REINGENIERÍA DEL DESARROLLO CONSTRUCTIVO DE DESHIDRATADORES SOLARES MÓVILES

El diseño mecánico es la rama de la ingeniería, que se encarga de proporcionar una o varias soluciones para definir un producto de forma que satisfaga los requisitos y restricciones establecidas por el problema en cuestión. Algunas de las aristas bajo las cuales se puede formular un proceso de diseño son: funcionalidad, propuesta de valor, estructura, seguridad y especiales, siendo estos conceptos, los que estarán intrínsecamente desarrollados como base teórica en esta aplicación.En el presente trabajo se realiza un análisis crítico de los componentes constructivos de deshidratadores solares móviles en cuanto a análisis estructural, componentes y materiales opcionalesPreliminarmente, se realiza un análisis estadístico de la tendencia de producción actual de deshidratados nacionales con el objetivo de transparentar la oportunidad de insertar estos prototipos deshidratadores en el mercado. Se identifica que el escenario actual de la producción de deshidratados, obedece al comportamiento del escenario optimista modelado en el año 2010 desde la ODEPA con una desviación porcentual de 1,12% al año 2016, esto permite observar una predicción casi exacta de la situación actual en cuanto a producción y ventas. Producto de esto, es que se entregan 3 alternativas para producción de deshidratados según la oportunidad de negocio visualizada por el cliente: deshidratados de mayor valoración, deshidratados de mayor producción y aquellos cuyo valor monetario se encuentra en alza.Se entrega una modelación de estabilidad estructural estática de las situaciones actuales de trabajo para ambos deshidratadores. Se identifican factores de seguridad de 2,21 para el deshidratador CDS y un factor de seguridad de 3,31 para el Deshidratador Unifamiliar en su situación de carga más desfavorable. Junto con esto se adopta una visión crítica- general en cuanto a los componentes y materiales estructurales utilizados en ambos prototipos, identificando el sobredimensionamiento en perfiles metálicos de ambas estructuras metálicas, nueva alternativa de fabricación para piso, elevados costos de adquisición para aislantes y principio de recirculación con pérdidas teóricas de calor para ambos deshidratadores.Mediante una matriz de decisiones, se extraen los modelos finales operacionales propuestos; CDS obtiene una reducción de peso de 62,1%, factor de seguridad corregido de 1,22 entregando una reducción de costo en la fabricación de su estructura metálica en un 53,6%. El costo total por conceptos de materiales de fabricación, se ve reducido en un 16,2% respecto del actual. DSU obtiene; una reducción de peso del 21,9%, factor de seguridad de 2,17 entregando una reducción de costo en la fabricación de su estructura metálica en un 47,8%.Junto al estudio se entregan propuestas experimentales potencialmente factibles tanto económica como técnicamente en cuanto a la aislación. A través de la nueva propuesta de aislantes a base de cajas Tetra pak (k= 0,0853 [°C/W]), se dimensiona teóricamente su funcionalidad obteniendo un factor de coeficiente de conductividad térmica de 1,25 [°C/W] para una composición de 12 planchas de Tetrapak mas una interface de policarbonato alveolar y planchas de zinc-alum igualando las características aislantes de las planchas instapanel. A modo de prototipo, se entrega un aislante formado por 2 planchas de cajas Tetra pak más interface de policarbonato alveolar de 4 [mm] cuyo costo es un 8% mayor a la adquisición de la tecnología Instapanel, con el objetivo de realizar pruebas experimentales de aislación de calor y contribuir al reciclaje de materiales.
 Mechanical Design is an engineering branch that provides solutions for a product to define it in a way that satisfies the requirements and restrictions by the whole problem about. The edges under which a design process can be formulated are: functionality, value proposition, structure, security and specials, being these concepts, which will be intrinsically developed as a theoretical basis in this application.In the present thesis work a critical analysis of the construction components, under the line of mobile solar dehydrators, is carried out in terms of structural analysis, components and optional materials.Preliminarily, a statistical analysis of the current production trend of national dehydrated products is carried out, with the aim of making transparent the opportunity to insert these dehydrating prototypes in the agrarian technology market.It’s identified that the current scenario of dehydrated production, obeys the optimistic scenario modeled by a consultancy service offered to SOAP (Study Office of Agrarian Policy, Chile) exemplified in the year 2010 with a percentage deviation of 1,12% to the 2016’s dehydrators situation. This can allows to observe an almost exact prediction of the current situation in terms of production and sales. In that way, 3 alternatives for dehydrated production are presented according to the business opportunity visualized by the customer: dehydrated of higher valuation, dehydrated of higher production and those whose monetary values are rising.A static structural stability model of the current work situations for both dehydrators is exposed. Safety factors of 2.21 are identified for the CSD (Container Solar Dehydrator) and 3.31 for the USD (Unifamiliar Solar Dehydrator) in the worst case load situation. Along with this, a critical-general view is adopted regarding the structural materials and components used in both prototypes, identifying the oversizing in metallic beams for both metallic structures, new alternative for floor manufacturing, high acquisition cost for insulators and theoretical heat losses by the recirculation principle on both dehydrators.Through a decisions matrix, the proposed operational final models are extracted; CSD obtains a weight reduction of 62,1%, corrected safety factor of 1,22, providing a cost reduction on their steel frame manufacture by 53,6%. The total cost for manufacturing materials is reduced by 16,2% compared to the current one. DSU obtains; a weight reduction of 21,9%, safety factor of 2,17 and a cost reduction on the metal structure by 47,8%.Along with the study, some experimental proposals are presented; which are technical and economically feasible regarding isolation. One of these proposals is based on Tetra Pak (k= 0,0853 [°C/W]), consisting of a 12-Tetra Pak coat configuration, a polycarbonate alveolar interface and two zinc-aluminum coats. Its performance has been theoretically measured, resulting in a thermal conductivity of 1,25 [°C/W], which equals isolating characteristics of Instapanel cover. As a prototype, a configuration consisting of 2-Tetra-Pak coat configuration is described, having reached a cost 8% higher than that of Instapanel solution. This proposed prototype is tested in order to determine its thermal isolation and recycling contribution properties.