1. Estudiantes: Alejandro Orjuela. 233458
Hugo Esteban Barrero Mora. 232581
Director: Ing. Juan Edilberto Rincón Pardo.
MAQUINA LAVADORA PARA BOYAS
DE PISCINA
Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica
Línea de Investigación, Innovación y Desarrollo Tecnológico
XXIV MUESTRA DE MÁQUINAS Y PROTOTIPOS

2. ANTECEDENTES Y FUNDAMENTACIÓN
Se investigó en la base de datos de las universidades en Colombia y se encontraron
algunos diseños de maquinas que llevan por nombre: Diseño y cálculo de un túnel de
lavado y secado de canecas y tapas plásticas para los Alpes Industrias Alimenticias S.A,
Diseño y cálculo de una máquina lavadora de bloques de motores diesel y gasolina de
hierro colado, Diseño y cálculo de una lavadora en enjuagadura de botellas, Diseño y
cálculo de una máquina lavadora, exprimidora secadora de rodillos y de una máquina
volteadora de láminas de hojalata para el proceso litográfico de la fábrica de tapas
cervecería de Bogotá, Bavaria S.A.., Cálculo y diseño de una lavadora, esterilizadora
secadora de diferentes tipos de cestillos plásticos "Productos Lácteos el Recreo",
Cálculo y diseño de una máquina lavadora de botellas.
No se encontró ningún diseño que realizara el lavado de los carriles flotantes para
piscinas.
FINANCIADOR: Compensar.
VALOR DEL PROYECTO: 7’000 000
TIEMPO DE DESARROLLO: 7 meses.

3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Compensar cuenta actualmente con 78 carriles flotantes, de los cuales: 65 son utilizados
en las diferentes piscinas, y los restantes se mantienen en stock. Estos deben ser
lavados en promedio cada 20 días, dependiendo del grado de suciedad que posean. Por
lo tanto, cada día se deberían lavar en promedio 3 carriles flotantes.
Actualmente este lavado se lleva a cabo a mano; generando costos innecesarios en
mano de obra, Químicos y lo que es mas importante:
Agua.
El lavado que se desarrolla actualmente en Compensar, se realiza de forma manual e
ineficiente. Las etapas que comprende el lavado son las siguientes: primero se realiza un
remojo en solución desengrasante durante un tiempo determinado, posteriormente se
realiza el fregado de las superficies de los flotadores y donas para quitar la suciedad y
por ultimo tenemos el enjuague con agua potable.
Los consumos de Tiempo; Dinero y Químicos para la limpieza son Exagerados:
TIEMPO: 180 HORAS/MES
COSTOS (MANO DE OBRA, AGUA, QUIMICOS): 1’120 000 / MES.

4. REQUERIMIENTOS DEL CLIENTE
LOS PRINCIPALES REQUERIMIENTOS DEL CLIENTE Y PARA LOS CUALES FUE
DISEÑADA LA MAQUINA SON:
1. DISEÑO DE UNA MAQUINA LAVADORA PARA BOYAS DE PISCINA QUE
GARANTICE LA LIMPIEZA DE LOS CARRILES.
2. MEJORAR EL TIEMPO DE LAVADO PARA LOS CARRILES; QUE ACTUALMENTE
ES DE 2 DIAS POR CARRIL.
3. QUE LA MAQUINA UTILICE DE MANERA EFICIENTE EL AGUA, VAPOR Y
DETERGENTE QUE SUMINISTRA LA EMPRESA.
4. BAJO IMPACTO AMBIENTAL.

5. ANÁLISIS DE LA COMPETENCIA (BENCHMARKING)
A nivel internacional se cuenta con empresas dedicadas al desarrollo de maquinaria para
el lavado de metales, envases plásticos, envase de vidrio, alimentos, farmacéutica,
instrumental médico y odontológico, vehículos, piezas mecánicas entre otros. Estas
empresas diseñan sus maquinas con diferentes sistemas de limpieza de acuerdo a la
aplicación que se requiera, estos son: sistema de limpieza “in situ” (CIP), sistema de
lavado mecánico, limpiezas por ultrasonido, limpiezas por pulverización a presión,
sistema de limpieza manual con cepillos o elementos similares y sistema de limpieza en
seco.
No se encontró ningún diseño (especifico) que realizara el lavado de los
carriles flotantes para piscinas.

6. DIAGRAMA DE DESCOMPOSICIÓN FUNCIONAL

7. GENERACIÓN DEL CONCEPTO
Inicialmente se pensó en realizar una olla de lavado para solucionar el problema, esta
olla se veía así:
*Pero presentaba varios inconvenientes:
Mucho Volumen.
Consumo de Material.
Peso Exagerado en los soportes.
Lavado no muy exhaustivo.

8. GENERACIÓN DEL CONCEPTO
Después de un análisis de costos, del sitio, de la disponibilidad de vapor se decidió hacer el
proceso mediante un túnel de lavado que utiliza vapor a presión proveniente de la caldera, que
sale de una tubería a presión por medio de unas boquillas y agua con detergente que recircula
mediante una bomba hidráulica:

9. DESARROLLO DE LA IDEA
Durante el proceso de diseño y de desarrollo de la idea se nos presentaron innumerables
inconvenientes, ente los cuales se puede mencionar:
• El Material debía ser Acero Inoxidable en muchas de las piezas ya que se tenia que manejar el
vapor.
• El tanque de agua debía tener un soporte y una resistencia no solo de sus materiales y soporte
necesario para cuando estuviera lleno; sino también
había que evitarse el pandeo del tanque.
• El Carrete tenia que poseer un sistema de tracción
de los carriles que garantizara el mismo intervalo
para cada tramo del separador.
• La Estructura debía poder soportar tanto el peso
Del túnel de lavado con la tubería, como el peso del
Tanque y las fuerzas externas normales para esta
labor.

10. PRESENTACIÓN DE LAALTERNATIVA DE DISEÑO DOMINANTE Y
JUSTIFICACIÓN
La alternativa dominante por Costos, Resistencia de Materiales, Análisis de Elementos
Finitos, Manufactura; fue la maquina Lavadora de Boyas de piscina tipo túnel; que
aparece a continuación:

11. GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DEL PRODUCTO
Este Diseño Fue Generado Siguiendo las normas de diseño internacionales y para su trazado se
utilizo el programa INVENTOR, SOLID WORKS, SOLID EDGE; Sólidos de donde salieron
los planos de Fabricación que fueron editados en AutoCAD.
Para probar el diseño se utilizó los programas como: ANSYS y COSMOS. De donde se
encontraron las fallas en el diseño inicial y se modificaron algunos soportes y dimensiones en
Tanques de almacenamiento y la estructura general.

12. DESCRIPCIÓN DE LA MÁQUINA
Las dimensiones generales de la maquina son: Alto: 1.67M. Ancho: 0.62M Largo: 1.20M.
Estas son las dimensiones del Túnel de Lavado.
La Maquina que proporciona tracción es uno de los carriles ya existentes en compensar;
rotado mediante el mecanismo que se ve en el video.
El Material de los tanques principales que estamos usando ha sido lamina de acero
inoxidable de varios calibres: 14, 16, 20.
Esta Maquina es una maquina diseñada para soportar presiones de vapor, de agua y las
fuerzas normales que genera el uso para el cual fue creada.

13. APORTE Y VALOR SOCIAL DEL DISEÑO
El principal aporte de este diseño de maquina es que no existe en Latinoamérica una
maquina que realice este tipo de tarea.
Esta maquina aporta una nueva tecnología al país y representa un beneficio social en el
sentido mas amplio ya que, con este desarrollo los operarios podrán usar su tiempo
de manera mas eficiente en tareas menos rutinarias y de mayor capacidad
intelectual, lo que se verá reflejado en un mejor estilo de vida para los trabajadores
de compensar.

14. ANÁLISIS ECONÓMICO
Para Este Análisis lo mejor que podemos hacer es una tabla que describa los dos procesos el
Manual y con el Túnel de Lavado.
Manualmente
Por Mes.
Túnel de Lavado
Por Mes.
Tiempo
Costo de Tiempo:
180 horas
$ 618 750 (smmv)
45 horas.
$ 5 100 (16.78KW)
Agua Potable
Costo de Agua:
70 000 lt.
$ 370 000
14 000 lt.
$ 74 000
Químicos (Remobase) 160 lt
$ 113 000
102 lt.
$ 72 000
SUMAS: $ 1’101 750. $ 151 100
*El Costo de la entalpia de vapor no se agrega por que faltan algunos datos

15. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
*Se puede ver que financieramente este proyecto es rentable ya que en tan solo 8
meses ya estará ahorrando dinero a sus compradores (la empresa compensar).
*Esta maquina esta diseñada para trabajar bajo las condiciones especificadas por sus
diseñadores en el manual de usuario; debe ser operada por un operario que haya
leído dicho manual y tenga en cuenta todas las instrucciones.
*No requiere un curso de manejo.
*Se debe Manipular teniendo en cuenta el uso de guantes, overol y botas de caucho.

16. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y HERRAMIENTAS DE
INGENIERÍA EMPLEADAS
• ROBERT L NORTON, Diseño de Máquinas. Primera Edición 1999
• BEER AND JOHNSTON, Ferdinand P. Mecánica de materiales. Bogotá.1993
• YUNUS A. CENGEL. Transferencia de calor. McGraw-Hill Interamericana
• TRUJILLO MEJIA, Raúl Felipe. Seguridad ocupacional. Bogotá 2004.
• SERWAY, Raymond. Física. México. 1999.
• MARKS, Manual del ingeniero mecánico. México.1999.
• FREDERICK, Julian R. Ultrasonic Engineering. U.S.A. John Wiley &Son. Inc.1965
P. 117
• INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TECNICAS. Normas colombianas para
la presentación de trabajos de investigación. Quinta actualización. Bogotá D.C.
2003
• Inventor 2007 y Autocad 2008.
• Solid Edge 2008. (Versión Académica y Versión Comercial)
• Solid Works 2008.

17. ¿PREGUNTAS?

18. GRACIAS POR SU
ATENCIÓN