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Conversión en el sistema internacional de medidas Luis Armando Ortega Hernández Metrología Instituto IACC 09-04-2018

Desarrollo SITUACIÓN: Usted ha sido contratado como Jefe de Proyectos para la construcción de una planta de fabricación de helados. Se le asigna un personal a cargo, entre los que se encuentran: arquitecto, constructor civil, supervisores en terreno, ingenieros químicos y/o industriales, prevencionista de riesgos y operarios. Esta nueva planta tendrá una ubicación en terrenos desocupados en San Bernardo, donde anteriormente se emplazaba una empresa de fabricación de plásticos. El terreno tiene una extensión de 2000 m2 y la construcción debe realizarse antes de un año y medio.

Por tanto, se le entregan los datos necesarios para llevar a cabo el proyecto:  Adquisición de las siguientes maquinarias, para iniciar el presupuesto en relación a costos asociados: 

3 tanques mezcladores con una capacidad de 20 m3.



Balanza analítica con una capacidad de pesado de mínimo 50 kg.



Congelador con una capacidad de -10 °C a -20 °C.



Una mesa de empaque de dimensiones de 10 metros de largo y 3 metros de ancho.



Camión de reparto con sensor de velocidad permitiendo como máximo 80 km/h.



Bomba mezcladora con especificaciones de:



Vmax= 55 m/s



PM= 3500 rpm



Do= 0,1 m



Cuidar al trabajador, de acuerdo al movimiento de las cajas de almacenamiento de aproximadamente 2 kg cada una, con fuerza aplicada de máxima 3 N.



Se necesitarán de 500 J para que la producción por lotes de los helados esté al máximo de su productividad.



Para el enfriado de la mezcla se requerirá un reloj digital que contabilice las 5 h necesarias para llegar a los 2 °C en el equipo de enfriamiento.



Adquirir alrededor de 2.500 g de estabilizante y 100 kg de azúcar para iniciar una prueba piloto una vez que la planta haya sido puesta en marcha. Los demás ingredientes se dejan a criterio del jefe y los ingenieros de proyectos.



El personal debe tener al menos 2 años de experiencia en proyectos de esta envergadura.



Posibilidad de producción diaria en 1.000 kg de helado de frutilla.



La capacidad eléctrica instalada debe soportar al menos 500 MWh.



Las oficinas directivas deben tener al menos 500 cm de largo.

Proyectos para la construcción de una planta de fabricación de helados. 1. Para la adquisición del congelador debe tomar en cuenta que la compra se realizará en Estados Unidos, por tanto, debe dar las especificaciones apropiadas.

1. Para hacer la compra de un congelador de capacidad de -10°C a -20°C en USA se debe tomar en consideración que las unidades de medidas están reguladas por el Sistema Ingles, por lo tanto la información a entregar al proveedor del congelador a adquirir debe ser en Grados Fahrenheit y se calcula de la siguiente manera:

“𝑻(°𝑭) = 𝟏,𝟖∙𝑻(°𝑪) +𝟑𝟐” IACC (2017), es decir, 𝑻(°𝑭) =𝟏,𝟖∙ (-10) +𝟑𝟐 => 14 °F y 𝑻(°𝑭)=𝟏,𝟖∙(-20)+𝟑𝟐 => -4 °F Entonces el presupuesto a solicitar debe ser por un congelador de capacidad de -4°F a 14°F.

2. En el enfriador se piden especificaciones en grados Rankine por requerimientos internos y de control individual de los procesos.

Respuesta: Para el Se requiere que , para el proceso productivo de enfriado de la mezcla se realice cada 5 horas para llegar a los 495,270 °R y para esto se debe. Para esto se debe automatizar el proceso de enfriamiento de la mezcla cada 300 minutos. Para poder entregar la información en Grados Rankine se debe realizar la conversión de temperatura de Celsius a Kelvin y posteriormente de Kelvin a Rankine, así como se muestra continuación. ° Celsius a ° Kelvin  T(K) = 2 °C + 273,15 = 275,15 °K ° Kelvin a ° Rankine  T(R) = 1,8 275,15 °K = 495,27 °R

3. Identifique, mediante una tabla sencilla, todas las unidades de medida y escalas presentes en el caso, especificando el tipo de unidad y el proceso o actividad asociada a la misma. Ejemplo de formato de tabla:

Cantidad

Unidad de Medida

Proceso Asociado

Tipo de Unidad

2.000 M²

Metros cuadrados

Terreno de las instalaciones

Área y Superficie

20 M³

Metros Cúbicos

Capacidad de estanques

Trabajo y Energía

50 Kg

Kilogramos

Capacidad mínima balanza

Masa

-10°C a -20°C

Celsius

Capacidad congelador

Temperatura

-4°F a 14°F

Fahrenheit

Importado desde EE.UU Condensación

10 Mts x 3 Mts

Metros

Mesa de empaque productos

Longitud

5 Horas / 2°C

Grados cada 5 hrs

Enfriamiento de la mezcla

Temperatura

Condensación 275,15 °K

Kelvin

Enfriamiento de la mezcla

495,27 °R

Rankine

según unidad de medida

Temperatura

requerida, Condensación 80 km/h

Kilómetros por hora

Velocidad máxima camión

Velocidad

Vmax = 55 m/s

Volumen

Bomba mezcladora

Velocidad

Pm = 3.500 rpm

Potencia

Do = 0,1 m

Capacidad

2 Kg – 3N

Movimiento

Almacenamiento de cajas

Fuerza

Newton 500 J

Jules

Producción por lotes de helado

Trabajo y Energía

2.500 g

Gramos

Estabilizante

Masa

100 kg

Kilogramos

Azúcar

Masa

2 años

Años

Experiencia del personal

Tiempo

1.000 kg

Kilogramos

Producción diaria

Masa

500 MWh

Mega Watts Hora

Capacidad eléctrica planta

Trabajo y Energía

500 cm

Centímetros

Metros de largo oficinas

Longitud

4. Determine los equipos necesarios para la primera puesta en marcha de la planta y sus unidades de medida asociadas.

Pare el proceso de puesta en marcha lo primero que debemos realizar es un adecuado lay out de la planta para la producción y fabricación de helados. Se deberá realizar un correcto almacenamiento para la producción de helados, basándose en sistemas de gestión alimentarios y legales y reglamentarios pertinentes. Asegurando el mantenimiento de la cadena de frio y las Buenas prácticas de manufactura, Esto se debe materializar para las materias primas o insumos a utilizar en la fabricación de helados y cada uno de los procesos productivos que tengan que ver con el almacenamiento, traslado, mezcla de ingredientes para la producción de Helados, tomando en cuenta que las temperaturas que se manejan para la producción en su mayoría son de Temperaturas bajo los 0 ° C.

Los principales equipos para la puesta en marcha de la planta son: Equipos Puesta en Marcha Tanques Mezcladores

Unidades de medidas asociadas Metros cúbicos M³.

Capacidad 20 M³.

Mesa de trabajo

Metros y Metros cuadrados.

Área de 30 metros M².

Bomba mezcladora

Volumen/Potencia/Distancia.

Fuerza de trabajo Vmax/Pm-rpm/ Dₒ

Enfriador con control Temperatura por hora.

Descripción general

Celsius/Fahrenheit/Kelvin/Rankine

de temperatura de Temperatura.

Cámara

Celsius/Fahrenheit/Kelvin/Rankine

almacenamiento Empalme

eléctrico Capacidad

de

consumo Mega Watts Hora

sobre 500 MWh

eléctrico planta de helados.

Camión de reparto

Velocidad máxima de traslado Kilómetros por hora de productos despachados.

IACC. (2017). Sistema Internacional de unidades y sus aplicaciones.

5. Explique, de manera concreta y precisa, los alcances e importancia del SI en la industria planteada y el producto que ofrece.

Con respecto a la industria planteada y el caso anteriormente descrito, podemos señalar que la utilización del sistema internacional de unidades es un tema de vital importancia para esta y cualquier tipio de industria y proceso que queramos realizar, Todo debe ser medido y cuantificado , existen mezclas, espacios, maquinarias, especificaciones técnicas y todas y cada una de ellas tiene una unidad de medida que nos indica la magnitud de la misma y como interactua con otros

procesos , maquinarias y energías, por ejemplo las conversiones que debemos realizar dependiendo de donde adquirimos los equipos para establecer la equivalencia que tiene con la unidad de medida utilizada en el país en donde se genera el proceso. Tenemos diferentes unidades de medidas en los ingredientes, por ejemplo, que generan una mezcla además de los ingredientes, de diferentes unidades de medida que interactúan para formar una mezcla y con ello un producto. Utilizamos el sistema internacional de unidades para medir los procesos, productividad, cantidades, etc y esto nos permite poder generar procesos controlados y bajo estándares “Lo que no es medido, no puede ser mejorado” .

Bibliografía IACC. (2017). Sistema Internacional de unidades y sus aplicaciones. Santiago, Chile: IACC, Metrología Semana 2.