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AUTOMATIZACIÓN DEL PROCESO DE SECADO DE MADERA CON TERMOCÚPLA PARA DISMINUIR EL TIEMPO EN LA PRODUCCIÓN DE MUEBLES EN LA EBANISTERIA SILVA. AUTORES ANDY.

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2 AUTOMATIZACIÓN DEL PROCESO DE SECADO DE MADERA CON TERMOCÚPLA PARA DISMINUIR EL TIEMPO EN LA PRODUCCIÓN DE MUEBLES EN LA EBANISTERIA SILVA. AUTORES ANDY GUILBERT BAYAS HUILCAPI BRAULIO ARTURO MANZANO MUÑOZ. DIRECTOR Mst. WELLINGTON MALIZA CRUZ

3 INTRODUCCION Una de las condiciones esenciales para que la madera pueda utilizarse industrialmente es que su contenido de humedad sea ajustado a las condiciones de uso y sitio que va ser destinada. El proceso de secado puede lograrse a base de aire natural o por métodos especiales que estimulan la salida del agua en forma mas o menos rápida, sin embargo el secado natural no permite alcanzar estrictamente las exigencias de los mercados.

4 Tiempo Condiciones Climáticas Tipo de madera a secar Niveles de humedad en la madera

5 OBJETIVO GENERAL Automatizar el proceso de secado de la madera con termocúpla para disminuir el tiempo en la producción de muebles en la Ebanistería Silva.

6 OBJETIVOS ESPECIFICOS Fundamentar científicamente el proceso de secado. Evaluar la calidad y el tiempo que están utilizando los negocios de ebanistería en Babahoyo para la producción de sus artículos en madera. Diseñar una propuesta alternativa para mejorar la calidad y el sistema de secado de la madera en los negocios de ebanistería en Babahoyo.

7 El proceso de secado de la madera para ser utilizada en el proceso de elaboración o fabricación de muebles es fundamental para determinar el acabado y la calidad del mismo. Por lo que el secado a través de termocúplas se podría utilizar para controlar la humedad y la temperatura del ambiente en el que se almacena la madera.

8 Realizadas las investigaciones en las bibliotecas de la ciudad de Babahoyo, puedo afirmar que no existen trabajos desarrollados en relación con el tema de estudio, por lo que se puede afirmar que el presente trabajo es inédito, oportuno y pertinente.

9 La madera es un material orto-trópico encontrado como principal contenido del tronco de un árbol. En la actualidad y desde principios de la revolución industrial muchos de los usos de la madera han sido cubiertos por metales o plásticos, sin embargo es un material apreciado por su belleza y por que puede reunir características que difícilmente se conjuntan en los materiales artificiales.

10 La actividad forestal mas común es la plantación, renovación y tala de arboles maderables; por extensión, se conoce con este mismo nombre a los bosques artificiales destinados a su explotación maderera, sin embargo otra parte del trabajo forestal concierne a desarrollo de nuevas variedades arbóreas, al estudio de las existentes a la investigación sanitaria y ecológica del medio ambiente y a otros aspectos menos directamente aplicados.

11 Es una herramienta gráfica de programación, esto significa que los programas no se escriben sino que se dibujan, facilitando su comprensión. Al tener ya prediseñados una gran cantidad de bloques se le facilita al usuario la creación del proyecto, con lo cual en ves de estar una gran cantidad de tiempo en programar un dispositivo o bloque se le permite invertir menos tiempo y dedicarse un poco mas en la interfaz gráfica y la interacción con el usuario final.

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19 IDEA A DEFENDER Con la automatización del proceso de secado de la madera con termocupla se disminuiría el tiempo en la producción de muebles en la ebanistería Silva. VARIABLES VARIABLE DEPENDIENTE Automatización del proceso de secado de la madera con termocúplas. VARIABLE INDEPENDIENTE Disminuiría el tiempo en la producción de muebles.

20 Se aplicara modalidad de investigación documental, bibliográfica y tecnológica, los mismos que permitirán ampliar el trabajo de investigación. TIPO DE INVESTIGACIÓN El trabajo contempla investigación diagnóstica la misma que se fundamenta en la observación en cada una de las ebanistería visitadas en Babahoyo (E. Silva, E. Flores).

21 La población consultada: Dueños 2 Obreros7 Que corresponde al 100%

22 METODO CIENTIFICO Este método me ha permitido descubrir hechos, datos y conocer problemas de la realidad; en este método científico aplique la fase de la observación y me permitió la determinación de problemas METODO DEDUCTIVO-INDUCTIVO El método deductivo permite obtener conceptos, definiciones, reglas, a partir de las cuales se puede sintetizar, comparar y generalizar. El método deductivo me permitió llegar de lo particular a lo general, y me permitió aplicar la observación TECNICAS: OBSERVACION – ENTREVISTA - ENCUESTA

23 PREGUNTAEBANISTERIA FLORESEBANISTERIA SILVA 1.-En que condiciones debe estar la madera para iniciar la elaboración de los muebles? La madera debe estar un 70% seca, si se encuentra seca en su totalidad se reseca y pierde su resistencia. La madera debe estar un 100% seca 2.- Cuando los pedidos se generan en la estación invernal, como prepara la materia prima para elaborar su trabajo? Esta es conseguida anteriormente y almacenada con tratamiento. Consiguiéndola antes de la estación invernal para proceder a su almacenamiento. 3.- Usted consigue la materia prima al momento que se generan los pedidos o dispone de esta en almacenamiento? Almacenada y tratada con insecticidas, moviéndola constantemente. Dispongo de madera en almacenamiento. 4.- Se ve afectada la madera cuando esta es secada al aire libre? La madera empieza a segmentarse perdiendo así su belleza y propensa a ser atacada por termitas. Cuando esta es expuesta demasiado tiempo al sol se triza o se parte. 5.- Cual es el método que usted emplea para el secado de la madera? Quemando aserrín y colocando la madera alrededor por el lapso de una semana. Al aire libre. 6.- Estaría dispuesto adoptar otro método para el secado de la madera? Con pruebas eficaces lo adoptaría.Con pruebas eficaces seria adoptado. ANALISIS E INTERPRETACION DE LAS ENCUESTAS REALIZADAS

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25 EBANISTERIA FLORESEBANISTERIA SILVAANALISIS La madera debe estar seca a un 70% para ser utilizada en la elaboración de los muebles. En tiempos invernales la madera se consigue con anterioridad y almacenada con los respectivos tratamientos. Si es expuesta al sol para su secado por largo tiempo se empieza a segmentar perdiendo su belleza y resistencia. Secamos la madera apilándolas verticalmente alrededor de una fogata de aserrín. Comprobando la efectividad y calidad del secado, adoptaría otro proceso. La madera debe estar seca a un 70% para ser utilizada en la elaboración de los muebles. En tiempos invernales la madera se consigue con anterioridad y almacenada con los respectivos tratamientos. Si es expuesta al sol para su secado por largo tiempo se empieza a segmentar perdiendo su belleza y resistencia. Secamos la madera apilándolas verticalmente alrededor de una fogata de aserrín. Comprobando la efectividad y calidad del secado, adoptaría otro proceso. Tenemos dos perspectivas distintas para el trabajo, empleadas individualmente con resultados que satisfacen los requerimientos en cada uno de los talleres. Para el estado invernal es primordial el abastecimiento de la materia prima con sus tratamientos y cuidados respectivos al momento de su almacenamiento para continuar con la producción. Al aire libre secamos la madera, en tiempos invernales se acelera el secado con fogatas dispuestas estratégicamente. Comparten en adquirir el proceso de secado una vez comprobado eficazmente. ANALISIS E INTERPRETACION DE LAS ENCUESTAS REALIZADAS

26 CONCLUSION La madera como materia prima debe pasar por un largo proceso de preparación y adecuación para su utilización en la elaboración de muebles. El tiempo de espera es muy largo RECOMENDACION El proceso artificial designado para el secado de la madera debe ser ejecutado a cabalidad para la obtención del producto terminado deseado. Debe utilizarse métodos alternativos CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

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28 TEMA Automatización del proceso de secado de la madera con termocupla para disminuir el tiempo en la producción de muebles en la ebanistería Silva. JUSTIFICACION El proceso de secado de la madera para ser utilizada en el proceso de elaboración o fabricación de muebles es fundamental para determinar el acabado y la calidad del mismo. Por lo que el secado a través de termocuplas se utilizara para controlar la humedad y la temperatura del ambiente para cumplir satisfactoriamente el proceso con el mayor grado de calidad.

29 OBJETIVO GENERAL Diseñar un sistema de control automatizado para el secado de la madera con termocupla, con el fin de disminuir el tiempo en la producción de artículos o muebles de madera. OBJETIVO ESPECÍFICOS Fundamentar científicamente la propuesta. Diseñar una maqueta con las perspectivas del proyecto para su aplicación en la industria. Demostrar en el sistema el control y la automatización del proceso de secado con mínima intervención humana y con excelentes resultados en el producto final.

30 PROCESO DE SECADO El proceso de secado consiste en 5 etapas descritas a continuación. ETAPAS DEL PROCESO CALENTAMIENTO DE LA CARGA Es el tiempo necesario para subir la temperatura de la madera al inicial del programa y calentar todo el espesor de la pieza, sin iniciar el proceso de secado, lo cual se logra con una humedad relativa alta. SECADO POR ENCIMA DEL PUNTO DE SATURACION DE LAS FIBRAS Esta parte del proceso consiste en la evaporación del agua libre de la madera, bajo temperaturas no muy elevadas y altas humedades relativas, para evitar defectos de secado como el endurecimiento superficial, grietas superficiales y el colapso.

31 SECADO POR DEBAJO DEL PUNTO DE SATURACION DE LAS FIBRAS La temperatura se eleva a la máxima permitida del programa y la madera se seca hasta el contenido de humedad final. HOMOGENIZADO Tiene por objeto lograr que todas las piezas de madera de la carga de secado, alcancen un contenido de humedad cercano al final deseado. ACONDICIONADO Tiene por objeto lograr una madera sin endurecimiento superficial (sin tensiones de secado) y con una distribución uniforme del contenido de humedad en el espesor (gradiente de humedad<3%). ETAPAS DEL PROCESO

32 Consiste en un par de conductores de metales o aleaciones distintas unidas en un extremo (junta de medición) en donde se produce una fuerza electromotriz en función de la diferencia de temperatura entre este y el otro extremo. La termocupla es uno de los más simples y comunes métodos usados para determinar la temperatura de procesos. Para temperaturas moderadas (hasta alrededor de 260 °C), combinaciones de hierro y cobre, hierro y constatan (aleación de cobre y níquel) son usadas frecuentemente. A altas temperaturas (hasta alrededor de 1640 °C), los hilos son fabricados de platino o aleación de platino y rodio.

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34 El voltaje que aparece en los extremos de la unión, conocido como voltaje Seebeck aumenta con la temperatura. La medición de temperatura es relativa, ya que depende de la unión de la temperatura de la unión de referencia. De acuerdo al tipo de metales que forman la termocupla, se clasifican las termocuplas: B, C, E, J, K, L, N, R, S, T, U.

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36 Con los estudios realizados para la creación del proyecto el área de la industria maderera surgirá notablemente por lo que ya no habrá inconveniente alguno para obtener los niveles de humedad apropiados en la madera para poner en marcha la elaboración de sus artículos con los más altos estándares de calidad. Los beneficiarios de este proyecto serán de manera directa los ebanistas y de manera indirecta los consumidores de productos fabricados a base de madera, pues encontraran productos de mejor calidad.

37 La maqueta para el proyecto fue construida con madera de 2 cm Soporte para la madera 46 cmt de ancho y 95,5 cmt de largo.

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42 TRANSISTOR 2N2222 El 2N2222, es un transistor NPN, utilizado en aplicaciones de baja potencia como amplificador y conmutador. Soporta corrientes hasta 1 A, 50 V, 300 mW y frecuencias hasta 100 MHz. La única diferencia significativa, es que todas las corrientes y tensiones de polarización, son de señal contraria, es decir, las corrientes fluyen en sentidos contrarios y las tensiones tienen la polaridad invertida.

43 El relé o relevador, es un dispositivo electromecánico. Funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes.

44 Si el electroimán está activo jala el brazo (armadura) y conecta los puntos C y D. Si el electroimán se desactiva, conecta los puntos D y E. Es importante saber cual es la resistencia del bobinado del electroimán (lo que está entre los terminales A y B) que activa el relé y con cuanto voltaje este se activa. Este voltaje y esta resistencia nos informan que magnitud debe de tener la señal que activará el relé y cuanta corriente se debe suministrar a éste.

45 Un opto acoplador, también llamado optoaislador o aislador acoplado ópticamente, es un dispositivo de emisión y recepción que funciona como un interruptor excitado mediante la luz emitida por un diodo led.

46 Puede acoplar una señal de entrada con el circuito de salida por medio de un LED, aunque hay que tener en cuenta que las curvas tensión/luz del LED no son lineales, por lo que la señal puede distorsionarse. La ventaja de un optoacoplador es el aislamiento eléctrico entre los circuitos de entrada y salida. El único contacto entre ambos circuitos es un haz de luz. Esto se traduce en una resistencia de aislamiento entre los dos circuitos del orden de miles de MΩ. Estos aislamientos son útiles en aplicaciones de alta tensión en las que los potenciales de los dos circuitos pueden diferir en varios miles de voltios.MΩ

47 Dentro del ULN2803 se encuentran 8 transistores NPN Darlington. Es un circuito integrado ideal para ser empleado como interfaz entre las salidas de un PIC o cualquier integrante de las familias TTL o CMOS y dispositivos que necesiten una corriente más elevada para funcionar, como por ejemplo, un rele. Todas sus salidas son a colector abierto y se dispone de un diodo para evitar las corrientes inversas.

48 Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica.

49 Los acopladores ópticos de fines generales consisten en un diodo de emisión infrarrojo del arseniuro de galio que conduce un fototransistor del silicio en un paquete en línea dual de 6 pernos.

50 8 entradas analógicas (14 bits, 48 kS/s) 2 salidas analógicas (12 bits a 150 S/s), 12 E/S digitales; contador de 32 bits Energizado por bus para una mayor movilidad, conectividad de señal integrada Compatible con LabVIEW, LabWindows/CVI y Measurement Studio para Visual Studio.NET El software de NI-DAQmx y software interactivo NI LabVIEW SignalExpress LE para registro de datos.

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