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IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE COCCIÓN ARTESANAL A TRAVÉS DE SOFTWARE CAD COMO BANCO DIDÁCTICO DE ENSEÑANZA, CON EL FIN DE FORTALECER LA FORMACIÓN PRÁCTICA DE LOS ESTUDIANTES DE LA CARRERA DE TECNOLOGÍA EN OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO ELECTROMECÁNICO EN LAS UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER

dc.rights.licenseabiertoes_ES
dc.contributor.advisorHulse, Pamela Mara
dc.contributor.authorSantamaria Bravo, Oscar David
dc.contributor.authorRivera Avendaño, Manuel Albeiro
dc.contributor.authorCamacho Navarro, Carlos Andrés
dc.contributor.otherSánchez Botia, Daniel Alejandro
dc.contributor.otherRodriguez Nieves, Alvaro Javier
dc.coverage.spatialBUCARAMANGAes_ES
dc.date.accessioned2026-05-13T14:17:44Z
dc.date.available2026-05-13T14:17:44Z
dc.identifier.citationN/Aes_ES
dc.identifier.urihttp://repositorio.uts.edu.co:8080/xmlui/handle/123456789/23732
dc.descriptionTransferencia de Calor, termodinámica, diseño industrial, resistencia de materiales,es_ES
dc.description.abstractRESUMEN EJECUTIVO El presente trabajo de grado desarrolla el diseño, modelado, construcción y validación de un sistema de cocción artesanal concebido como banco didáctico de enseñanza, orientado a fortalecer las competencias prácticas de los estudiantes del programa de Tecnología en Operación y Mantenimiento Electromecánico de las Unidades Tecnológicas de Santander. La etapa de cocción en el proceso cervecero es una operación térmica esencial en la que convergen principios de transferencia de calor, automatización industrial, resistencia de materiales y control de procesos, lo que la convierte en una herramienta ideal para el aprendizaje aplicado dentro del área electromecánica. El proyecto se desarrolló siguiendo una metodología estructurada que comprendió: la revisión teórica y técnica del proceso de cocción; el análisis de necesidades académicas; el diseño en software CAD del módulo; la selección de materiales, sensores y elementos eléctricos; la construcción del sistema; y finalmente la ejecución de pruebas funcionales. Se integraron componentes como un tanque de acero inoxidable de 50 L, sensores de temperatura, motobomba y elementos de control básico que permiten simular condiciones reales de operación. El resultado final es un banco didáctico funcional, seguro y adaptable al entorno académico, que permite a los estudiantes comprender fenómenos térmicos, analizar variables de proceso y experimentar con un equipo semejante a los utilizados en industrias agroalimentarias. Con ello se contribuye al cierre de brechas entre teoría y práctica, y se proporciona una herramienta pedagógica que podrá ser utilizada en cursos, laboratorios y futuras investigaciones.es_ES
dc.description.sponsorshipN/Aes_ES
dc.description.tableofcontentsTABLA DE CONTENIDO LISTA DE FIGURAS....................................................................................................... 10 LISTA DE TABLAS ........................................................................................................ 12 RESUMEN EJECUTIVO ................................................................................................. 13 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................ 14 1. DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO DE INVESTIGACIÓN.......................... 15 1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ..................................................................... 15 1.2. JUSTIFICACIÓN...................................................................................................... 15 1.3. OBJETIVOS............................................................................................................. 16 1.3.1. OBJETIVO GENERAL.......................................................................................... 16 1.3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS................................................................................. 17 1.4. ESTADO DEL ARTE................................................................................................ 17 1.4.1. ESTADO DEL ARTE INTERNACIONAL .............................................................. 18 1.4.2. ESTADO DEL ARTE NACIONAL......................................................................... 18 2. MARCO REFERENCIAL ............................................................................................ 19 2.1 MARCO CONCEPTUAL........................................................................................... 20 Sistema de cocción artesanal.............................................................. 20 Banco didáctico.................................................................................... 20 Modelado CAD ...................................................................................... 20 Transferencia de calor.......................................................................... 21 Seguridad industrial ............................................................................. 21 2.2 MARCO TEÓRICO ................................................................................................... 21 2.2.1 PRINCIPIOS DE LA COCCIÓN Y EL CALENTAMIENTO TÉRMICO.................... 21 2.2.2 MATERIALES UTILIZADOS EN PROCESOS DE COCCIÓN ............................... 22 2.2.3 SOFTWARE CAD APLICADO AL DISEÑO DE SISTEMAS TÉRMICOS.............. 23 2.2.4 SEGURIDAD INDUSTRIAL ASOCIADA A EQUIPOS TÉRMICOS ....................... 24 3. DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN.............................................................................. 24 3.1 ENFOQUE METODOLÓGICO.................................................................................. 25 3.2 POBLACIÓN Y CONTEXTO ACADÉMICO.............................................................. 25 3.3 TIPO DE ESTUDIO................................................................................................... 26 3.4 FASES METODOLÓGICAS DEL PROYECTO......................................................... 26 Fase 1: Revisión documental............................................................... 26 Fase 2: Análisis del sistema de cocción artesanal ............................ 27 Fase 3: Diseño conceptual................................................................... 27 Fase 4: Modelado CAD......................................................................... 27 Fase 5: Validación técnica ................................................................... 27 3.5 TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN .............. 28 4. DESARROLLO DEL SISTEMA DE COCCIÓN........................................................... 28 4.1 PLANIFICACIÓN Y PREPARACIÓN ..................................................... 28 4.2 COMPONENTES DEL MÓDULO DE COCCIÓN...................................................... 29 4.2.1 COMPONENTES DE COCCIÓN............................................................................ 29 Recipiente de cocción .................................................................................................. 29 4.2.1.1. Dimensiones del tanque de cocción ...................................... 29 4.2.1.2.Espesor de la pared del tanque........................................................................ 31 4.4 VALIDACIÓN ESTRUCTURAL Y TÉRMICA............................................................ 44 4.4.1 ANÁLISIS DE CARGA .......................................................................................... 44 4.4.2 ANÁLISIS TÉRMICO............................................................................................. 44 4.4.3 ESTABILIDAD DEL SOPORTE FRENTE A CALOR ............................................. 55 4.5 Parámetros de cocción........................................................................................... 56 4.5.1 ANALISIS DE COCCIÓN....................................................................................... 56 Cálculo de la energía requerida........................................................... 56 4.5.2 CURVA TÉRMICA ................................................................................................. 57 4.5.3 Ciclo general de cocción ..................................................................................... 59 4.5.4 COMPORTAMIENTO EN EBULLICIÓN................................................................ 59 4.6 ENSAMBLE DEL SISTEMA ..................................................................................... 60 4.7 INSTALACIÓN EN EL LABORATORIO ................................................................... 61 4.8 PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO ......................................................................... 62 4.8.1 PRUEBA DE CALENTAMIENTO .......................................................................... 62 4.8.2 Prueba de ebullición ............................................................................................ 64 4.8.3 PRUEBA DE DRENAJE ........................................................................................ 67 4.8.4 PRUEBA DEL SENSOR........................................................................................ 68 4.9 EVALUACIÓN GENERAL ........................................................................................ 68 4.10 CONSIDERACIONES FINALES............................................................................. 68 5.RESULTADOS ............................................................................................................ 69 5.1 COMPORTAMIENTO TÉRMICO DEL SISTEMA ..................................................... 72 5.2 TIEMPOS REALES DE CALENTAMIENTO ............................................................. 72 5.3 ESTABILIDAD DE LA EBULLICIÓN........................................................................ 73 5.4 FUNCIONAMIENTO DE LA VÁLVULA DE DRENAJE ............................................ 73 5.5 LECTURA Y COMPORTAMIENTO DEL SENSOR DE TEMPERATURA ................ 74 5.6 EVALUACIÓN GENERAL DEL MÓDULO ............................................................... 74 6. CONCLUSIONES ....................................................................................................... 75 7. RECOMENDACIONES ............................................................................................... 76 8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................... 78 LISTA DE FIGURAS Figura 1. Planos de construcción olla ......................................................................... 32 Figura 2. Olla de coccion - base................................................................................... 33 Figura 3. Olla de coccion - accesorios ........................................................................ 33 Figura 4. Olla de coccion - valvula............................................................................... 34 Figura 5. Olla de coccion – Extruir............................................................................... 34 Figura 6. Olla de coccion opción barrido .................................................................... 35 Figura 7. Olla de coccion opción simetria................................................................... 35 Figura 8. Olla de coccion.............................................................................................. 36 Figura 9. Modelado de olla de coccion........................................................................ 36 Figura 9. Olla de coccion.............................................................................................. 37 Figura 10. Olla con accesorios..................................................................................... 37 Figura 11. Planos construcción tapa de cocción........................................................ 38 Figura 12. modelado tapa olla cocción........................................................................ 39 Figura 13. modelado tapa olla cocción - aristas ......................................................... 39 Figura 14. modelado tapa olla cocción – mango de elevación .................................. 40 Figura 15. modelado final tapa olla cocción................................................................ 40 Figura 16. Modelado de tapa de la olla de coccion..................................................... 41 Figura 17. Tapa de olla de cocción .............................................................................. 41 Figura 18 modelado fondo falso .................................................................................. 42 Figura 19 modelados final fondo falso ........................................................................ 42 Figura 20 plano cucharon............................................................................................. 43 Figura 21 modelado final cucharon ............................................................................. 44 Figura 22. Análisis térmico........................................................................................... 54 Figura 23. Análisis térmico........................................................................................... 54 Figura 24. Análisis térmico ................................................................................. 55 Figura 25. Curva T vs T................................................................................................. 59 Figura 26. Ensamble Tapa y Olla.................................................................................. 61 Figura 27. Primera prueba de calentamiento .............................................................. 63 Figura 28. Segunda prueba de calentamiento............................................................. 63 Figura 29. Tercera prueba de calentamiento............................................................... 64 Figura 30. Prueba de ebullición.................................................................................... 65 Figura 31. Curva T vs T Experimental.......................................................................... 67 Figura 32. Limpieza y adecuación................................................................................ 69 Figura 33. Ensamble sistema de cocción.................................................................... 70 Figura 34. Ensamble de accesorios............................................................................. 71 Figura 35. Ensamble final modulo de cocción planta cervecera ............................... 71 LISTA DE TABLAS Tabla 1. Metodo de recoleccion de información ......................................................... 28 Tabla 2. Olla de cocción................................................................................................ 46 Tabla 3. Propiedades de estudio.................................................................................. 47 Tabla 4. Unidades.......................................................................................................... 48 Tabla 5. Propiedades de material................................................................................. 48 Tabla 6. Cargas termicas .............................................................................................. 49 Tabla 7. Información de interacción ............................................................................ 50 Tabla 8. Información de malla ...................................................................................... 50 Tabla 9. Información de malla - detalles...................................................................... 51 Tabla 10. Trazado de calidad de malla......................................................................... 52 Tabla 11. Resultados de estudio.................................................................................. 53 Tabla 13. Tabla de etapas y tiempo.............................................................................. 59 Tabla 14. Tabla de condiciones de seguridad del sistema de cocción ..................... 62 Tabla 15. Tabla de datos experimentales .................................................................... 66 Tabla 16. Tabla de parametros de estabilidad............................................................. 73 Tabla 18. Comportamiento termico del sensor de temperatura................................. 74 Tabla 19. Evaluacion del modulo de cocción.............................................................. 74es_ES
dc.language.isoeses_ES
dc.subjectSistema de cocción artesanal, banco didáctico, transferencia de calor, automatización industrial, modelado CAD, diseño electromecánico, sensores de temperatura, motobomba, control de procesos, formación prácticaes_ES
dc.titleIMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE COCCIÓN ARTESANAL A TRAVÉS DE SOFTWARE CAD COMO BANCO DIDÁCTICO DE ENSEÑANZA, CON EL FIN DE FORTALECER LA FORMACIÓN PRÁCTICA DE LOS ESTUDIANTES DE LA CARRERA DE TECNOLOGÍA EN OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO ELECTROMECÁNICO EN LAS UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDERes_ES
dc.typedegree workes_ES
dc.date.emitido2026-05-12
dc.dependenciafcnies_ES
dc.proceso.procesoutsdocenciaes_ES
dc.type.modalidadproyecto_de_investigaciónes_ES
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dc.date.aprobacion2026-04-27
dc.description.programaacademicoTECNOLOGÍA EN OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO ELECTROMECÁNICOes_ES
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