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Proyecto Final Metrología Instituto IACC

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. En la fabricación de botellas de vidrio, debemos contar con las siguientes materias primas para el proceso, la mayoría son de origen natural. Las principales son arena de sílice correspondiente a un 45%, carbonato sódico en un 15%, y la piedra caliza presente con un 10%, permitiendo que la mescla (vidrio) sea más duradera, además son mesclados con vidrio reciclado, todo es llevado a los hornos, y por 24 horas a una temperatura de 1500 °C se produce un líquido pegajoso de un color amarillo parecido a la “miel”. Al salir del horno es cortado en trozos similares, posteriormente caen a un molde preliminar, para producir unos globos cilíndricos. Los globos cilíndricos se transformarán en botellas de vidrio, para lograr eso, los globos son soplados con aire comprimido y estiran la mescla hasta las paredes interiores del molde. Para obtener diferentes colores en las botellas se deben agregar diferentes productos como el hierro, azufre y carbono. Las botellas al salir de los moldes son calentadas por llamas, para que no se quiebren por el cambio de temperatura que sufren al enfriar en forma rápida. Las botellas se llevan después al horno de recocido para enfriar de forma controlada para evitar tensiones, grietas o burbujas. Saliendo del proceso de recocido, se rocían con un lubricante para facilitar el desplazamiento de las botellas hacia la zona para que el equipo de inspección y su posterior embalaje, para que también se chequeen los diámetros de las roscas y tapas evitando las fallas en su sellado. Al finalizar se pasa a la etapa de inspección visual, se examinan a cada una de ellas, la gran mayoría de las veces, se utiliza el reciclaje, se llega a utilizar hasta el 90%, ya que la mezcla del vidrio reciclado, necesita menos temperatura para su fundición, por cada 10% de vidrio reciclado en la mescla, las industrias pueden ahorrar un 2,5 % menos de energía para producir el vidrio para fabricar las botellas.

Diagrama de Flujo Inicio de Proceso Recepción de Materias Primas Naturales Mescla y Fusión de Vidrio Corte de Vidrio Fundido Distribución a Moldes de Botellas Proceso de Preforma Molde Soplado Forma Final de Botella Enfriado con Llamas Recocido para Tensión del Vidrio Rociado con Lubricantes Inspección Automática Inspección Visual Embalaje y Distribución

UNIDAD DE MEDIDA Grados Centígrados Mililitro Centímetro Cúbico Mega Pascal Milímetros Metros Cuadrados Gramo

TIPO DE UNIDAD Temperatura Volumen Volumen Presión Longitud Superficie Masa

PROCESO O ACTIVIDAD Fundición Soplado capacidad botellas Dimensión moldes Aire soplado botellas Control Calidad Almacenamiento Pesaje Materia Prima

2. De acuerdo a especificaciones del proceso, se tiene los siguientes datos: Tabla A PROCESO

MEDIDAS

Temperatura Calentamiento

1500°C

Altura de la Preforma

15 cm

CONVERSIÓN °F= 1500•1.8+32 °F= 2732 1 cm= 0,3937 inch 15 cm= 5,9055 inch 15 cm = 5_29/32 inch

1 cm= 0,3937 inch Diámetro de la Preforma

Presión de Soplado Capacidad Botellas de Cerveza

1,3 cm

1,3 cm= 0,512 inch

8•10-2 MPa

1,3 cm = 33/64 inch 1 MPa = 10 Bar

0,08 MPa

0,08 MPa = 0,8 Bar 1 ml = 0,0002642 gal

300 ml y 750 ml

300 ml = 0,07926 gal

Capacidad de Botellas Vino

375 ml

Temperatura Enfriamiento

12°C

Diámetro Rosca Botella Cerveza

Diámetro Rosca Botella Vino

Potencia del Compresor Velocidad Cinta Transportadora

750 ml = 0,19813 gal 1 ml = 0,0002642 gal 375 ml = 0,09906 gal °F= 12•1.8+32 °F= 53,6 1 cm= 0,03937 inch

15 mm

15 mm= 0,59055 inch 15 mm = 19/32 inch 1 cm= 0,03937 inch

11 mm

185000•10-5 kw = 18,5 kw 10 km/hr

Tiempo Fabricación Botella

8 min

Masa de Hierro

15 g

Masa de Azufre

12,5 g

Masa de Carbono

32 g

Cantidad Reciclado por Día

6 kg

11 mm= 0,433 inch 11 mm = 7/16 inch 1 kw = 1,3405 18,5 kw = 24,80 Hp 1 km/hr = 0,9113 Pie/s 10 km/hr = 9,113 Pie/s 1 min = 60 seg 8 min = 480 seg 1 g = 0,0022 Lb 15 g = 0,033 Lb 1 g = 0,0022 Lb 12,5 g = 0,0275 Lb 1 g = 0,0022 Lb 32 g = 0,0704 Lb 1 kg = 2 Lb 6 kg = 8 Lb

Tabla B PROCESO

MEDIDAS

CONVERSIÓN

2

2

2

Superficie

18•10 m = 1800 m

Altura Galpón Principal

5000•10-3 m = 5 m

Bodega de Almacenaje

150 m2

Temperatura Ambiente

27 °C

1 m2 = 10,7639 pulg2 1800 m2 = 19.375,02 pulg2 1 m= 39,37 inch 5 m= 196,85 inch 1 m2 = 10,7639 pulg2 150 m2 = 1.614,58 pulg2 °F= 27•1.8+32

°F= 80,6 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). a. Presión de soplado 8 • 10 -2 MPa = 0,7895 atmosfera b. Potencia del compresor 1850000 • 10-5 kw = 24,8089 horsepower = 18500 Vatios c. Superficie 18 • 102 m2 = 19.375,02 pulgadas cuadradas d. Altura del galpón 5000 • 10-3 m = 196,85 pulgadas = 500 cm = 5000 mm 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: 20,10 cm 20,30 cm

15,0 cm 15,02 cm 14,99 cm 15,01 cm Si se observa en la tabla, podemos apreciar la diferencia entre las mediciones realizadas, debieran ser realizadas por un instrumento mal calibrado o posiblemente por un error en base a la medición a través del ojo humano. Al recordar el error absoluto, se refiere a la diferencia entre el valor más alto de la medida y el valor tomado como exacto Ea = (20,30 – 15) cm = 5,3 cm Al determinar el valor absoluto, se puede determinar el valor de porcentaje del valor relativo que se expresa en forma porcentual

% Er =

5,3 cm 15 cm

• 100% = 35,33%

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. Longitud (cm) 20,1 cm 20,3 cm 15 cm 15,02 cm 14,99 cm 15,01 cm

Error Absoluto (cm) 5,10 cm 5,30 cm 0,00 cm 0,02 cm -0,01 cm 0,01 cm 15 cm Referencia

Error Relativo % 34,00% 35,33% 0,00% 0,13% -0,07% 0,07%

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.

Proceso Pesaje de las materias primas

Error de cero El operador al determinar un

Error de Paralaje Es producida la falla por las

naturales (sobrepasar

porcentaje fuera de lo normal

descalibraciones en los

porcentaje de una de ellas)

en una de las materias primas,

instrumentos de medición

puede provocar deficiencias

(balanzas)

Proceso en fundición del

en el producto final Error o falla en determinar los

Se produce la falla en la

vidrio (1500 °C por 24 horas)

tiempos de fundición de los

resistencia de la preforma, se

materiales, tanto al excederse

puede volver difícil de

como en menos tiempo

moldear y cortar, dónde inclusive puede dañar los

Falta o falla de presión en el

equipos Falla en los instrumentos por

soplado, puede provocar

calibración o falta de

deformaciones tanto en el

mantención, los manómetros y

espesor como en su

fugas en las líneas inciden

resistencia y puede quedar

directamente en las fallas

Medidas para la capacidad de

muy frágil Botellas con diferentes

Falla en los sistemas

las botellas (ml)

cubicaciones y tamaños

automáticos de calibración,

Soplado en Preformas

tanto en dimensiones como en Enfriamiento

Bajar temperaturas muy

diseños Las botellas se vuelven

rápidas para acelerar el

frágiles y con defectos cómo

proceso de enfriamiento

grietas que podrían hacer rechazar un gran porcentaje de

Inspección automática

Control de calidad con

la producción Falla en calibraciones de los

diámetros fuera de norma y

sensores, cámaras, sondas

rango 7. Plantee de qué manera se podría aplicar el Sistema de Gestión Metrológico de acuerdo al ciclo de Mejora Continua PHVA.

Ciclo de Deming Planear Hay que realizar en la organización con el departamento de planificación, una revisión de los procesos tanto productivos, como organizacional, esto se debe llevar a cabo con las herramientas e indicadores de liderazgo junto a los recursos económicos, estableciendo plazos para revisar los resultados. Hacer Se debe realizar con el personal y se entregarán las capacitaciones, entrenamientos y competencias, junto a los equipos de medición para poder seleccionar los equipos y patrones correctos, se deben fijar metas tanto a corto como largo plazo. Verificar Se realiza en el proceso de elaboración de la materia prima (vidrio) y el producto final (botellas), se debe considerar la eficiencia del trabajo en equipo para la satisfacción del cliente junto con las mejoras en los controles de calidad, para asegurar la fabricación según estándares y bajo las normas de certificación, cómo ISO, OSHAS, etc.

Actuar Se realiza con el cliente verificando el grado de satisfacción junto a las mejoras realizadas, como también en el proceso de difusión, se debe además de estar en constante búsqueda de nuevos modelos para mejorar y adicionar nuevas variedades de productos y mercados.

Bibliografía IACC (2017). Fundamentos de la metrología semana 1 IACC (2017). Sistema Internacional de Unidades y sus aplicaciones semana 2 IACC (2017). Unidades derivadas semana 3. IAAC (2017). Transformación de unidades de medida semana 4 IAAC (2017). Términos fundamentales y generales de la metrología; y tipos de error semana 5. IAAC (2017). Escalas e instrumentos de medición análogos y digitales I semana 6. IAAC (2017). Escalas e instrumentos de medición análogos y digitales II semana 7 IAAC (2017). Sistema de gestión metrológico semana 8

Las preguntas 2, 3, 5, 6 y 7 fueron contestadas correctamente, por lo que fueron calificadas con su puntaje total.

La pregunta 3 fue evaluada con 0 puntos de un total de 3 puntos, ya que no fue bien contestada, es decir, no había que transformar unidades, había que dar el nombre de la magnitud de acuerdo al prefijo dado. En cuanto a la pregunta 4, ésta fue calificada con 1,5 puntos de un total de 3 puntos ya que no se dijo si el proceso de medición era preciso o exacto. Esto era lo que aquí se estaba evaluando.