lo descargan del impulsor tangencialmente a una velocidad bastante elevada. 9

Fuente: Tomada el 6 de Julio de 2015. Disponible en http://img.directindustry.es/images_di/photog/14821-6373159.jpg 10

Fuente: Tomada el 6 de Julio de 2015. Disponible en http://shop2.llg.de/LLG/img/9197031_1.JPG

20

Las paletas que contiene el disco pueden ser rectas o curvas, inclinadas o verticales y su diámetro varía entre 30 y el 50% del diámetro del tanque. Las turbinas son eficaces para un amplio intervalo de viscosidades. Los mezcladores de turbinas son esencialmente útiles para mezclar líquidos viscosos o lodos espesos, suspender sólidos pesados, efectuar disoluciones rápidas, realizar buenas dispersiones y hacer mezclas en recipientes de formas irregulares. [29]

2.2.5. Válvulas Una válvula se puede definir como un aparato mecánico con el cual se puede controlar y regular el paso para bloquear, estrangular o impedir el flujo inverso. Las válvulas son uno de los instrumentos de control más esenciales en la industria, Sus tamaños van desde una fracción de pulgada hasta 30 ft (9 m) o más de diámetro. Están destinadas a diversas funciones dependiendo de las condiciones del servicio en que se utilizarán, bien sea para líquidos, gases, líquidos con gases, líquidos con sólidos, gases con sólido, vapores generados instantáneamente por la reducción en la presión del sistema, con corrosión o sin corrosión y con erosión o sin erosión. A continuación se describen tres tipos de válvuas [30]: Hidráulicas Son usadas en sistemas hidráulicos para regular la presión, sentido de flujo y el caudal, además para controlar el funcionamiento de los actuadores. En el mercado se encuentran varios tipos de válvulas como las distribuidoras, de cierre, de flujo y presión. Neumáticas Los circuitos neumáticos están constituidos por los actuadores que efectúan el trabajo y por aquellos elementos de señalización y de mando que gobiernan el paso del aire comprimido, y por lo tanto la maniobra de aquellos, denominándose de una manera genérica válvulas. Estos elementos tienen como finalidad regular la puesta en marcha o el paro del sistema, el sentido del flujo, así como la presión o el caudal del fluido procedente del depósito regulador. Las válvulas neumáticas tienen una clasificación equivalente al de las válvulas hidráulicas, cumpliendo las mismas funciones.

21

Solenoides Una válvula solenoide es un dispositivo diseñado para operar eléctricamente, controla el flujo de líquidos o gases en posición completamente abierta (NA) o completamente cerrada (NC). Cuando se energiza la bobina de la válvula, el émbolo es magnetizado y el orificio es desbloqueado y el fluido puede fluir [31]. Esta válvula tiene por objeto controlar el flujo de diferentes fluidos, dando la debida consideración a las presiones y temperaturas involucradas y la viscosidad del fluido. El solenoide se comporta como un electroimán, al circular una corriente por él se genera un campo magnético de acuerdo a la Ley de Ampere. ∮ ⃑ ⃑⃑⃑

(2.6)

Entonces se produce una fuerza que ocasiona el desplazamiento del émbolo permitiendo el cierre o apertura de la válvula. Existen muchos tipos de válvulas de solenoide. Todas ellas trabajan con el principio físico antes descrito, sin embargo se pueden agrupar de acuerdo a su aplicación, construcción o forma: Según su aplicación: Acción directa u operadas mediante piloto. Según su construcción: Normalmente abierta o normalmente cerrada. Según su forma: De acuerdo al número de vías.

22

3. DESARROLLO INGENIERIL 3.1. DISEÑO MECÁNICO 3.1.1. Estructura

Figura 11: Estructura.11

Como se explicó en el Capítulo 2 los perfiles son barras que componen una estructura, también se dio énfasis en tres formas de geometría: los perfiles rectos, redondos y ángulos que son ideales para la construcción de la máquina, es por esto que el armazón de la máquina será construido como se muestra en la Figura 11. Los perfiles rectos y redondos son más adecuados para soportar grandes cargas axiales y torsión, efectos físicos que no afectan a la estructura, es por lo anterior que se elige el ángulo ya que cuenta con las propiedades necesarias para la construcción, además el costo es menor debido a que se usa menos material. El perfil será en acero laminado que es principalmente el más usado para su fabricación debido a sus buenas características mecánicas, principalmente por su maleabilidad y resistencia, además distribuye de una manera eficiente los esfuerzos a los cuales es sometido. El costo de la fabricación de perfiles en acero laminado es menor al de otros materiales, sin embargo en términos de resistencia 11

Fuente: Diseñado por los autores

23

es mayor, es por esto que cumple los requisitos necesarios para la construcción de la máquina. En el mercado también se puede encontrar perfiles construidos con polímeros reforzados de fibra de vidrio pero estos están enfocados a aplicaciones más sencillas como la sustitución de piezas en madera, canaletas y cubre canales. 

Análisis matemático

Para realizar un análisis estructural acertado es necesario tener en cuenta la masa que debe soportar la estructura.

MASA No. Dosificadores Capacidad Volumen Unitario Volumen Total Densidad Pintura Masa Total

6 2 0,00756 0,04536 1,6 72,576

Tarros Galones m³ m³ Kg/L Kg

Tabla 1: Masa.12 De acuerdo a la Tabla1 la estructura debe soportar 72.576 kg, el cual está distribuido uniformemente en el perfil, es decir que el peso induce una fuerza en el centro del perfil. Donde, (3.1) ⁄

(

12

)(

⁄ )

Fuente: Diseñado por los autores

24



Perfiles superiores

Como se explicó anteriormente, la sumatoria de momentos dice: (2.4) ∑

(2.3) (3.2)

Y la sumatoria de fuerzas está expresada por la siguiente ecuación: ∑

(3.3)

Figura 12: Fuerza en el centro del perfil.13 Como se puede apreciar en la Figura 12, se tiene dos incógnitas A y B y dos ecuaciones: ∑

(3.4)

∑

Se halla la primera incógnita despejando

De acuerdo a este resultado, se reemplaza ∑

13

(3.3)

Fuente: Diseñado por los autores.

25

∑ Se halla la segunda incógnita despejando

(3.5) .

(2.4)

En la Figura 13 se comprueban los resultados obtenidos mediante el software MDsolids:

Figura 13: Diagrama de fuerzas y momentos. 14

14

Fuente: Diseñado por los autores.

26

Los datos obtenidos son los mismos que se ve en la simulación, de igual forma se comprueba mediante los diagramas de momento y cortante, ya que ambos llegan a 0 eso quiere decir que las fuerzas están distribuidas de manera correcta. Utilizando el mismo método se resuelve los otros perfiles que se van a usar.



Perfil 0.4m

La fuerza total que debe soportar es donde 14 se encuentra el perfil de 0.4m con sus dos incógnitas A y B.

. En la Figura

(3.1) ⁄

Figura 14: Diagrama perfil 0.4m.15

∑

(3.4)

∑

Se halla la primera incógnita despejando

15

Fuente: Diseñado por los autores

27

De acuerdo a este resultado, se reemplaza ∑

(3.3)

∑

Se halla la segunda incógnita despejando

(3.5)

.

En la Figura 15 se comprueban los resultados obtenidos.

Figura 15: Diagrama de fuerza y momento. Perfil 0.4.16 16

Fuente: Diseñado por los autores.

28

Como se ven la imagen anterior el cambio radica en la variación del diagrama de momentos. Perfiles inferiores En los perfiles inferiores, se realiza el mismo proceso que se ha usado anteriormente, sin embargo el peso cambia a 7.2576 kg.



Perfil 0.4m ⁄

Figura 16: Diagrama de fuerza. Perfil inferior.17

Como se puede apreciar en la Figura 16, se tiene dos incógnitas A y B y dos ecuaciones: ∑

(3.4)

∑

Se halla la primera incógnita despejando

17

Fuente: Diseñado por los autores.

29

De acuerdo a este resultado, se reemplaza ∑

(3.3)

∑ Se halla la segunda incógnita despejando

(3.5) .

Se comprueba mediante MDsolids.

Figura 17: Diagrama de fuerza y momentos. Perfil inferior.18

18

Fuente: Diseñado por los autores.

30



Perfil 0.6m

⁄

Figura 18: Diagrama perfil 0.6m.19 Como se puede apreciar Figura 18, se tiene dos incógnitas A y B y dos ecuaciones: ∑

(3.4)

∑

Se halla la primera incógnita despejando

De acuerdo a este resultado, se reemplaza ∑

(3.3)

∑ Se halla la segunda incógnita despejando

19

(3.5) .

Fuente: Diseñado por los autores.

31

(2.4)

En la Figura 19 se comprueba mediante MDsolids los resultados obtenidos.

Figura 19: Diagrama de fuerza y momentos. Perfil 0.6m.20 De cada uno de los cuatro perfiles diseñados anteriormente, se utilizaron tres de cada uno para la construcción de la estructura final. 

Columna

La columna mediante el software MDSolid, el cual pide un material y tipo de perfil como se ve en la Figura 20, se puede hallar la fuerza y presión máxima que soporta un perfil en L de aluminio, realizando una sumatoria de fuerzas en la columna, es decir las fuerzas que se hallaron en los cálculos de las vigas.

20

Fuente: Diseñado por los autores.

32

∑

(3.6)

∑ ∑ Esto se debe a la 3 ley de Newton, la cual dice “Cada acción tiene una reacción igual y contraria”. Se miden los factores máximos que soporta una columna de 1,5 m de largo con un perfil en L de 50,8 mm con lados iguales y un espesor de 6,35mm.

Figura 20: Factores máximos.21 El modulo elástico corresponde al acero estructural – A36, de acuerdo a las normas AISC se toma un factor de seguridad de 1,92 para este tipo de estructuras realizadas con este material

21

Fuente: Diseñado por los autores.

33

En la siguiente imagen se puede ver los cálculos críticos a una columna con este perfil, material y espesor específico:

(

)

Figura 21: Carga crítica.22 Como muestra la Figura 21 el límite de carga que puede soportar una columna con este material y características es mucho mayor a la carga que está sometido, la cual es aproximadamente 1 KN, es decir, este diseño es totalmente viable para la estructura..

22

Fuente: Diseñado por los autores.

34

3.1.2. Diseño de conexiones Las conexiones deben diseñarse para transmitir fuerzas que resulten de las cargas que actúen en el miembro conectado. Para la unión entre perfiles se usan las conexiones soldadas y atornilladas. Las conexiones soldadas es un proceso en el que se unen partes metálicas mediante el calentamiento y presión de sus superficies a un estado plástico, permitiendo que las partes fluyan y se unan con o sin la adición de otro metal fundido. Las conexiones pernadas y atornilladas están dadas mediante elementos roscados, son un sistema de unión que tienen como objetivo juntar los elementos, ajustar, transmitir las cargas entre los miembros y sobre todo, realizan la unión entre los elementos garantizando la independencia elementos a unir. Este proceso, además de ser rápido, requiere mano de obra menos especializada que cuando se trabaja con remaches y soldadura. [32]

Pernos Soldadura

Estabilidad Mano de obra Desmonte Alta Sencilla Si Alta Especializada No 23 Tabla 2: Conexiones.

Costo Bajo Alto

Basado en la Tabla 2 se evidencia que el uso de pernos es la unión más adecuada para la máquina, dan una solución sencilla, de bajo costo y permite el desmonte de piezas. Entonces se hace el cálculo del área de esfuerzo a tracción At de elementos roscados, teniendo en cuenta la carga máxima que debe soportar dada por los 6 dosificadores completamente llenos como se ve en la Figura 22.

Figura 22: Pernos.24 23

Fuente: Diseñado por los autores

35

El área de esfuerzo a tracción de elementos roscados está dada por la siguiente ecuación [33]:

((

)

)

(3.7)

La viga de 60cm y los seis tanques de almacenamiento totalmente llenos, dividido entre los dos extremos, es la fuerza total de separación que se va tener en la unión.

(

)

(3.8)

Fe es la fuerza de separación de cada perno dada por la fuerza total hallada en la ecuación (3.8), dividido Np el cual es el número de pernos en la unión.

(3.9)

(

24

(

)

)

Fuente: Diseñado por los autores.

36

Según los datos anteriores es seleccionado el perno de 1/4”. En Tabla 3 se puede observar sus características.

Tabla 3: Rosca ¼.25 3.1.3. Recipientes Para hacer una buena elección del material a usar en la construcción de los recipientes de almacenamiento y mezclado es necesario evaluar la funcionalidad, resistencia, costo y durabilidad. El polipropileno, filamento de ABS y PLA y el acero son los materiales que se tendrán en cuenta para la fabricación.

25

Fuente: http://www.utp.edu.co/~lvanegas/disI/Cap8.pdf

37

Polipropileno. Es un plástico muy duro de alta resistencia al impacto, ligero y presenta dificultad para para pintar sobre él; debido a estas características es un material propicio para la elaboración de los recipientes, evita que la pintura o cualquier otro material viscoso se adhiera a las paredes del tanque evitando pérdida del producto. Además presenta una buena procesabilidad, es decir que se puede moldear por medio de inyección y extrusión [34]. Sin embargo este proceso es demasiado costoso y es fabricado para una producción en masa. Filamento de ABS y PLA. Son materiales utilizados por un porcentaje muy elevado entre los usuarios de las impresoras 3D del mercado. El ABS es un tipo de plástico resistente y duro, que permite ser lijado, pulido, taladrado, pintado y pegado. Estas características hacen que sea perfecto para aplicaciones industriales. Por otro lado, el filamento PLA es un material biodegradable, relativamente más frágil que el ABS y debido a sus propiedades la manipulación posterior de las piezas impresas es mucho más limitada y menos usada en la industria. [35] Debido a lo anterior el filamento de PLA es descartado, ya que no es un material suficientemente rígido como el ABS para soportar la carga máxima de la pintura, sin embargo como los recipientes son de gran tamaño, la construcción de estos sale muy costosa y a pesar de que el material no lo sea no es factible elaborarlos en este tipo de filamento. Finalmente queda el acero, una aleación de hierro y carbono utilizada en la construcción de maquinaria y herramientas, se caracteriza por su gran resistencia, puede ser sometido a esfuerzos de tracción y compresión. Por otro lado se tiene como desventaja que el acero tiene una alta capacidad de corroerse, sin embargo es adecuado para el almacenamiento de la pintura y no es tan costoso como los anteriores materiales de estudio. 

Recipiente dosificador

Para el diseño de los tanques de almacenamiento de pintura se diseña según el código API-ASME como se ve en la Figura 23, el cual rige para tanques que trabajan a presión atmosférica y contiene productos líquidos o sólidos en su interior. Recipientes para líquidos: Cabeza y fondo: elipsoidal 2:1 Carcasa: cilíndrica (3.10)

38

(3.11) (

)

(3.12)

Figura 23: Recipiente dosificador.26 Los tanques por seguridad se contemplan con el 80% máximo de llenado lo cual influye al momento de calcular las dimensiones.

Basado en la Figura 23 se define H como la altura del tanque que debe ser proporcional a la dimensión del tanque. Entonces se tiene que H=0.247m

26

Fuente: Diseñado por los autores.

39

( )

(



)

Recipiente Mezclador

Para el diseño de los tanques de almacenamiento de pintura se diseña según el código API-ASME como se ve en la Figura 24, el cual rige para tanques que trabajan a presión atmosférica y contiene productos líquidos o sólidos en su interior. Recipientes para líquidos: Cabeza y fondo: elipsoidal 2:1 Carcasa: cilíndrica (3.10) (3.11) (

)

(3.12)

Figura 24: Recipiente mezclador.27 27

Fuente: Diseñado por los autores.

40

Los tanques por seguridad se contemplan con el 80% máximo de llenado lo cual influye al momento de calcular las dimensiones.

Basado en la Figura 24 se define H como la altura del tanque que debe ser proporcional a la dimensión del tanque. Entonces se tiene que H=0.21989m

( )

(

)

3.1.4. Motor mezclador Inicialmente para elegir el motor adecuado que debe accionar el sistema de mezclado, es necesario tener en cuenta el tipo de sustancia a mezclar. La pintura es un líquido viscoso, es decir que su fuerza de adherencia es alta, es por esto que se debe tener un motor que suministre el torque adecuado para generar una fuerza tangencial que logre una mezcla perfecta. Un motor paso a paso es ideal para la construcción de mecanismos en que es necesario tener una precisión en el movimiento que se va a generar, sin embargo esta no es una necesidad de la máquina, es por esto que la mejor opción es un

41

motor con caja reductora que genera un par el cual permite que se pueda girar determinada carga, mientras más alto el par más grande será la carga que puede generar. Basado en lo anterior se elige el motor de la Figura 25. Cuenta con una caja reductora que puede generar una carga de 7kg, N=90RPM. Es regular en la velocidad como en la potencia transmitida.

Figura 25: Motor. 28 El torque del motor consiste en la fuerza que actúa sobre la distancia, definido por la siguiente ecuación: (3.13) El torque del motor se analizó a través de una serie de pruebas empíricas realizadas con diferentes motores, los resultados obtenidos se muestran en la Tabla 4. Motor 1 2 3

Carga RPM 2 Kg 200 7 Kg 900 12Kg 80 29 Tabla 4: Motor.

El segundo motor rompe el estado de la pintura y entrega una mezcla homogénea a diferencia del primero que no logra romper el estado inicial y el tercero que no logra dejar la mezcla de forma homogénea.

28 29

Fuente: Diseñado por los autores. Fuente: Diseñado por los autores.

42

Para hallar el torque se toma la distancia del radio de las paletas del sistema de mezclado como se ve en la Figura 26.

Figura 26: Torque. 30

(

(

)(

)

)(

)

La potencia se determina a partir del torque y la velocidad angular mediante la siguiente expresión:

(3.14)

(

30

)(

⁄

)

Fuente: Diseñado por los autores.

43

3.1.5. Válvulas Basados en el capítulo 2 donde explica tres de los tipos de válvulas existentes en el mercado: las hidráulicas, neumáticas y solenoide, se puede evidenciar que estas últimas son las ideales para suministrar y controlar el flujo debido a que son usadas para operar eléctricamente para regular la cantidad de fluido que pasa por ella. Basados en lo anterior se toman varias referencias de válvulas solenoides de propósito general servo operada, todas a presión de trabajo de 0.5-10kg/cm³, y temperatura de operación de -10 a +80°C como se puede observar en la Tabla 5. REF 91118 91120 91121 91124

Puerto ½” NPT ½” NPT ¾” NPT 1” NPT

Estado Diámetro Inicial Nominal NC 13mm NC 13mm NC 25mm NC 25mm Tabla 5: Válvulas.31

Voltaje 110V AC 220V AC 110V AC 110V AC

Figura 27: Válvula 91118.32 La referencia 91118 de la Figura 27 es la ideal para circular la pintura, ya que tolera altas viscosidades, además el diámetro permite el paso del flujo requerido, su tamaño es acorde a las dimensiones de la máquina. 31

Fuente: Diseñado por los autores. Fuente: Tomada 3 Agosto de http://www.electricasbogota.com/detalles/solenoides/29-91118 32

2015.

Disponible

en

44

Otro aspecto importante es la compatibilidad del fluido con los materiales de la válvula en contacto con él. De ahí que un mismo tipo de válvula se provea con distintos materiales de cuerpo, sellos, asientos, diafragma, pistón, espira de sombra, etc.

3.2.

DISEÑO ELECTRÓNICO

3.2.1. ELECTROVÁLVULA Para la activación de la electroválvula se realiza el circuito de la Figura 28 el cual está conformado por un optoacoplador 4n25, un transistor NPN TIP31C y un relé para cada una de las válvulas.

Figura 28: Esquema válvula.33 El optoacoplador 4N25 es un circuito integrado compuesto por un diodo LED y un fototransistor, usado para generar un aislamiento eléctrico y protegerse contra los picos de tensión. El TIP31C tiene como función principal realizar la conmutación, en otros términos se explicaría que es el que envía la señal de activación al relé. El relé, es el actuador, es decir es el elemento que activa o desactiva las electroválvulas mediante la señal eléctrica que envía el transistor. Es así como la válvula cambia de estado y da paso a la pintura.

33

Fuente: Diseñado por los autores.

45

3.2.2. Sensor de color Para la elección del sensor se tiene en cuenta las siguientes opciones:  Sensor CNY70 Es un sensor de infrarrojos de corto alcance basado en un emisor de luz y un receptor, al encontrarse con un amplificador operacional trabaja como comparadores y con el uso de unos potenciómetros se calibra el sensor. Sin embargo la gama de colores que alcanza a detectar es muy limitada y si el tono es brillante el sensor genera un error.  Sensor NXT El Sensor de Color para NXT puede utilizarse como Sensor de Color, como Sensor de Luz o como Lámpara de Color, sin embargo solo tiene la capacidad de identificar seis tonos.  Sensor TCS3210 En la Figura 29 se muestra el sensor de color programable convertidor de luz a frecuencia, puede filtrar los datos RGB de la luz fuente y convertirla en una onda cuadrada con frecuencia proporcional a la intensidad de luz irradiada. Se comunica directamente con un microcontrolador y se puede programar a la escala total de colores. Combina arreglos configurables de 6X4 fotodiodos y un convertidor de corriente a frecuencia en un solo chip tipo CMOS. Cada arreglo de fotodiodos posee un filtro para uno de estos colores: Azul, verde, rojo y luz natural. Los pines S2 y S3 son usados para seleccionar el grupo de o arreglo de fotodiodos activo. Finalmente el sensor TCS3210 es el que se acomoda más a las necesidades del proyecto, además de ser fácil su programación y de bajo costo.

Figura 29: Sensor de color TCS3210.34 34

Fuente: Tomado 3 de Agosto de 2015. cache/data/SENSORS/439679741_853-500x350.jpg

Disponible

en

http://gobotics.com/image/

46

3.3. 

PROGRAMACIÓN

Microcontrolador

Para escoger el microcontrolador a emplear es necesario tener en cuenta varios aspectos. En la siguiente tabla se analizarán los más importantes.

PIC18F4550 Arduino Mega

I/O 35 54

EEPROM SRAM FLASH 256B 2048B 32K 4KB 4KB 128K 35 Tabla 6: Microcontrolador.

A/D 13 16

A partir de la tabla se puede identificar que la mejor opción es el Arduino Mega de la Figura 30, debido a que tiene ciertas características que permiten el control estable de la máquina. Además cuenta con un entorno de programación simple y directo, su software y hardware es ampliable y de código abierto.

Figura 30: Arduino Mega.36

35

Fuente: Diseñado por los autores. Fuente: Tomado el 10 de https://www.arduino.cc/en/Main/arduinoBoardMega 36

Agosto

de

2015.

Disponible

en

47



Programa del sensor de color

Mediante el diagrama de flujo de la Figura 31, se explica el funcionamiento del programa, el cual identifica la señal que envía el sensor y la convierte en un color específico, midiendo el porcentaje de RGB (RED,GREEN,BLUE). En este se muestra los estados del programa y las condiciones o requerimientos que se necesitan para que realice el cambio de estado.

Figura 31. Programa sensor.37

37

Fuente: Diseñado por los autores.

48

3.4.

Control

El control se realizó con el software Matlab, este programa cuenta con una librería la cual permite usar el Arduino como un conversor análogo digital, es decir que sirve como un puente entre el sensor de color y el computador para controlar la velocidad de respuesta de la planta. El control se basó en el análisis de los dos sensores de color, el primero el cual recibe la muestra y el segundo que verifica si el color de mezclado es igual al anterior, por consiguiente el control de apertura de las válvulas y la activación del motor se basa en el estado de ambas señales. Tabla de verdad del sensor representado en simulink

Figura 32. Sensor en simulink.38

En la Figura 32 se observan las salidas S2 y S3 del sensor de color TCS3210 las cuales se están leyendo constantemente para reproducir la tabla de verdad que se denota en el datasheed: S2 L L H H

38 39

S3 Tipo de fotodiodo L Rojo H Azul L Claro (sin filtro) H Verde Tabla 7: Tabla de verdad. 39

Fuente: Diseñado por los autores. Fuente: Diseñado por los autores.

49

Al tener en cuenta las tonalidades por las que está definido el sensor, se convierte el pulso del sensor en un dato de 0 a 255 como se ve en la Figura 33, para controlar la cantidad de cada color que necesitan los diferentes matices.

Figura 33. Electroválvulas en simulink.40

Basado en los valores obtenidos y el tiempo de vaciado de cada tanque, se hace una relación entre estos para llenar el tanque de mezclado con los porcentajes de cada tonalidad para lograr el matiz deseado.

40

Fuente: Diseñado por los autores.

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4. RESULTADOS Y ANÁLISIS Por medio de una cadena de pruebas realizadas se obtiene una serie de datos los cuales se evidencian en la Tabla 8, donde es calculado el porcentaje RGB de cada color que está en la biblioteca, además el blanco y negro tonos que afectan la saturación y luminiscencia de la mezcla

Tabla 8: Prueba del sensor. 41 Mediante ensayo y error se toma el tiempo que la electroválvula debe estar abierta para vaciar el tanque completo, en este caso cada tanque alberga aproximadamente 1 galón de pintura. Después de conocer el tiempo exacto en el cual se vacían los tanques, se procede a evaluar el tiempo que necesita la electroválvula de cada tanque para obtener la mezcla que se está buscando, los tiempos mostrados a continuación son hallados mediante la variación de tiempo de la apertura de las diferentes electroválvulas.

Tabla 9: Tiempo de apertura. 42

41 42

Fuente: Diseñado por los autores. Fuente: Diseñado por los autores.

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La Tabla 9 muestra el tiempo de apertura de la electroválvula que controla el drenado de cada tanque. La magnitud del tiempo que se toma en la figura es en minutos

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Análisis De Resultados

Como muestran los resultados experimentales mostrados en el capítulo anterior, se comprobó que la eficacia de la maquina depende de la velocidad de reacción que tengan las electroválvulas, es decir la velocidad en el que le control da la señal de apertura y cerrado de las mismas. En la Figura 34 se evidencia la construcción final de la máquina mezcladora de pinturas

Figura 34: Máquina mezcladora. 43 El control diseñado cumplió con las expectativas deseadas, sin embargo se pudo percibir que el sensor TCS3210 depende mucho de la iluminación del ambiente, según las pruebas realizadas, se detectó que la precisión del sensor baja considerablemente cuando la iluminación del entorno no es la adecuada. De igual manera el sistema de dosificación que se implementó en la máquina, funciona de una manera correcta, debido a que la densidad de la pintura no es tan alta y permite la fluidez constante de la misma, es de aclarar que después de cada 43

Fuente: Diseñado por los autores.

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mezcla es necesario revisar y limpiar el tanque mezclador, debido a que el permeabilizante para este tipo de máquinas es demasiado costoso, como se mencionó en la limitaciones del proyecto. A pesar de esto, se percibió en la pruebas realizadas que la maquina funciona y cumple con los objetivos deseados, es decir realiza mezcla de la pintura de una manera homogénea, aunque el número de mezclas que puede realizar la maquina depende de los colores que tengan en la biblioteca, en este caso son 3 colores diferentes. Para concluir, esta máquina está enfocada principalmente para la elaboración de mezclas de colores que no están en el mercado, así mismo a que pequeñas empresas puedan acceder a este tipo de maquinaria, ya que se puede omitir el error humano en la operación, debido a que la idea general del proyecto, era establecer un estándar en la elaboración de dicho yo proceso, ya que en la mayor parte de esta industria un operador es el que hace la adición de los colores causando así que le resultado varíe de acuerdo a la persona que lo haga. En la Figura 35 se puede evidenciar el momento en el cual son realizadas las pruebas del funcionamiento.

Figura 35: Pruebas. 44

44

Fuente: Diseñado por los autores.

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CONCLUSIONES El proceso de mezclado es ejecutado por medio de un sistema de paletas, el cual es ideal para productos viscosos y grumosos, así se logra una mezcla y tono uniforme Para mejorar el mezclado se puede incluir en el cuerpo del tanque unas placas deflectoras ya que este sistema crea un movimiento del fluido parecido a un remolino el cual no tiene un efecto total de mezcla. Para incluir las placas deflectoras era necesario tener un tanque de mezclado más grande y por ende era mucho más costosa su construcción; por otro lado, se tenía como segunda opción dejar el mezclador de paletas más pequeño, pero al final del proceso la mezcla no sería homogénea. Debido a lo anterior se deja el tanque de mezclado sencillo. El sensor de color es muy sensible a la luz ambiente, es por esto que es necesario tener un entorno controlado para obtener datos más precisos. Debido a lo anterior la máquina se encuentra en un espacio cerrado y de esta manera se calibra el sensor para obtener siempre los mismos resultados. Es necesario hacer una vez al mes un mantenimiento en la tubería para evitar la acumulación de pintura en las paredes. Para un mejor funcionamiento de las válvulas, se requiere un filtro de retención de partículas de 100 micrones, este debe ser cambiado en el mismo momento en que se realiza el mantenimiento de la tubería. Mediante el diseño del sistema de control se pudo observar que la velocidad de respuesta varía de acuerdo al método que se implementa, es decir que cada método tiene sus fortalezas y debilidades, tanto en el control del sobre pico, como en la velocidad de reacción, por esta razón se realizaron diferentes pruebas con la planta. El sistema de dosificación escogido no es rápido debido a que el único impulso que hace correr la pintura es la gravedad, por esto el diseño de la máquina es vertical. Se puede utilizar otro sistema de dosificación como una electrobomba la cual haría el funcionamiento más rápido pero consume más energía y estaría fuera del presupuesto.

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BIBLIOGRAFÍA |1| CAMPO RINCÓN, Jaime Ernesto. CASTILLO SERRANO, Lina Marcela. TORRES CORTES, Julián Alberto. Prototipo dosificador-mezclador de vinilo controlado por software. Bogotá: 2007 |2| BERNAL VILLAMIZAR, Eliana Liceth. Optimización y estandarización del proceso de producción de pintura. Bucaramanga: 2010 |3| HOYOS GÓMEZ, ÁNGELA PATRICIA. Sistema de mezcla de pinturas para artes plásticas. Bogotá. |4| MATTA VILLAVICENCIO, Carla de la. SALAZAR REVATTA, Vicky. Diseño e implementación de un sistema automático de matizado de colores. Lima: 2002 |5| TERÁN GORDILLO, Alexandra Elizabeth. Diseño, construcción y puesta en funcionamiento de una máquina mezcladora para la producción de pinturas plastisol. Ibarra: 2014 |6| BLANCAS ROLDAN, Ismael. CONTRERAS CAMARGO, Enrique. MARTÍNEZ RODRÍGUEZ, Javier. Control aplicado a mezcladora de pinturas, México. |7| GUTIÉRREZ DURÁN, Adriana Elizabeth. JARA BERNIS, José David. Automatización del equipo para la fabricación de resinas en la planta de “pinturas el cóndor”. Quito: 2007 |8| CRUZ, Alberto. Optimización de pinturas decorativas a base de agua mediante aditivos, dispersantes y espesantes, Barcelona. |9| CRESPO, Jimmy. CALLE, Leonardo y ORDÓÑEZ, Luís. Sistema automatizado para mezclar colores. Guayaquil: 2007 |10| CAMBA, José Luis. CHACÓN, Francisco. Pérez, Francisco. Análisis estructural I. México. |11| Hibbeler, Russ. Mecánica de materiales. Sexta Edición. Traducido por Jorge de la Cera Alonso. Prentice Hall. INC. 2006 |12| Perfiles estructurales. |en línea|. |consultado Junio 2015|. Disponible en http://www.acesco.com/downloads/manual/manualPerfiles.pdf |13| Propiedades de los fluidos. |en línea|. |consultado Junio 2015|. Disponible en http://www.areaciencias.com/fisica/propiedades-de-los-fluidos.html

55

|14| Reología. |en línea|. |Consultado Agosto 2015|. Disponible en http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/conceptosbasicosmfluidos/reologia/r eologia.html |15| Caudal. |en línea|. |Consultado Agosto 2015|. http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/scan3/041225/041225-04.pdf

Disponible

en

|16| Tipos de pintura. |en línea|. |Consultado Junio 2015|. Disponible en http://www.pinturasega.com/documentos/3.-%20tipos.pdf |17| Aglutinante. |en línea|. |Consultado Junio 2015|. http://mytaleiteach.com/2012/09/12/aglutinantes-y-disolventes/

Disponible

en

|18| Disolvente. |en línea|. |Consultado Junio 2015|. Disponible en http://www.laspinturas.com/sistema-de-pintura.html |19| Pigmento. |en línea|. |Consultado Junio 2015|. Disponible http://www.quiminet.com/articulos/pinturas-colorantes-y-pigmentos-que-son3304.htm

en

|20| Aditivo. |en línea|. |Consultado Junio 2015|. Disponible en http://html.rincondelvago.com/pinturas_pigmentos-aditivos-y-su-fabricacion.html |21| Tipos de pintura. |en línea|. |Consultado Junio 2015|. Disponible en http://www.vivirhogar.es/pinturas/tipos-de-pinturas-y-su-aplicacion.html |22| Pinturas Vinílicas y Acrílicas. |en línea|. |Consultado Junio 2015|. Disponible en http://www.pinturadeedificios.com.mx/blog/pinturas-vinilicas-y-acrilicas.html |23| Esmalte. |en línea|. |Consultado Junio 2015|. http://www.profeco.gob.mx/revista/pdf/est_03/pintura.pdf

Disponible

en

|24| Teoría del color. |en línea|. |Consultado Junio 2015|. Disponible en http://reposital.cuaed.unam.mx:8080/jspui/bitstream/123456789/1901/1/teoria-delcolor.pdf |25| Máquinas mezcladoras. |en línea|. |Consultado Julio 2015|. Disponible en http://www.cpbaurum.com/PDF/mez4b566.pdf |26| Paletas. |en línea|. |Consultado Julio 2015|. Disponible http://www.quiminet.com/articulos/por-que-seleccionar-una-mezcladora-depaletas-47434.htm

en

|27| Paletas. |en línea|. |Consultado http://procesosbio.wikispaces.com/Agitador

en

Julio

2015|.

Disponible

56

|28| Hélices o Helicoidales. |en línea|. |Consultado Julio 2015|. Disponible en http://www.molinoscoloidales.com.ar/es/equipos/ind/mezhor.pdf |29| Turbinas de Impulsos Centrífugos. |en línea|. |Consultado Agosto 2015|. Disponible en http://www.quiminet.com/articulos/los-tipos-de-mezcladores16423.htm |30| Válvulas. |en línea|. |Consultado Julio 2015|. http://www.monografias.com/trabajos11/valvus/valvus.shtml

Disponible

en

|31| Válvula de solenoide. |en línea|. |Consultado Agosto 2015|. Disponible en http://profesores.elo.utfsm.cl/~jgb/CARVALLOVARGASc.pdf |32| RUSSIÁN, Oswaldo. SALAZAR, Víctor. Soldaduras y pernos estructurales. Maracibo. |33| Diseño de tornillos. |Consultado http://www.utp.edu.co/~lvanegas/disI/Cap8.pdf

Julio

2015|.

Disponible

en

|34| Polipropileno de alta densidad. |en línea|. |Consultado Agosto 2015|. Disponible en http://www.efsplasticos.cl/pag/materiales-para-inyeccion-yextrusion.php |35| Filamento de ABS y PLA. |en línea|.|Consultado Agosto http://impresoras3d.com/abs-y-pla-diferencias-ventajas-y-desventajas/

2015|.

57