1. Marco Teórico
3.3. Análisis socio-ambiental de los simuladores
No se concibe una investigación sin un análisis ambiental dada la situación de crisis por la que se está pasando en la actualidad, el uso excesivo y derrochador de los recursos naturales, la contaminación producida por casi todas las industrias, la transportación en general, los accidentes con repercusión ambiental, entre otras negligencias, se está llevando al caos ambiental, por lo que cada investigador
debe aportar su granito de arena para mejorar de algún modo la situación ambiental. En el caso de este trabajo se abordó un tema que está tomando un lugar importante en muchas esferas de la vida, ya que mediante la simulación de un ambiente de trabajo o de investigaciones peligrosas se puede tener una idea previa de lo que se quiere, sin arriesgarse a realizarlas. Los simuladores en este caso, de conducción, ayudan al conductor a mejorar sus sentidos y sus reacciones en la práctica real, es decir el tiempo de reacción en la carretera, pues se pueden simular situaciones peligrosas y así capacitar al conductor mucho mejor que un conductor que aprende en un ambiente real, además se evitan accidentes en el proceso de aprendizaje así como el desgaste de piezas o el mal trato. En el caso de la simulación mientras más compleja es la situación más se ahorran recursos en la realidad, un ejemplo de ello es la simulación de la conducción de un vehículo corriente comparado con la de un vehículo militar de gran envergadura donde el consumo de combustible es mucho mayor, llegando a ahorrar hasta más de un 80% del combustible en el aprendizaje, lo que es muy factible en estos tiempos. Según los especialistas en el tema una sesión de aprendizaje en un simulador está alrededor de 15 minutos, lo que un día se deben capacitar 30 personas; el compresor que se utiliza para alimentar los cilindros es de 5.5kW (5.5kW*7.5h=41.25kWh en el día) más 300W de potencia en la computadora de control, que serían 300W*7.5h/1000kW= 2.25kWh de consumo en un día, en total 43.5 kWh consumidos por el compresor y la computadora en el día; teniendo en cuenta que en el país para generar un 1kWh de energía eléctrica, se queman 340g de combustibles, este valor es un valor medio entre las emisiones de un grupo electrógeno, y una termoeléctrica(no se toman en cuenta las pérdidas de transmisión y distribución); que por cada kg de combustible que se queme se obtiene 3kg de CO2, este valor es aproximado, que se toma del análisis estequiométrico hecho al combustible donde:
La masa molecular del carbono en el análisis estequiométrico del combustible es C-12, el oxígeno es O-16 pero como se multiplica por 2 queda O-32, quedando 12 + 32 = 44 44 / 12 = 3.66, ahora bien, de los combustibles se considera que es
Capítulo III carbono sólo el 80% por lo que 3.66*0.8 = 2.928 pero para cálculos de ingeniería se toma 3.
Un barril de petróleo está a $75,71 USD (este valor está en constante cambio, por lo que se tomó como referencia el precio del mercado internacional del 29/6/2010 y se referencia en [14], que una tonelada tiene 7 barriles se puede llegar a que: 1 tonelada = 1000kg =7 barriles de petróleo
7*$75.71=$529.97 USD la tonelada de combustible $529.97/1000kg = 0.5$/kg
Ahora:
1 kWh = 340g de combustible = 0.340kg
43.5 kWh = 14.79 kg/kWh de consumo de combustible en un día.
El simulador ahorra un 80% del combustible en el aprendizaje (comparado con lo que consume un camión)
14.79---20% X= 74.5 kg/kWh 74.5---100%
X---100% Y---80% Y = 59.6 kg/kWh Entonces el total de combustible ahorrado multiplicado por 3 nos da el CO2 no emitido quedando 59.6kg *3kg de CO2 = 178.8 kg de CO2 que se dejan de emitir a la atmósfera.
Además 59.6kg/kWh*0.5 $/kg= $29.80 que se ahorran en el día en la generación de corriente eléctrica del país. Actualmente, el precio del CO2 en el mundo es de aproximadamente 15 dólares la tonelada, por lo que 178.8/1000*15=$2.68USD ahorrados por emisión de CO2 a la atmósfera en un día. (Fecha-2/7/2010)[15] Nota: Se trabaja sólo con CO2 como residuo en la combustión pero existen otros productos residuales. Como sulfuros, CO, combustible sin quemar, entre otros.
Conclusiones parciales
• Si se construye la plataforma rediseñada con la tecnología existente en el
país se ahorran $65.00 USD más la tecnología que se emplearía en el proceso, comparada con la plataforma ya existente.
• La utilización de simuladores de conducción en este caso ahorran un 80% de
combustible al país, disminuyendo así las emisiones de CO2 a la atmósfera en 178.8 kg y se ahorran $2.68 USD por día del mismo.
• Se puede afirmar que este trabajo cumple con la sostenibilidad ambiental,
con la sostenibilidad económica y con la sostenibilidad social, siendo el mismo sostenible desde el punto de vista global.
Conclusiones
CONCLUSIONES
• Existe gran cantidad de esferas donde se emplean los robots en el
mercado, además de la gran diversidad de diseños.
• En Cuba existe poca explotación de los robots, a pesar de las ventajas para
la vida y el desarrollo.
• El simulador original presenta una estructura mecánica y cadenas
cinemáticas complejas de controlar.
• Se obtuvo un diseño que cumple y satisface las expectativas del cliente
logrando así el objetivo del trabajo.
• Si se construye la plataforma rediseñada con la tecnología existente en el
país se ahorran $65.00 USD más la tecnología que se emplearía en el proceso, comparada con la plataforma ya existente.
• La utilización de simuladores de conducción en este caso ahorran un 80% de
combustible al país, disminuyendo así las emisiones de CO2 a la atmósfera en 178.8 kg y se ahorran $2.68 USD por día del mismo.
• Se puede afirmar que este trabajo cumple con la sostenibilidad ambiental,
económica y social, siendo el mismo sostenible desde el punto de vista global.
RECOMENDACIONES
• Analizar diseños más optimizados para el mecanismo del simulador. • Sustituir los actuadores neumáticos por hidráulicos.
• Analizar una solución para llevar a un mismo plano horizontal las dos rotaciones en el mecanismo cardánico.
• Sustituir piezas soldadas por acoplamientos por tornillos para hacer mejor su manipulación en el montaje y desmontaje.
Bibliografía
BIBLIOGRAFÍA
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Yangmi Li, Qingsong Xu, (2007), Stiffness analysis for a 3-PUU parallelAnexos
ANEXOS
Anexo IFicha de costo de la plataforma original según SIMPRO
DESAGREGACION DE LOS INSUMOS FUNDAMENTALES
CÓDIGO DEL PRODUCTO O SERVICIO: Descricción Del Producto: 08.01.00.0002 Conducción de BMP
CÓDIGO PRODUCTO UM NORMA PRECIO IMPORTE
CONSUMO UNITARIO TOTAL
DIRECCION DE COMUNICACIONES
112,1,02,0004, COMPUTADORA U 1 931.14 931.14
100.0.00.0031 MONITOR U 2 691.14 1382.28
112.1.10.0006 TARJETA ACELERADORA VIDEO U 1 1796.46 1796.46
735.1.10.0054 BAKUP U 1 200.00 200.00
100.1.17.1017 TARJETA DE AUDIO U 1 17.63 17.63
910,7,05,1900 TRANSFORMADOR 3 220V 28 U 1 234.86 234.86
TOTAL 4562.37
DEPARTAMENTO DE FONDOS MATERIALES
272,8,22,0300 PLANCHA ACERO 20MMX2500X6MM T 0.25 863.24 215.81 280,4,20,1077 VIGA U 120MM T 0.1666 4800.00 799.68
264,1,02,0280 BARRA ACERO 28MM REDONDA T 0.25 1035.30 258.83 272,8,11,1528 PLACHA ACERO 10MM P/P 06950 T 0.25 283.09 70.77 272,7,41,0200 CHAPA ACERO 2MM X1250X3MM U 0.25 554.06 138.52 272,7,11,0268 CHAPA ACERO 1MMX1200X2500 T 1.5 430.00 645.00 361,1,09,1416 ELECTRODO 5MM KG 2 0.98 1.96 266,1,01,0080 CHAPA 0,3MMX1000X2MM T 0.78872 707.65 558.14 272,3,01,0324 ANGULAR ACERO 32X32MM U 5 3.18 15.9 536,1,64,2460 ANGULAR ACERO 20X20 U 2 1.41 2.82 303,1,64,2460 TORNILLO N8X25 U 20 0.09 1.80 303,5,70,1716 TORNILLO M10X30 KG 0.5 8.15 4.075 303,5,14,5220 TORNILLO M6X20 CU 30 0.95 28.50 303,4,16,5108 TUERCA M8 U 20 0.043 0.86 303,4,16,5118 TUERCA M10 CU 10 0.16 1.60 3034,16,5112 TUERCA M6 CU 30 0.17 5.10 303,4,46,1006 ARANDELA PLANA M6 CU 30 0.18 5.40 303,4,46,1008 ARANDELA PLANA M8 CU 20 0.20 4.00 303,4,46,1145 ARANDELA PLANA M10 CU 10 0.30 3.00 316,1,09,1003 ELECTRODO 3MM KG 5 0.98 4.90 316,1,09,1011 ELECTRODO 2,5MM KG 5 0.98 4.90 338,4,01,0001 OXIGENO M3 2 0.6895 1.38 336,1,01,0001 ACETILENO M3 1 6.49 6.49
264,1,02,0110 BARRA ACERO REDONDA 11MM M 6 0.78 4.68
Anexos 310,4,12,1102 DISCO ABRASIVO G80 U 2 0.53 1.06 310,4,12,1100 DISCO ABRASIVO G100 U 2 0.51 1.02 310,4,12,1101 DISCO ABRASIVO G60 U 2 0.55 1.10 687,1,45,4120 BARRENA 2MM U 4 0.19 0.76 687,1,45,4127 BARRENA 2,5MM U 4 0.19 0.76 687,1,45,4139 BARRENA 3MM U 4 0.22 0.88 687,1,45,4143 BARRENA 3,5MM U 4 0.22 0.88 687,1,45,3158 BARRENA 4,5MM CORTA U 4 0.39 1.56 687,1,45,4170 BARRENA 5,5MM CORTA U 2 0.25 0.50 687,1,46,3192 BARRENA 6,5MM U 2 0.68 1.36 687,1,46,3210 BARRENA 8MM U 1 2.40 2.40 687,1,46,3237 BARRENA 10MM U 1 1.46 1.46 687,1,09,1048 JUEGO DE MACHO 3MMX0,5 U 4 3.49 13.96 687,1,10,1055 JUEGO DE MACHO 4MM U 3 6.06 18.18
687,1,09,1072 JUEGO DE MACHO 6MM PAR 2 0.71 1.42 371,4,01,1012 FORMICA VETO MADERA PLACHA 1.2 20.05 24.06 313,4,50,2110 PUNTILLA S/C 3/8" KG 0.5 5.92 2.96 378,1,08,1004 PEGAMENTO DE FORMICA KG 2 8.65 17.30 280,3,03,0010 CHAPA ALUMINIO 1MMX1000X2000 U 1 55.00 55.00 280,3,49,0425 CHAPA ALUMNIO 3MMX1200X2000 U 1 20.52 20.52 580,9,99,9999 MANGUERA ALTA PRESION TANQUE U 9 24.77 222.93 284,6,10,0200 BARRA EXAGONAL ACERO 22MM M 1 14.30 14.30 264,1,21,1019 BARRA EXAGONAL DE ACERO 19MM T 0.009 982.22 8.84
264,1,22,1040 BARRA EXAGONAL ACERO 40MM T 0.3778 890.00 336.24 280,5,02,0070 BARRA RDA DE ALUMINIO70MMX1200 T 0.02127 3968.00 84.40
233,2,12,0123 ACEITE HIDRAUDICO LTS 40 2.05 82.00
350,3,85,1417 PINTURA NEGRA AUTOLUX 230-N1 LTS 4 1.42 5.68 350,3,85,6513 PINTURA U/O AUTOLUX 230-VE-1 LTS 4 1.90 7.60 350,3,85,0223 PINTURA BLANCO AUTOLUX 230-B-2 LTS 4 1.91 7.64 347,1,03,2140 PRIMARIO ANTICORRUSIVO 3R11 LTS 4 1.40 5.60 350,3,85,1912 PINTURA AUTOLUX ROJO CHINO 270 LTS 4 2.36 9.44 347,1,97,0723 PINTURA GRIS MEDIO LTS 4 5.28 21.12 310,4,01,1180 TELA DE ESMERIL G180 U 3 0.15 0.45 310,4,01,1220 TELA DE ESMERIL G280 U 3 0.13 0.39 310,4,01,0320 TELA ESMERIL G 320 LIJA DE AGUA U 3 0.14 0.42 310.4.01.0012 BROCHA CELDA 1" U 1 0.63 0.63 511,4,02,0001 BROCHA CELDA 3" no70 U 1 1.06 1.06 249,1,01,0001 TALCO INDUSTRIAL ENV 25KG KG 2 9.57 19.14
311,2,03,2086 LIMA PLANA U 1 5.81 5.81
311,2,07,1290 LIMA TRIANGULAR U 1 1.19 1.19
311,2,06,3086 LIMA CABO RATON U 1 0.67 0.67
311,2,04,1086 LIMA DE MEDIA CAÑA U 1 5.40 5.40
654,3,01,1306 PIEDRA DE AMOLAR G100 U 1 1.15 1.15
233,2,30,0122 ACEITE SOLUBLE LTS 2 1.05 2.10
421,2,12,9045 CUERO ARTIFICIAL UNIVERSAL M2 0.6 1.09 0.654
Anexos 687,4,01,1032 HOJA SEGUETA 12X32 U 5 0.68 3.40 687,1,92,4001 DADO 8X1,25 U 2 6.75 13.50 687,1,92,4025 DADO4X0,5 U 2 2.35 4.70 687,1,92,4035 DADO 6X0,5 U 2 5.20 10.40 291,5,13,0006 FABRICACION DE TABLERO.MESA.MANDO U 1 231.90 231.90 303,6,02,0001 TORNILLO M4X25 U 30 0.045 1.35 303,6,02,1188 TORNILLO M5X25 U 30 0.059 1.77 270,6,08,2007 TUERCA M4 U 30 0.049 1.47 270,6,08,2007 TUERCA M5 U 30 0.056 1.68 TOTAL 4078.89 DIRECCION DE INGENIERIA 645,7,00,0416 SENSO HIDRAULICO U 3 290.08 870.24
952,2,01,6011 CILINDRO EJECUCION DE TANQUE U 3 3415.62 10246.86
TOTAL 11117.10
DIRECCION DE TANQUES Y TRANSPORTE
953,2,19,0220 COLIZA DIRECCION TANQUE U 6 127.6 765.60 954,2,38,0478 PRISMA DE OBSERVACION D/CONDUCTOR U 2 116.00 232.00 954,2,38,0480 PROTECTOR GOMA P/C.OBSERV.COND. U 2 3.50 7.00 954,2,38,0481 VELOCIMETRO CUENTA LOS KILOMETRO U 1 2.50 2.50
953,2,26,2990 LAMPARA DE TECHO U 1 10.38 10.38
953,2,26,2291 LAMPARA DE TECHO PEQUEÑA U 2 10.38 20.76
291.5.13.0003 COLIZA DE ALUMINIO U 1 557.75 557.75
PP/TECNICA BLINDADA 10800.00
12419.96
DIRECCION DE CONSTRUCCION Y ALOJAMIENTO DE LAS TROPAS
781,2,01,0000 DESHUMIFICADOR U 1 300.00 300.00
Total 32478.32
Confeccionado por:
YAMILE LINTON CARCASES Firma : Fecha:
Aprobado por:
Nombre Apellidos:My.EDUARDO GONZALEZ Firma: Fecha :
Anexos
Anexo II
Otros gastos directos
DESAGREGACION DE LOS INSUMOS FUNDAMENTALES
CÓDIGO DEL PRODUCTO O
SERVICIO DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO
Proyecto para el Control Remoto de subestaciones eléctricas
CÓDIGO PRODUCTO UM
NORMA
DE PRECIO PRECIO IMPORTE IMPORTE
CONSUMO MN CUC MN CUC
JK MICROSYSTEM FLASH LITE U 50 35.35 153.7 1767.50 7685.00 RADIO VHF YAESU VERTEZ VX-2000 4 CANALES 148 174MHZ. U 50 59.47 258.58 2973.50 12929.00 MODEM MINIATURA P/RADIO UAS'1200 MARCA PACCOMM U 50 59.12 257.03 2956.00 12851.50 FUENTE DEA LIMENTACION SEC11 SALEX POWER SUPLY Y DC 13.6V10A U 50 19.84 86.25 992.00 4312.50
CAJA PLASTICA BUD INDUSTRIES INC PN 1324 STOCK 95F964 2.17''X4,76''X6,73'' U 40 5.22 22.7 208.80 908.00 CATALAGO 122 ELECTRONICOS
NEWARK IN ONE WWW NEWARKINONE
COM MX CONECTOR DB 255
HEMBRA PARA CABLE U 50 0.0992 0.31 4.96 15.50
CUBIERTA PALSTICA P
CONECTOR DR 25 U 50 0.1112 0.41 5.56 20.50
CONECTOR DB 9
HEMBRA PARA CABLE U 50 0.0864 0.27 4.32 13.50
CUBIERTA PALSTICA P
CONECTOR DB 9 U 50 0.1376 0.43 6.88 21.50
CABLE 6 VIAS 24AWG BLINDADO (ROLLO 100M) U 1 28.47 88.96 28.47 88.96 . SUBTOTAL 8947.99 38845.96 OTROS GASTOS 1790.00 3885.00 TOTAL MATERIALES DIRECTOS 10737.99 42730.96
Anexos
Anexos Anexo V
Anexos Anexo VII
Anexos Anexo IX
Anexo X
Anexos Anexo XI
Anexo XII
Anexos Anexo XIII
Cálculo por el método de elementos finitos.