LÁMPARA PARA EL SECADO DE PINTURA EN PARTES DE …

Lámpara para el secado de pintura en partes de automóviles Fecha de envío: 12 de Agosto de 2016

LÁMPARA PARA EL SECADO DE PINTURA EN PARTES DE AUTOMÓVILES

LAMP FOR PAINT DRYING IN AUTOMOTIVE PARTS

Ginna Fernanda Hernandez Rachez. Wilmer Fabián Torres Agudelo

Resumen: Este documento describe el desarrollo del prototipo de una lámpara de secado de

pintura en automóviles, el cual abarca temas como el problema actual en el ramo comercial y

la alternativa de solución planteada. Así como sus características generales e innovadoras, y

los dispositivos electrónicos importantes usados en su desarrollo.

Palabras clave: Infrarrojos, lámparas, Interfaz, sensor, proximidad.

Abstract: In this document, the development of a prototype lamp automovile parts paint,

which covers topics such as the current problem in the commercial sector and the alternative

proposed solution is described. As well as their general and innovative characteristics, and

important electronic devices used in its development it is described.

Key Words: Infrared, lamps, interface, sensor, proximity.

1. Introducción

Las lámparas infrarrojas que existen en la actualidad no brindan una eficiencia alta al usuario, debido

a que la tecnología con las que son fabricadas ya es muy antigua, y por motivos de fabricación, su

distribución y adquisición es muy costosa. Haciendo que muchos de los talleres o concesionarios, por

su precio no se desee adquirir una de estas lámparas.

El proyecto aborda la realización de un sistema de control que permite cambiar mucha de la

tecnología análoga empleada en estas máquinas, y transformarla en una tecnología digital que sea

más eficaz a la hora de utilizar y manipular esta máquina, además que por diseñarse y fabricarse en

esta ciudad sus gastos de distribución y fabricación se reducirían, beneficiando de una forma

económica, a muchas empresas que trabajan en el secado de pintura.

2. Introducción al proceso de secado de pintura automotriz

La aplicación de pintura automotriz cumple una doble función: de un lado, lo protege frente a la

corrosión y, de otro, proporciona el aspecto estético final, aportando el color y el brillo y que hacen

que el vehículo sea más atractivo. Durante la fabricación del automóvil se aplican en la carrocería

diversos productos de pintura que aseguran el cumplimiento de estas dos funciones. Cuando es

reparado, ya sea porque ha sufrido daños o por el efecto del tiempo, deben reponerse esas capas de

pintura, garantizando el máximo nivel de protección y de belleza exterior. [1]

2.1 Tipos - Métodos de secado

A principios del siglo XX el secado necesitaba semanas para completarse, hoy gracias a la

tecnología, este proceso dura a veces unos pocos segundos.

En el mercado existe una gran variedad de equipos y tecnologías que brindan alternativas acelerar

los procesos de secado, las cuales van desde corrientes de aire que circulan a elevadas

temperaturas alrededor de las piezas pintadas hasta equipos que utilizan rayos infrarrojos y

ultravioleta.

Siempre que se aplica pintura se necesita esperar un tiempo en el cual la pintura pasa de un estado

líquido a un estado sólido, tiempo que comúnmente se conoce como tiempo de secado, el conocer

los mecanismos y los métodos que se utilizan para disminuir dicho tiempo, nos permite seleccionar

los materiales y herramientas necesarios para ejecutar un trabajo de calidad en un corto espacio de

tiempo.

En todas las pinturas se pueden acelerar o activar su proceso de curado mediante la aplicación de

alguna de las siguientes técnicas:

• Secado por aire caliente consiste en aplicar cierta temperatura a la superficie pintada, de tal

forma que el incremento de temperatura provoca una evaporación más rápida de los solventes, es

decir, la temperatura actúa como un catalizador que acelera el proceso de secado.


Las cabinas de pintura con recirculación de aire caliente utilizan este método para acelerar el

proceso, siendo el más utilizado debido a la facilidad de que cualquier tipo de pieza

independientemente de su forma se seque, debido a la facilidad de penetración del aire. [2]

La desventaja de este tipo de tecnología es su costo, el cual no es tan fácilmente accesible.

• El secado por radiación utiliza la tecnología de microondas o infrarrojos para aumentar la

temperatura del sustrato de tal forma que el calor se propague a lo largo de la pintura acelerando su

proceso, por otro lado, la tecnología de radiación ultravioleta activa las reacciones químicas

necesarias para provocar el curado de la pintura, las últimas tecnologías utilizan el láser y el plasma

para acelerar el proceso de curado.

La principal ventaja del curado por radiación reside en los cortos tiempos que se necesitan para que

solidifique la pintura, consiguiéndose tiempos de curado en torno a segundos ideales para la

realización de retoques, como desventaja este tipo de secado únicamente se puede aplicar en

aquellas zonas donde alcance la radiación emitida, por ello no se utilizan en piezas complejas con

diferentes tamaños y huecos ocultos.

• El secado por métodos eléctricos consiste en transformar la corriente eléctrica en calor

suministrándola directamente a la pieza pintada de tal forma que el calor generado acelera el proceso

de curado de la pintura, por otro lado, la utilización de campos electromagnéticos calienta a nivel

molecular las pinturas acelerando a su vez su proceso de curado. [2]

2.2 Fabricantes de máquinas para el secado de pintura

Acatec Instalaciones de Pintura y Ainteca Instalaciones industriales S.L., son los máximos

exponentes, de la investigación y el desarrollo de la tecnología de secado en cabinas de hornos,

estos hornos se fabrican internacionalmente, estando su central actual, ubicada en España. [3]

Fabrican distintos tipos de hornos entre ellos están, Hornos de secado de pintura: Líquida o pintura

en polvo, Hornos de curado para barnices ultravioleta, tecnología UV, Hornos de curado de diferentes

procesos en tecnología Infrarroja. IR ondas: corta, media y larga, Hornos de secado y/o curado en

alta temperatura 1000 ºC, Hornos de secado para el sector madera (Tratamientos fitosanitarios entre

otros), pinturas, barnices.

En el mundo, son muy reducidos los proyectos de investigación, que se enfocan en el desarrollo y

diseño de las máquinas de secado, aun así el proyecto de Modelado de Secaderos Rotatorios en

Isocorriente (llevado a cabo por L. F. Castaño, F. R. Rubio y M. G. Ortega de la Escuela Superior de

Ingenieros) plantea un modelo que está basado tanto en ecuaciones diferenciales paramétricas como

en el uso de algunas correlaciones que permiten simplificar su tratamiento. Es decir, se enfocan en

averiguar por medio de expresiones matemáticas los tipos de materiales y su comportamiento en el

secado. [4]

2.3. Maquinas enfocadas en Lámparas infrarrojas

En el mercado actual los principales desarrolladores de estas tecnologías son Philips y Beurer,

Empresas en las cuales, su principal función en este área es hacer que las lámparas sean menos

abrasivas al contacto con la gente ya que estudian detalladamente la onda IR y de esta forma miran

los efectos en los distintos cuerpos, desarrollando y diseñando filtros y temporizadores específicos

para cada terapia, de estas máquinas se tiene por ejemplo: Philips HP HP3621/0, Philips HP3643/01,

Beurer IL50, Beurer IL30. [5]

2.3.1 Lámparas infrarrojas similares, existentes en el mercado

Fabricante Características Precio

Equipo automotriz

Javaz (México) [6]

Secado por infrarrojos de un tubo. Longitud de los tubos:

58cm. Alimentación: AC 220V. Potencia de salida:

+- $890.000


800W.Distancia para secado no inferior a 40cm desde el

tubo. Tiempo de trabajo: 15 – 30 minutos. Área de

cobertura (Largo/Ancho) (cm*cm) 85x85

5.800 Pesos

Mexicanos.

Equipo automotriz

Javaz (México) [6]

Secado por infrarrojos de 3 tubos. Longitud de los tubos:

58cm. Alimentación: AC 220V. Máxima potencia: 2400W.

Potencia moderada: 800 – 1600W. Distancia para secado

no inferior a 45cm desde el tubo. Tiempo de trabajo: 15 –

30 minutos. Área de cobertura (Largo/Ancho) (cm*cm)

140x160.

$3.438.000

22.620 Pesos

Mexicanos.

Proveaire

(Colombia) [7]

Potencia 1.100 vatios. Voltaje 220 VAC. Área de

curado 50 cm x 80 cm. Rango de temperatura 40°c

hasta 100°c. Temporizador Ajustable de 0 a 60 min.

Duración de bulbo 7000 hrs.

+-$890.000

Proveaire

(Colombia) [7]

Potencia: 1.100 vatios x bulbo. Voltaje: 220 voltios

bifásicos. Rango de temperatura: 40 a 100°c. Área de

curado: 1 m a 1.20 m. Temporizador ajustable: 0 a 60 min.

Duración de bulbo: 7000 hrs

+- $1.200.000

Tabla 1.Comparacion de características Y precios de diferentes lámparas infrarrojas. Fuente: Diversas páginas

web citadas en cada párrafo.

2.3 Principio de funcionamiento Luz Infrarroja

La luz infrarroja es un tipo de radiación cuyas ondas están entre el espectro entre la luz visible y las

ondas electromagnéticas. Este espectro electromagnético tiene una capacidad energética, y es más

alta conforme la longitud de onda decrece. Las ondas llevarán consigo la energía y al impactarse con

la superficie de un objeto, depositarán una gran parte de su energía en este. Al estar utilizando

ondas de luz, estás se comportarán de la misma manera que la luz visible, es decir, su capacidad de

absorción estará directamente relacionada con el ángulo de incidencia, la capacidad reflectiva, etc.

Por lo tanto, cuanto más opaco sea el producto y el ángulo de incidencia de la luz sea más recto (90

grados), la cantidad de energía que absorberá será mayor. [8]

Imagen 1. El espectro electromagnético. Fuente: http://www.astrofisicayfisica.com/ y modificada por los autores.

En la imagen anterior podemos observar que dependiendo de la onda electromagnética con la cual

vayamos a trabar, se necesita aplicar más o menor calor para que la pintura automotriz seque.

Con la aplicación de radiaciones infrarrojas, se complementa el proceso de secado de las pinturas

aplicadas sobre piezas o partes de vehículos en cortos periodos de tiempo, sin necesidad de poner

en funcionamiento toda una cabina.

Las lámparas infrarrojas emiten una radiación que se propaga como la luz, en línea recta, la cual es

absorbida por los objetos pintados, cuyas superficies se calientan sin elevar la temperatura ambiente.

Según las radiaciones, pueden ser absorbidas en menor o mayor cantidad y penetrar la pieza a

diferente profundidad. A continuación, veremos los diferentes tipos de ondas infrarrojas:

ONDA CORTA (0.78 Micras a 2 Micras de longitud), sus ondas penetran a través de las diferentes

capas del producto a secar y calientan la lámina. Este secado depende en gran medida del tono del

color, ya que los matices oscuros absorben radiaciones con mayor facilidad que los claros.


ONDA MEDIA (2 Micras a 4 Micras de longitud). Se caracterizan por emitir una radiación en un corto

periodo de calentamiento y enfriamiento, debido a que la máxima temperatura se alcanza en tan solo

un minuto, lo que facilita la evaporación de los disolventes contenidos en las pinturas. Esta radiación

es absorbida por la capa de pintura, que se calienta tanto interiormente como exteriormente, lo cual

proporciona un buen endurecimiento en un tiempo de secado muy reducido.

ONDA LARGA (4 Micras a 1.000 Micras de longitud).Funciona de forma similar a los hornos de

secado convencional, ya que necesitan tiempos de calentamiento y enfriamiento más prolongados

que los anteriores. [8]

2.4 ¿Cuándo esta seca la pintura?

En este tema no existe mucha información técnica de la cual podamos guiarnos de una manera u

otra, aparte de la manera “rustica” es decir “tocándola”, nos basamos en pruebas realizadas, es decir,

tomando diferentes piezas y diferentes tipos de pinturas y empezar a tomar datos para crear una

tabla que nos arrojara un tiempo promedio a fin de podernos guiar de este, para realizar todo el

bloque digital que abarca el proyecto, esto se consignó en una tabla de datos de mostraremos más

adelante. Todo el proceso anterior fue acompañado de un técnico profesional en el área, y realizadas

en el taller de mecánica Vulcania ubicado en la ciudad de Bogotá.

3. Nuevas Tecnologías

3.1 Cabina de secado mediante rayos infrarrojos

Dentro de la evolución de los equipos utilizados para el secado de los productos de pintura, están las

cabinas de aplicación que implementan lámparas emisoras de rayos infrarrojos, las cuales incorporan

esta tecnología con el objetivo de emitir la radiación que genera el calor para producir el secado de

las piezas pintadas, con lo que se obtiene una disminución en el tiempo de secado.

3.2 Secado por medio de lámparas ultravioleta

Otra opción tiene que ver con aquellas pinturas que se secan únicamente con rayos ultravioleta (UV).

Estos productos son monocomponentes y no tienen la habilidad de secarse por sí solos, a menos que

sean expuestos a esta radiación, que hace las veces de catalizador (componente de ciertas pinturas

que acelera el curado) ya que únicamente seca por la acción de la luz y no del calor presente en el

medio. El tiempo que tarda en secar es aproximadamente de 2 a 5 minutos, a una distancia de 20 cm.

A manera de conclusión se puede decir, que los diferentes equipos de secado existentes, deben ser

usados en diferentes ocasiones, según su conveniencia. Por ejemplo para el secado de pinturas en

más de dos piezas o un vehículo muy grande, se aconseja el uso de una cabina-Horno (Usan el aire

como medio transmisor del calor), consiguiendo así la optimización del 90 % del tiempo de secado.

Se aconseja el uso de lámparas infrarrojas para el secado y aparejo de pinturas de pequeñas piezas,

que sean cubiertas en su totalidad por el panel de la lámpara, consiguiendo así la optimización del 95

% del tiempo de secado. [8]

4. Presentación, características generales y funcionamiento general del prototipo

desarrollado.

4.1 Presentación

El prototipo desarrollado presenta una característica general muy importante, y es el uso de un

software libre, y la facilidad de manejarlo desde un celular (App) lo que lo hace aún más accesible. El

armazón de la lámpara infrarroja que se usó en el prototipo, toda la maquina fue fabricada en su

totalidad, lo cual se traduce en economía del mismo. En el numeral 4.4.2.1 adelante mostraremos el

armazón de la máquina y sus características.

4.2 Diagrama de bloques


Se plantean 5 etapas principales, las cuales establecen por completo el proyecto. En la primera etapa

se procedió con el diseño de un sistema de medidas, en la segunda etapa se programaron los

tiempos de la máquina, en la tercera etapa se desarrolló el sistema de proximidad, en la cuarta etapa

se implementara una interfaz de usuario, y en la última etapa se diseñó lámpara de infrarrojos.

Imagen 2. Diagrama de bloques. Realizado por los autores.

Sistema de medida: Se diseñó un sistema de medida, el cual mostrara un tipo material, tipo de onda

a usar y tipo de pintura a aplicar, en esta escala en primera instancia se tuvo en cuenta el

comportamiento que presenta un material y un color frente a una onda infrarroja, y de acuerdo con las

pruebas realizadas no difiere el color de la pintura, con respecto al tiempo de secado, debido a que la

onda infrarroja con la que se trabaja, está en un rango inferior al espectro visible por el ojo humando,

por lo tanto la onda no rebota contra el color, sino que penetra hasta su base.

Sistema de proximidad: En este bloque se realizó un circuito que nos permite establecer la distancia

óptima que debe existir entre la lámpara y la pieza a secar, en esta etapa se implementó y acoplo el

sensor de proximidad nombrado en el numeral 2.3, esta se conoció después de realizar varias

pruebas en las cuales se detectó la distancia optima en la cual debe estar la pieza.

Sistema de control de tiempos: Etapa en la cual se generaron los tiempos de encendido de la

máquina, según las especificaciones y características que escoja el usuario al iniciar la máquina,

además cuenta con una alarma que avisará cuando el sistema haya concluido, y en aras de ahorrar

energía se apagara automáticamente.

Interfaz gráfica de usuario: En esta etapa se desarrolló por completo la APP, por medio de la cual el

usuario, escoge los parámetros y especificaciones deseadas, como el material en el que se trabajara,

la cual optimiza en simples pasos el cálculo del tiempo de encendido de la máquina, ya que esta

parte cuenta con una escala de colores y materiales previamente analizados en la fase de

fabricación.

Imagen 3. Pantallazo de la interfaz grafica. Fuente: Realizada los autores.

Sistema de infrarrojos e implementación: Se diseñó el armazón de todas las partes de la máquina

y de la lámpara, el cual cuenta con un sistema, el cual debe ser movido manualmente, a su vez para

que de esta forma la onda infrarroja emitida ocupe un amplio campo de trabajo.

4.3 Características Generales

Alimentación: 220 VAC -110V AC

Potencia de salida: 1500W

Distancia para secado 60 – 80 Cm

Tiempo de trabajo: Varía según los parámetros, entre 05 a 35 Minutos.

Software: Arduino nano (uno)


Modulo Bluetooth: Hc-06

Sensor de ultrasonido: Hc-sr04

Peso del Brazo (Mecánico) Aproximadamente 3000 Gramos

Peso de la lámpara Aproximadamente 1000 Gramos

Peso de la base Aproximadamente 4000 Gramos

Peso total Aproximadamente 8000 Gramos

Material de la estructura Láminas de hierro y acero inoxidable

4.4 Funcionamiento

El prototipo se desarrolló para que su funcionamiento fuera sencillo y de fácil comprensión para

cualquier tipo de usuario:

Instalar previamente la App en el celular.

Se prepara la placa con la pintura que se desee aplicar.

Encender la máquina.

Realizar la conexión por medio del Bluetooh.

El usuario desde el celular escogerá el tipo de pintura y material, así mismo podrá agregar

más o menos minutos escogiente el tipo de onda a usar, por ejemplo si escoge la corta le dará

al usuario 5 minutos más de secado, este tipo de onda se usa es para un secado general sin

curado, si escoge la onda larga, esta dará 5 minutos más de secado, pero en una intensidad

mayor, ya que esta realiza un curado general disolviendo los solventes de la pintura.

Dependiendo de las opciones escogidas, el sensor de ultrasonido de la lámpara, detectara e

informara la posición óptima en la que se debe iniciar el secado, esta detección la realiza

mediante el encendido de un led verde y posterior apagado, para luego encenderse la

lámpara infrarroja e iniciar el proceso de secado, esto se dará a medida que manualmente se

va moviendo la máquina.

Cuando finalice el secado, se activara una alarma que informara al personal que lo está

manejando que el secado ya finalizo.

En ese único momento la lámpara automáticamente se apagara.

4.4.1 Diagrama de flujo del funcionamiento

Imagen 4. Diagrama de flujo. Fuente: Realizada los autores.

4.4.2 Circuitos, planos y diseños usados

4.4.2.1 Diseño Mecánico


Se diseñaron y ensamblaron todas las piezas mecánicas del mismo, esto en láminas de hierro, acero inoxidable y se le ensamblaron cuatro rudas para su movilidad.

Imagen 5. Lámpara real fabricada. Fuente: Realizada los autores.

4.4.2.2 Diseño Electrónico

Imagen 6. Conexión vía Bluetooth al Arduino. Fuente: http://hetpro-store.com/

Imagen 7. Fuente de Voltaje 220 VAC – 5VDC Fuente: Realizada por los autores

Imagen 7. Conexión sensor Ultrasonido al Arduino. Fuente: http://www.picuino.com/

Imagen 8. Control de potencia de la lámpara. Fuente: Realizada por los autores.

4.5 Aclaraciones de los verbos usados en los objetivos

Discriminar: Se refiere a una selección realizada por los autores, la cual arrojo ciertos resultados, los

cuales se ingresaron en la App a fin de que esta internamente según los parámetros escogidos

realice cierta actividad.

Componer: Se refiere a la realización desarrollo de un programa por medio de algún lenguaje de

programación.

Operacionalizar Se refiere a desarrollar, crear, realizar un dispositivo que realice cierta función.

4.6 Limitaciones

Esta máquina solo podrá realizar el proceso en pequeñas piezas, de más o menos 45 centímetros de ancho y 16 cm de largo.

Esta máquina se diseñó, específicamente para el curado y secado en partes de automóviles, mas no secara un automóvil completamente de una sola pasada. Así mismo se creó para prestar un servicio exprés, es decir para realizar un trabajo más eficaz en cuanto a tiempos.

4.7 Normas a tener en cuenta

4.7.1 Normas Astm

Evaluación Infrarroja de Equipos Eléctricos & Mecánicos según la Norma ASTM E1934


Esta norma genera las bases, para el adecuado uso de equipos que usan tecnología infrarroja, en la cual explica con detalle las responsabilidades del equipo infrarrojo, el asistente calificado que lo usa y el usuario final del equipo.

Para destacar se tiene:

El término "excepción" se utiliza para definir el componente anormalmente caliente o frío, ya sea mecánico o eléctrico

Excepciones eléctricas que son más cálidas de lo normal generalmente son causadas por el aumento de la resistencia eléctrica de conexiones sueltas o defectuosas, sobrecargas, desequilibrios, y componentes fallidos o defectuosos como fusibles, interruptores, etc. Las excepciones que son más frías suelen ser una indicación de un circuito abierto causado por un componente que ha fallado

Asistente calificado se define como la persona asignada por el "usuario final" que está bien informado de la operación y condición del equipo que se va a inspeccionar. El usuario final también debe ser conocedor de la historia de mantenimiento de los equipos

El "usuario final" se define como la persona que va a recibir el informe y será responsable de la aplicación de las recomendaciones del informe.

Esta norma hará que el usuario final asuma la responsabilidad de las medidas adoptadas sobre la base de los resultados de una maquina con lámparas de infrarrojos. [9]

Por lo anterior se concluye que se tuvo en cuenta esta norma, ya que se informara al usuario final todos los datos que identifiquen el equipo y la excepción señalada, junto con los datos apropiados que pueden tener un efecto sobre la interpretación de la excepción.

4.7.2 Tensión Von Mises

El criterio de máxima tensión de von Mises se basa en la teoría de von Mises-Hencky, también conocida como teoría de la energía de cortadura o teoría de la energía de distorsión máxima.

En términos de las tensiones principales s1, s2 y s3, la tensión de von Mises se expresa de la siguiente manera:

Imagen 9. Ecuación Tensión Von Mises. Fuente: http://help.solidworks.com/

La teoría expone que un material dúctil comienza a ceder en una ubicación cuando la tensión de von Mises es igual al límite de tensión. En la mayoría de los casos, el límite elástico se utiliza como el límite de tensión. [10]

4.7 Carga crítica

El estudio teórico del Pandeo, que es debido a Euler, se planteó como un estudio de equilibrio. Así, si se tiene una pieza sometida a una fuerza N de compresión y se encuentra en equilibrio, posición (1), su equilibrio podrá ser: ESTABLE, INESTABLE o INDIFERENTE.

Imagen 10. Carga critica de Euler. Fuente: http://ocw.usal.es

El que una pieza dada adopte uno u otro tipo de equilibrio, va a depender del valor de la carga N de

compresión a la que se le someta. Se denomina: CARGA CRÍTICA (Ncr): “al valor de la carga N de

compresión que hace que se alcance el EQUILIBRIO INDIFERENTE”

Así pues se tendrá:

• si N = Ncr → Equilibrio Indiferente

• si N < Ncr → Equilibrio Estable

• si N > Ncr → Equilibrio Inestable

Naturalmente se deberá hacer trabajar a las piezas con N < Ncr, para que se encuentren

Siempre en equilibrios estables. [11]

4.8 Factor de seguridad

FACTORES DE SEGURIDAD

Si se tiene que evitar una falla estructural, las cargas que una estructura es capaz de soportar deben ser mayores que las cargas a las que se va a someter cuando este en servicio. Como la resistencia es la capacidad de una estructura para resistir cargas, el criterio anterior se puede replantear como sigue: la resistencia real de una estructura debe ser mayor que la resistencia requerida. La relación dela resistencia real entre la resistencia requerida se llama factor de seguridad. [12]

Imagen 11. Ecuación Factor de Seguridad. Fuente: https://es.scribd.com/doc/51130593/factor-de-seguridad-y-cargas-admisibles

http://ocw.usal.es/


En nuestro caso después de consultar en un documento muy similar al realizado, este en Ecuador, tendremos en cuenta sus cálculos de los factores anteriores, como la Tensión de Von Misses, la carga crítica y el factor de seguridad, sin que esto se traduzca en un plagio del proyecto, sino en tener en cuenta estos cálculos ya realizados y pasados por la aprobación de esta Universidad.

Carga crítica 210 N.

Factor de seguridad 3.48

Tensión de Von Mises 132.7 Mpa

Factor de seguridad 2.02 [13]

5. Comparación y aprobación de resultados

La realización de las pruebas, para la aprobación de los técnicos del taller se usó la Lámpara Marca

Spanessi Modelos SP 602032 y SP 602031, la cual cuenta con las siguientes características:

Imagen 12. Características lámpara Spanessi. Fuente: www.spanesi.es/cat_equipos_anexo

5.1 Tabla de datos según pruebas y mediciones realizadas

Prueba Lámpara 1 Referencia SP602032 Marca Spanesi

Voltaje 235 Volts.

Potencia 1050 Watts.

Tipo de pintura aplicada Onda Corta Onda Larga

Fondo o aparejo 10 Minutos NA

P. Base de agua 5 Minutos NA

P. Base Bicapa - Barniz 20-25 Minutos 5 Minutos

P. Base Monocapa (Poliéster) 20-25 Minutos 5 Minutos

Tabla 1. Prueba de tiempos de acuerdo al tipo de pintura aplicada. Realizado por los autores

Tipo de Material Distancia Optima

Metal 60 – 70 Cm

Plástico 70 – 80 CM

Tabla 2. Prueba de distancia de acuerdo al tipo de material. Realizado por los autores.

Prueba Lámpara 2 Referencia SP602031 Marca Spanesi

Voltaje 110 Volts.

Potencia 600 Watts.


Aparejo 15 Minutos NA


P. Base Bicapa – Barniz 30-35 Minutos 8 Minutos

P. Base Monocapa (Poliéster) 30-35 Minutos 8 Minutos

Tabla 3. Prueba de tiempos de acuerdo al tipo de pintura aplicada. Realizado por los autores


Metal 50 – 60 Cm


Tabla 4. Prueba de distancia de acuerdo al tipo de material. Realizado por los autores.

Lámpara Realizada por los autores

Voltaje 235 Volts.

Potencia 1500 Watts.


Aparejo 10 Minutos NA


P. Base Bicapa – Barniz 22 Minutos 5 Minutos

P. Base Monocapa (Poliéster) 22 Minutos 5 Minutos

Tabla 5. Prueba de tiempos de acuerdo al tipo de pintura aplicada. Realizado por los autores.



Metal 60 – 70 Cm


Tabla 6. Prueba de distancia de acuerdo al tipo de material. Realizado por los autores

Como consecuencia de lo anterior, vemos que se realizaron pruebas con los mismos tipos de pintura,

materiales y onda, obteniendo un resulta dentro de los rangos de menos del 5% de error comparada

con la lámpara tradicional usada en el taller automotriz.

6. Innovación del Prototipo desarrollado vs sistemas comerciales actuales.

El prototipo desarrollado presenta muchas bondades si se le compara con otros en el mercado, ya

que una maquina similar oscila entre los dos a tres millones de pesos colombianos y la realizada está

generando un ahorro de más de 20% de este valor, esto le hará más accesible económicamente por

haber usado un software libre, y dado que la fabricación de esta fue totalmente realizada por los

autores, no se compraron piezas de tipo mecánico que no fueran totalmente necesarias.

Esto en muy beneficioso para la industria automotriz, sobre todo para aquellos pequeños talleres que

tal vez usan técnicas muy rusticas o poco convencionales, dado el costo que tendrían que asumir al

adquirir un sistema como este en el mercado.

7. Elementos electrónicos usados

8.1 Sensor de Proximidad

Un sensor de proximidad es un dispositivo que detecta objetos o señales que se encuentran cerca del

elemento sensor, de esta forma los interpreta y lo transforma en una indicación diferente.

Existen varios tipos de sensores de proximidad según el principio físico que utilizan. Los más

comunes son los interruptores de posición, los detectores capacitivos, los inductivos y los

fotoeléctricos, como el de infrarrojos [14].

El sensor usado es el Sensor de Distancia de Ultrasonido HC-SR04, es un sensor de distancias por

ultrasonidos capaz de detectar objetos y calcular la distancia a la que se encuentra en un rango de 2

a 450 cm. [15].

El sensor funciona por ultrasonidos y contiene toda la electrónica encargada de hacer la medición. Su

uso es tan sencillo como enviar el pulso de arranque y medir la anchura del pulso de retorno. De muy

pequeño tamaño, el HC-SR04 se destaca por su bajo consumo, gran precisión y bajo precio por lo

que está reemplazando a los sensores polaroid en los robots más recientes.

De fácil uso y programación con las placas de Arduino y micro controladores.

Características:

* Dimensiones del circuito: 43 x 20 x 17 mm * Tensión de alimentación: 5 Vcc

* Frecuencia de trabajo: 40 KHz * Rango máximo: 4.5 m

* Rango mínimo: 1.7 cm * Duración mínima del pulso de disparo (nivel TTL):

10 μS. * Duración del pulso eco de salida (nivel TTL): 100-

25000 μS. * Tiempo mínimo de espera entre una medida y el

inicio de otra 20 mS. [16]

8.2 Modulo Bluetooth

Hace ya un tiempo se dispone de módulos BlueTooth sencillos y económicos, que resultan muy

prácticos, los más frecuentes en el mercado son los módulos HC-06 y HC-05, que su ventaja es lo

económico que se adquieren en el mercado. [17]

En nuestro caso se usó la referencia Hc-06, este módulo utiliza el protocolo UART RS 232 serial. Es

ideal para aplicaciones inalámbricas, fácil de implementar con PC, micro controlador o módulos

Arduinos. [18]


Características

* Compatible con el protocolo Bluetooth V2.0. * Voltaje de alimentación: 3.3VDC – 6VDC.

* Voltaje de operación: 3.3VDC. * “Baud rate” ajustable: 1200, 2400, 4800, 9600,

19200, 38400, 57600, 115200. * Corriente de operación: < 40 mA

9. Conclusiones

Su desarrollo fue muy interesante, ya que generamos un nuevo conocimiento, al desarrollar la parte

digital del mismo con algo totalmente nuevo para nosotros en programación, como lo es el Arduino.

Este contribuyó a que el desarrollo del mismo fuera más atractivo al desarrollar en nosotros el

autoaprendizaje.

Se creó desde una perspectiva tecnológica diferente, como se puede contribuir al desarrollo de la

pequeña y mediana empresa en nuestro país, capaz de competir con calidad con las grandes

empresas automotrices actuales.

10. Referencias

[1] Mapfre. (Febrero 2012) Introducción al proceso de pintado de vehículos. Available:

http://www.mapfre.com/ccm/content/documentos/cesvimap/ficheros/CFPreparacionSuperficies

EXTRACTO.pdf

[2] Las pinturas (Febrero 2012) Curado en las pinturas Procesos de curado. Available:

http://www.las-pinturas.com/secado-de-la-pintura.html.

[3] Acatec Instalaciones de Pintura S.L. (Julio 2015) Hornos de secado. Available:

https://www.acatec.net/hornos-de-secado-en-continuo

[4] Esi2 (Octubre 2010). Modelado de Secaderos Rotatorios en Isocorriente. Available:

http://www.esi2.us.es/~rubio/RIAI_09_vol6_num4.pdf

[5] Philips (Enero 2016) Lamparas de Infrarrojos. Available: http://www.philips.es/c-

p/HP3614_01/lampara-de-infrarrojos

[6] Equipo Automotriz Javaz (Julio 2013). Hojalateria y pintura. Available:

http://equipoautomotrizjavaz.com/hojalateria-y-pintura/lamparas-de-infrarrojo/li3pj.php

[7] Proveaire (Mayo 2014). Lámpara infrarroja. Available: http://www.proveaire.com/Website/241-

secado-de-pintura.html

[8] Sesvi Colombia (Febrero 2015) Cuanto antes mejor. Available: www.cesvicolombia.com

[9] IR Predictiva (Septiembre 2014) Evaluación Infrarroja de Equipos Eléctricos & Mecánicos

según la Norma ASTM E1934. Available: http://ir-predictiva.com/astm_e1934.php

[10] Solid Works (Marzo 2016). Criterio de máxima tensión de von Mises. Available: http://help.solidworks.com/2010/spanish/SolidWorks/cworks/LegacyHelp/Simulation/Checking_stresses/prot_vonm.html

[11] Ocw Usal (Febrero 2015) Resistencia de materiales. Available: http://ocw.usal.es/ensenanzas-tecnicas/resistencia-de-materiales-ingeniero-tecnico-en-obras-publicas/contenidos/Tema10-Pandeo.pdf

[12] Scribd ( Octubre 2015). Factor de seguridad y cargas admisibles. Available: https://es.scribd.com/doc/51130593/factor-de-seguridad-y-cargas-admisibles

[13] Repositorio (Mayo 2012) Diseño y construcción de un secador infrarrojo de pintura automotriz comandado electrónicamente. Available: http://repositorio.espe.edu.ec/bitstream/21000/7183/2/T-ESPEL-MAI-0437-P.pdf

[14] Ingeniero Vizcanino (Abril 2015) Sensores. Available:

http://ingenierovizcaino.com/ecci/eei/sensores/100%20diapositivas%203%20sensores.pdf

[15] Electronilab. (Julio 2016) Sensor de Distancia Ultrasonido HC-SR04. Available:

www.electronilab.co/tienda/sensor-de-distancia-de-ultrasonido-hc-sr04/

[16] Micropik (Marzo 2013). Ultrasonic Ranging Module HC - SR04. Available:

www.micropik.com/PDF/HCSR04.pdf


[17] Olimex (Enero 2016). LUETOOTH-SERIAL-HC-06. Available:

www.olimex.com/Products/Components/RF/BLUETOOTH-SERIAL-HC-06/resources/hc06.pdf

[18] Prometec (Noviembre 2015). MÓDULO BLUETOOTH HC-06. Available: www.prometec.net/bt-

hc06/

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