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Sistema Internacional de Unidades y sus aplicaciones Osvaldo cabrera morales Metrología Instituto IACC 07-09-2020

Desarrollo 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 con costos asociados:

1) 1- La adquisición del congelador con una capacidad de -10 °C a -20 °C, será adquirido en estados unidos, por lo que se debe entregar los detalles y especificaciones siguientes: -

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

El personal debe tener al menos 2 años de experiencia en proyectos de esta envergadura tanto para el personal operativo como jefaturas.

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. La capacidad eléctrica instalada debe soportar al menos 500 MWh. Las oficinas directivas deben tener al menos 500 cm de largo. Para la compra del congelador en estados unidos, debemos saber, que la corriente es diferente por lo tanto deberemos, aparte comprar un transformador, para poder utilizar la corriente de nuestro país. Además, que tiene que tener una capacidad de condensar entre -10 C° y -20 C°. con una capacidad total de almacenar 80 m3 para el helado generado en los 3 TK de 20 m3. También que el consumo no puedo sobre pasar los 90 MWh. Y tener en cuenta la eficiencia y rapidez de enfriamiento, el cual no puede superar las 5 horas, ya que esto afectaría la producción de la empresa.

Se utilizó fórmula °F = (1,8 x °C)+32 Reemplazando -10°C °F = (1,8 x -10°C)+32 °F= -18+32 t= 14°F Reemplazando -20°C

°F = (1,8 x -20°C)+32 °F= -36+32 t= - 4°F Enfriador Debido a las exigencias del proyecto, se requiere un reloj digital que indique el tiempo cada 5 hrs para llegar a 2°C, esta medida será en grados Rankine. Para realizar la conversión se procede como sigue: 1° se pasan los °C a °Kelvin K= t°C + 273,15 K= 2 + 273,15 K= 275,15 2.- Los grados Rankine, es una conversión de unidad, del tipo de unidad de temperatura, la transformación es la siguiente:

se pasan los °K a °Rankine R=1,8 x t°K R=1,8 x 275,15 R= 495,27°R 3.Unidad de medida -10°c a -20°c 500 MWh 1.000 kg 2 años 55 m/s

Tipo de unidad Temperatura Electricidad Masa Tiempo Velocidad

Proceso y/o actividad asociada Condensación Energía Fabricación de Helado Personal trabajador. Bomba mezcladora

Revoluciones Distancia Volumen

3500 rpm 10 metros 20 m3

Bomba mezcladora. Mesa Estanques.

Por lo tanto se deberá considerar este valor.

Materia Prima UNIDAD DE MEDIDA gr

TIPO DE UNIDAD PESO

PROCESO O ACTIVIDAD MATERIA PRIMA

Como las unidades deben estar en kilos, se realiza la conversión de estabilizante 2.500gr ---- 2,5kg Considerar 2,5kg de estabilizante y 100kg de azúcar para prueba de Puesta en Marcha.

Capacidad eléctrica UNIDAD DE MEDIDA MW/h Los

MW/h

corresponden la

TIPO DE UNIDAD Energía Eléctrica a

la

energía

integración

Potencia

necesaria para realizar todos los procesos de

producción, esto

es

normalmente

es

cada 15 minutos y cada 4 integraciones se promedia el consumo eléctrico de 1

hora. Como

la

Potencia

instalada

de

eléctrica

PROCESO O ACTIVIDAD Consumo eléctrico

Activa

instantánea

en

un lapso de tiempo,

es alta 500.000.000 Watt se utilizan múltiplos que Potencia,

utilizando el Mega podemos considerar los 500MW/h de energía. Las oficinas deben tener un largo de 500cm. Como esta unidad es muy pequeña se pasan a metros. 1mt = 100cm por lo tanto las oficinas se deben considerar en 5 mts .

4- Determine los equipos necesarios para la primera puesta en marcha de la planta y sus unidades de medida asociadas. Nombre del equipo Congeladora

Unidades / Capacidad -10°c a - 20°c

3 Estanques Mezcladores

20 m³

Balanza Analítica

50 kg

Bomba Mezcladora

Vmax= 55 m/s PM= 3500 rpm Do= 0,1 m

Reloj Digital

Horas (5)

5- Explique, de manera concreta y precisa, los alcances e importancia del SI en la industria planteada y el producto que ofrece. El SI es importante porque garantiza y certifica la uniformidad y equivalencia en las mediciones, así como proporciona herramientas de medidas para las actividades de fabricación de helados, entregando un metodo de controlar y monitorear los distintos procesos. La producción de helados comienza con la materia prima, esta se chequea y almacenada en áreas con temperatura controladas. Luego se selecciona y pesa, para luego ser mezclada y llevada al congelador, donde se regula la temperatura para que conserve las propiedades que exige la clientela.

Bibliografía IACC (2020). Sistema Internacional de Unidades y sus aplicaciones. Metrología. Semana 2.