Tesis Final

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE LOS CABOS



“Por una patria con sabiduría y espíritu de progreso”
“Comprobar el alcance de temperaturas en un rango de 50 a 60 °C en los cuatro cuartos de fraguado, por medio de un calentador de agua solar implementado para la Bloquera PMC”.

PROTOCOLO DE INVESTIGACIÓN
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE
INGENIERO EN ELECTROMECÁNICA
PRESENTA:
ReyesSantiago Jorge
Cota Robinson Israel
ASESORES:
Asesor metodológico: M.S.C. Osiel Rendón Picaseño
Asesor de Tesis: ING. Víctor Manuel Aviña Corral

San José del Cabo, B.C.S. Mayo de 2015
Contenido
Introducción 5
I. OBJETO DE ESTUDIO 6
1.1 Planteamiento del problema 7
Formulación 8
1.2 Objetivo. 11
1.3 Justificación y delimitación. 131.4 Campo hipotético 14
1.5 Viabilidad de la investigación 15
1.6 Cronograma. 16
II. MARCO TEÓRICO 18
Estructura Conceptual. 19
2.1 Definiciones. 19
2.2 Historia. 21
2.3 Conceptos básicos de la energía solar. 23
2.3.1 Energía solar. 23
2.3.2 Formas de transmisión de calor. 24
2.3.3 Radiación solar. 30
2.3.4 Energía solar térmica. 31
2.3.5 Situación geográfica en México. 33
2.3.6 Medición deradiación solar en México. 34
2.3.6 Condiciones de los calentadores solares de agua en México. 34
2.3.7 Sistemas termodinámicos. 39
2.3.8 Intercambiadores de calor. 40
2.4 Energías renovables y no renovables. 41
2.5 Aprovechamiento térmico de energía solar. 42
2.6 Temperaturas ambientales en el municipio de Los Cabos. 43
2.7 Tipos de calentadores solares. 43
2.8 Sistemas de energía heliotérmica. 50
2.9Aplicaciones de los colectores solares planos. 54
2.10 Efecto invernadero en el planeta tierra. 56
2.11 Absorbancia 57
2.12 Transmitancia. 58
2.13 Espectroscopia en longitud de onda infrarroja. 59
2.14 Normatividad. 59
2.15 Ley de Arquímedes. 61
2.16 Teorema de Bernoulli. 61
2.17 Principio de Fermat. 62
2.18 Ley de Pascal. 63
2.19 Primera ley de la termodinámica. 63
2.20 Ecuación de Manning. 64
2.21Partes de un calentador de agua solar. 64
2.22 Propiedades del aceite quemado. 65
2.23 Propiedades del cobre. 65
2.24 Propiedades del agua. 67
2.25 Materiales para fabricación de bloques. 68
2.26 Proceso de fabricación de bloques. 69
2.26.1 Prefraguado. 70
2.26.2 Fraguado. 71
2.26.3 Postfraguado. 71
2.26.4 Tiempo de estimación del fraguado. 71
2.27 Factores que afectan el proceso de fraguado. 722.28 Repercusiones de un calentador solar en la calidad del aire. 73
2.29 Estado del arte. 76
Bibliografía 77


Introducción


1.1 Planteamiento del problema.
Para el procedimiento de fabricación de bloques en la empresa PMC es necesario una vez que ya es moldeado el bloque, pase por un proceso de fraguado. El cuarto donde se realiza el proceso necesita el suministro de agua a temperatura en unrango de 50 a 60 °C y que el calentador suministre agua durante diez minutos en el rango de temperatura mencionada anteriormente.
Se necesita que el calentador de agua solar tiene que abastecer agua consecutivamente a temperatura antes mencionada, ya que la bloquera cuenta con cuatro cuartos de fraguado funcionando 18 horas del día y el suministro debe ser constante conforme a su caudal ytemperatura.
El problema dentro de la empresa surge en la baja temperatura del agua en el rango de 20 a 30 °C que se suministrada a los cuartos de fraguado, esto provoca que la duración de tiempo para que se realice el fraguado sea mayor y la cantidad de bloques fabricados por día sea menor debido a que el proceso limita la cantidad de bloques a fraguar.
Durante el rango horario de 7:00pm a 12:00am sepresenta un problema debido a que el punto de temperatura por radiación es muy bajo por la ausencia de luz. Casos particulares es la noche y la temporada de lluvias durante el año ya que la temperatura que alcanza el agua debido a la oposición de luz solar es muy baja y esto ocasiona problemas en la temperatura del agua entregada a los cuartos de fraguado.

Formulación.
1. ¿Cuál es el problema?
2....