Título de la tarea Proyecto final Nombre Alumno Daniel Tapia Tello Nombre Asignatura Metrología Instituto IACC Ponga la fecha aquí 31/07/2017
Desarrollo 1. Describa el proceso productivo de fabricación de botellas de vidrio y realice el diagrama de procesos correspondiente. Además identifique las variables de longitud, masa y superficie presentes en el proceso antes detallado, considerando equipos, instrumentos, máquinas, botellas de vidrio, materias primas y productos intermedios. Identifique al menos 6 procesos o actividades (2 puntos)
Proceso de fabricación de botellas de vidrio:
Podemos decir según lo que el video nos mostró que el vidrio es fabricado con ingredientes naturales y son abundantes, su fabricación es de menor costo que la fabricación de plásticos y metales, también se puede reciclar en varias ocasiones o de forma indefinida, debido a esto también podemos aportar con el medio ambiente ya que el vidrio es de muy fácil reciclado y más rápido su proceso de reciclado es también reutilizable las veces que uno quiera, al contrario de los envases plásticos causan serios problemas al medio ambiente No son biodegradables y el 95 % no es reciclable aparte que utilizan químicos muy peligrosos para su confección. Algo para tener en cuenta es que la fabricación de botellas al ser transparente el vidrio siempre son de color verde esto es como dato adicional. Dicho esto y para comenzar comenzar la botella de vidrio es fabricada generalmente con materias primas naturales las cuales son: arena de sílice, carbonato sódico, piedra caliza y también se le puede agregar vidrio reciclado.
Ahora veremos que mezclas se ocupan para la fabricación de botellas de vidrio estas son:
Arena de sílice es una proporción del 45% de la mezcla.
Carbonato sódico en una proporción del 15% de la mezcla a cual ayuda a fundir la arena de sílice con más facilidad.
Piedra caliza en una proporción del 10% el cual ayuda a darle más dureza al vidrio terminado.
Como conclusión a esta para de la fabricación de botellas vidrio con respecto a los tres ingredientes que ayudan a esta fabricación, podemos decir que estos tres ingredientes que son materia prima se les puede agregar vidrio reciclado para disminuir los costos, este puede llegar a un 90% ya que se funde a temperatura mas baja ya que por cada 10% de vidrio reciclado la fabricación disminuye su energía a un 2,5% y gracias a esto se demuestra que el reciclado es una muy buena idea y ayuda tanto al medio ambiente como a la misma fábrica. Otro dato sobre la fabricación del vidrio es para darle un color tipo ámbar a la botella de vidrio se realiza una mezcla de hierro , azufre, carbono y se agrega a la mezcla del vidrio para asi poder darle este color.
Ahora pasaremos a la descripción de las etapas para la fabricación de botellas de vidrio que en total son 7 estas son:
1. Acondicionamiento de la mezcla.
Es la etapa donde se realiza el pesaje de los ingredientes mediante balanzas o maquinas específicas, una vez realizado el pesaje se mezclan todos los ingredientes en una mezcladora industrial con una cantidad de agua calculada, para luego ser enviada a silos de carga y ser ingresadas al horno. 2. Fusión y refinado de la mezcla.
Este proceso se lleva a cabo en un horno para alta temperatura, el proceso de fusión de las materias primas a 1500°c por 24 horas, hasta que la mezcla dentro del horno sea totalmente liquida y pegajosa como la miel
3. Acondicionamiento del vidrio.
En esta etapa se aumenta la viscosidad del vidrio líquido para la fácil maleabilidad en el proceso de formación de la botella, pasa por unas canales abiertas en donde el flujo es cortado con cuchillas mediante intervalos precisos, hasta llegar a la máquina de sistema independiente. 4. Formación de la botella de vidrio.
Llega el flujo de vidrio en globos cilíndricos los cuales contienen la cantidad adecuada de vidrio fundido para la formación de una botella o tarro, al caer en las cubetas entran a un molde preliminar en el cual sale una botella en miniatura llamada preforma y entrar luego al molde de soplado en el cual mediante aire comprimido dentro de la preforma estirando el vidrio en toda la cavidad del molde y ahuecando su interior para llegar a su forma final que es la botella. 5. Recocido de la botella después del proceso anterior.
Las botellas se trasladan a un proceso de recosido por medio de la aplicación de temperatura para que no lleguen a enfriarse demasiado y se agrieten debido al cambio térmico. 6. Etapa de lubricación y enfriamiento de la botella.
En esta etapa las botellas son introducidas por medio de una maquina cargadora dentro de un túnel de recogido a medida que pasan por el túnel se enfrían a un ritmo controlado y se elimina gradualmente la tención del vidrio y se les agrega lubricante mediante roció para facilitar su desplazamiento a la zona de embalaje. 7. Inspección del envase de forma automática.
Proceso en el cual las botellas son alineadas en fila y a medida que una maquina gira las botellas unas cámaras y sondas, realizan búsqueda de burbujas o grietas o alguna imperfección, luego el equipo de inspección revisa la zona superior de las botellas para revisar la rosca y diámetro de la botella para la fabricación del tapón y este sea el correcto, por ultimo pasa por una inspección visual.
Diagrama de procesos
Proceso de fabricación de botellas de vidrio
Acondiciona miento de la mezcla
Etapa de fusión y refinado de la mezcla
Acondiciona miento del vidrio
Formación de la botella de vidrio
Recocido de la botella después del proceso anterior
Etapa de lubricación y enfriamiento de la botella
Empaque de las botellas
Inspección del envase en forma automática
Variables de longitud, masa y superficie presentes en el proceso antes detallado, tomando en cuenta equipos, instrumentos, maquinas, botellas de vidrio, materias primas y productos intermedios vamos hacer dos tablas a continuación. Unidad de medida
Tipo de unidad
Proceso y/o actividad asociada
Pulgadas
Longitud
Ancho del canal de acondicionamiento del vidrio
Tonelada
Masa
Rango de tonelaje trasladado en el canal de acondicionamiento de vidrio
Mmwc
Presión
Presión de los reguladores en el acondicionamiento de los vidrios
Bar, mbar y mmh2o
Presión
Presión usada en el sistema independiente para la formación del envase de vidrio
Litros/día Nm3/min
Caudal volumétrico Cantidad de aceite y agua en el sistema independiente para la formación del envase de vidrio
ºF y ºC
Temperatura
Temperatura del aire, gases expulsados, sílice en el horno donde se realiza la etapa de fusión y refinación de las mezclas
Milímetros
Longitud
Ancho de la correa transportadora del área de empaque de las botellas de vidrio
Volts
Tensión
Tensión de la correa transportadora del área de empaque
Metros/minutos
Velocidad
Velocidad de la correa transportadora del área de empaque
Milímetros
Longitud
Alturas de las cadenas transportadora del área de empaque
Unidad de medida
Tipo de unidad
Proceso y/o actividad asociada
Gramo
Masa
Pesaje de granos de hierro
Centímetro cubico
Volumen
Cuchillas cortan la mezcla para formas globos cilíndricos de mezcla
Grados Celsius
Temperatura
El vidrio es fundido en los hornos por 24 horas
Mega pascal
Presión
Aire comprimido es inyectado para inflar la preforma en el interior del molde
Mililitro
Volumen
Moldeado de botella verificando capacidad total y final de una botella o tarro de vidrio
Milímetros
Longitud
Inspección de diámetro de roscas, botella en el caso que sea cilíndrica
Metros cuadrado
Superficie
La materia es almacenada en una bodega
2. En base a los datos presentados en las Tablas A y B, es necesario convertir estas medidas en las siguientes unidades: °F, pulg, bar, gal, hp, lb, s, pie/s, pulg2. Tabla A Datos
Unidad de origen y su conversión
operacionales Temperatura de
Unidad de transformación
1500° →°= 95 ×1500°+32=
= 2732 °
15 → 15 × 1001 × 39,371 = 1,3 →1,3 × 1001 × 39,371 =
= 5,91
calentamiento Altura de la preforma Diámetro de la preforma
= 0,512
Presión de soplado Capacidad de botellas de cervezas Capacidad de botellas de
Bar = 8×10−MPa → 8 × 10−MPa× 10 1 MPa 1 × 1 = 300 → 300 × 3,78 1000 1 × 1 = 750 → 750 × 3,78 1000 1 × 1 = 375 → 375 × 3,78 1000
= 0,8 = 0,0793 = 0,19813 = 0,0991
vino Temperatura de
12° →°= 95 ×1500°+32=
= 53,6 °
1 15 → 15 × 101 × 100 × 39,371 =
= 0,59
1 11 → 11 × 101 × 100 × 39,371
= 0,433
1850000×10−KW W →1850000×10−KW × 1000 1 KW − hp 1,341×10 × 1W = =10 []0,91134= 9,11 ℎ
= 24,81 hp
enfriamiento Diámetro de las roscas de botellas de cervezas Diámetro de las roscas botellas de vino Potencia del compresor
Velocidad de la cinta
=9,11
transportadora Tiempo de fabricación de una botella
8 → 8 × 160 =
= 480
Masa de hierro Masa de azufre Masa de carbono Cantidad de reciclado por
1 = 15 → 15 × 453,6 1 = 12,5 →12,5 × 453,6 1 = 32 → 32 × 453,6 1 10 6 → 6 × 1 × 453,6 =
= 0,0331 = 0,0275 = 0,0705 = 13,227
día Tabla B Datos
Unidad de origen y su conversión
Unidad de
operacionales Superficie Altura de galpón principal Bodega de almacenaje Temperatura ambiente
transformación
18×10 → 18 × 10 × (39,371 )
= 2.790.006 = 5000×10− →5000×10− × 39,371 = 196,85 = (39,37 ) = 232500,5 150 → 150 × 1 = = 80,6 ° 27° →°= 95 ×27°+32=
3. En base a los datos presentados en las Tablas A y B, indique los nombres de las magnitudes según los prefijos que se presentan para: (p. ej.: 4*10-6 g = 4 microgramos). (3 puntos) a. Presión de soplado b. Potencia del compresor c. Superficie d. Altura del galpón Datos operacionales Presión de soplado
Unidad de origen
8∗10− MPa
Magnitud
8∗10 Pa – Pascales 0,789539 atm – Atmosferas
Potencia del
1850000∗10−
compresor Superficie
Altura del galpón
24,8089 Hp – Horsepower 18500 V – Vatios
18∗10 5000∗10−
19375,04 – yardas cuadradas 2790006 - pulgadas cuadradas 0,0018 - kilómetros cuadrados 500 cm – centímetros 5000 mm – milímetros
5∗10 ó
4. De acuerdo a los datos presentados a continuación, tomados para la altura de la preforma, fundamente de manera clara, si el proceso de medición fue exacto o preciso (referencia= 15 cm). En caso de realizar cálculos asociados, presente todos los procedimientos matemáticos utilizados: (3 puntos) 20,10 20,30 15,0 15,02 14,99 15,01
Para calcular el error absoluto de cada uno de las mediciones, se debe restar cada valor a la referencia. Un ejemplo de los cálculos se muestra a continuación:
= (20,1015) = 5,1 Ahora con el valor del error absoluto podemos determinar el error relativo, aplicando el cociente entre este y el valor de referencia. Esta ecuación queda de la siguiente manera (tomando en cuenta la primera medición para efectos de ejemplo de cálculo):
×100%=34% % = 5,1 15 Ahora vamos a desarrollar y para obtener el valor del error absoluto es necesario obtener el valor del error específico. El error absoluto es la diferencia entre el valor que se obtiene al medir y el valor supuestamente exacto.
= 20,10+20,30,+15,0+15,02+14,99+15,01 = 16,73 6 La media entre las mediciones es de 16,73 cm.
Al obtener el valor específico podemos obtener el valor del error absoluto dado por la siguiente fórmula.
= Valores
Valor exacto - Valor medido
Error absoluto
20,10 Cm
20,10 Cm – 16,73 Cm
3,37 Cm
20,30 Cm
20,30 Cm – 16,73 Cm
3,57Cm
15,0 Cm
15,0 Cm – 16,73 Cm
-1,73Cm
15,02 Cm
15,02 Cm – 16,73 Cm
-1,71Cm
14,99 Cm
14,99 Cm – 16,73Cm
-1,74Cm
15,01 Cm
15,01 Cm – 16,73Cm
-1,72Cm
Podemos deducir que el error absoluto existe en todas las mediciones y que ninguna medición realizada está correctamente hecha debido a una mala calibración del instrumento o un error humano. Ahora ya podemos obtener el error porcentual de las mediciones tomadas. Para obtener el error porcentual o relativo debemos aplicar la siguiente fórmula:
= ∗100% Aplicando esta fórmula a las mediciones dadas en la tabla podemos obtener lo siguiente: Error absoluto
Error absoluto / Valor especifico
Error Porcentual
3,37 Cm
3,37Cm / 16,73Cm x 100%
20,14%
3,57Cm
3,57Cm / 16,73Cm x 100%
21,34%
-1,73Cm
-1,73Cm / 16,73Cm x 100%
-10,34%
-1,71Cm
-1,71Cm / 16,73Cm x 100%
-10,22%
-1,74Cm
-1,74Cm / 16,73Cm x 100%
-10,40%
-1,72Cm
-1,72Cm / 16,73Cm x 100%
-10,28%
Se puede observar según las tablas que desarrollamos anteriormente que el porcentaje de error entre las medidas es muy alto por lo que se puede deducir que las mediciones están mal realizadas o el instrumento estaba mal calibrado
5. Para los datos presentados en la pregunta anterior (4), determine los errores relativos y absolutos de las 6 mediciones tomando como referencia los 15 cm de especificación presentados en la Tabla A. (1 punto) Referencia 15 cm
Longitud Cm
Valor exacto – valor medido Error absoluto Cm
20,10 Cm
20,10 Cm – 15 Cm
5,1 Cm
20,30Cm
20,30 Cm - 15Cm
5,3 Cm
15,0Cm
15,0 Cm – 15Cm
0 Cm
15,02Cm
15,02 Cm – 15Cm
0,002
14,99Cm
14,99 Cm – 15Cm
-0,001
15,01Cm
15,01 Cm – 15Cm
0,01
Referencia 15 cm
Longitud Cm
Error absoluto / valor medido
Error porcentual Cm
20,10 Cm
5,1 / 15Cm x 100
34%
20,30Cm
5,3 / 15Cm x 100
35,33%
15,0Cm
0 / 15Cm x 100
0%
15,02Cm
0,002 / 15Cm x 100
0,013%
14,99Cm
-0,001 / 15Cm x 100
-0,006%
15,01Cm
0,01 / 15Cm x 100
0,067%
Estos resultados me dio toman como referencia los 15 cm de especificación
6. De acuerdo al proceso analizado, plantee al menos 6 condiciones (tres para cada error) donde se pueda presentar el error de cero y paralaje. (1 punto)
El error de cero: 1. Mal calibración del equipo 2. Desajuste del equipo por superficie mal equilibrada, fricción de la superficie o golpes 3. Uso equivocado del patrón de referencia
El error de paralaje: 4. Mal posicionamiento del observador 5. Superficie poco rígida, mal equilibrada o fricción de la superficie. 6. Malas condiciones ambientales, por altas temperaturas, mucha humedad y vapores, poca visibilidad.
Ahora realizaremos una tabla con los errores de cero y de paralaje para complementarlos con los que mencionamos anteriormente pero de una forma mas explicativa que a continuación realizaremos: Procesos
Error de cero
Error de paralaje
Que es error de cero y de Es el error que se genera por Es el error que se genera por paralaje
la
mala
operación
del la mala o nula calibración de
instrumento por parte del un instrumento operador.
En
simples
palabras error humano Vertido de materiales a Equivocación por parte del La mezcla se vería afectada hornos de cocción a 1500ºC operador al momento de si la el equipo fuera mal verter los materiales en los calibrado
ya
almacenes de acopio de necesitan
las
materiales,
por
lo
que
se
cantidades
que exactas para una buena
generaría un porcentaje un mezcla por ende una buena porcentaje erróneo en las botella
duradera
imperfecciones
y
sin
cantidades exactos que se necesitan Cortado de mezcla a través La mala utilización de los La mala calibración de las de cuchillas en forma de equipos cilindros
utilizados
para cuchillas
haría
llamados realizar la mantención de los preforma
preformas
no
que
la
fuera
la
equipos podría generar una indicada para generar una mala calibración de las botella cuchillas
Máquina comprimido
de
aire Si el operador se equivoca Una mala calibración podría en la medición o inspección generar dos casos, uno que de las mangueras utilizadas no
tenga
en las maquinas de aire presión
la
para
suficiente inflar
la
comprimido puede generar preforma o en otro caso una mala operación de la podría generar mucho aire maquina
comprimido haciendo que explotara por el exceso de presión
7. Plantee de qué manera se podría aplicar el Sistema de Gestión Metrológico de acuerdo al ciclo de Mejora Continua PHVA. (3 puntos) FABRICA DE BOTELLAS DE VIDRIO SISTEMA DE GESTION METROLÓGICO - CICLO PHAV Planificar: Departamento de planificación. Encargado de planificar y programar mantenciones cada cierto tiempo para mantener los equipos y maquinarias en buen estado y calibración. Planificar los planes de mejoras que se investiguen y realicen para mejorar la producción
Actuar: Departamento de operaciones Encargados de ejecutar las mejoras investigadas y realizadas por el departamento de planificación. Capacitar a los operadores en cualquier tipo de mejora que se introduzca a la planta y a su funcionamiento
Hacer: Departamento de ingeniería. Encargado de realizar investigaciones y ejecutar ingeniería para realizar mejoras al sistema con el objetivo de mejorar lo que actualmente se realiza, siempre con el objetivo de mejorar la operación
Verificar: Departamento de confiabilidad. Realizar la trazabilidad y medir el rendimiento de las mejoras realizadas. Realizar informes semanales con datos referentes al rendimiento de las mejoras implementadas Departamento de calidad. Estos son responsables de los laboratorios control de calidad, personal encargado del control de los equipos de medición, calibración y mediciones en la empresa. Gestionar certificaciones e informes para el personal y equipos implementados. Almacenar y generar informes y procedimientos de trabajo adecuados para realizar mantenciones calibraciones
Bibliografía Guías de la semana 1 a la 8
