Proyecto Final

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INSTITUTO DE EDUCACION TECNOLOGICO PÚBLICO “CARLOS CUETO FERNANDINI”
 Pionero en la Formación Tecnológica 
Área de Metalurgia
Proyecto de Investigación Tecnológica 
“DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN HORNO PARA EL SECADO DE ARENA EN EL IESTP CCF-COMAS”
Chipayo Obregón Julio, Farro Tineo Manuel, Figueroa Vázquez Keyla, Gabriel Noreña Braice, Headrington Vizarreta Jeffrey, Masa Ayala David, Rodríguez Carrión Annie
 
Unidad Didáctica: Proyecto de Investigación 
Docente: Blanca Rosa Bazán Hidalgo 
Lima-Perú
2020
DEDICATORIA 
Este presente trabajo esta dedicado a Dios por hacer posible que el proyecto pueda culminar, a mis padres por el apoyo y esfuerzo que nos brindan asimismo a los profesores involucrados en este proyecto gracias por su tiempo y dedicación. 
Índice 
I.	Título	4
II.	Planteamiento del Estudio	5
2.1 Diagnóstico e Identificación de la Problemática	5
2.2 Formulación del Problema General y Especifico	7
2.2.1 Problema General	7
2.2.2 Problema Específico	7
2.3 Identificación del Objeto de la Investigación	7
2.4 Identificación del Campo Específico de la Investigación	8
2.5 Formulación de Objetivos	8
2.5.1 Objetivo General	8
2.5.2 Objetivo Específico	8
2.6 Formulación de Hipótesis	9
2.6.1 Hipótesis General	9
2.6.2 Hipótesis Específicas	9
III.	MARCO TEORICO CONCEPTUAL	10
3.1 Estado de Arte- Antecedentes de Estudio	10
3.1.2 Antecedentes Nacionales	10
3.1.3 Antecedentes Internacionales	13
3.2 Elaboracion del Modelo Teórico Conceptual:	17
3.2.1 Horno	17
3.2.1.1 Definición	17
3.2.2 Funcionamiento de un Horno Secador de Arena	18
3.2.3 Partes de un Horno Rotativo para el Secado de Arena	20
3.2.4 Sistemas de Transmisión en Hornos Rotatorios	23
3.2.5 Características del Secado Rotativo	27
3.2.6 Ventajas del Secado Rotativo	28
3.3 Secado de Arena	28
3.3.2 Teoría del Proceso de Secado	30
3.3.3 Definición de Arena	32
3.3.4 Tipos de Arena	34
3.3.5 Descripción del Proceso de Secado	35
3.3.6 Temperaturas para el Secado de Arena	35
3.3.7 Mecánica del secado	36
3.3.8 Clasificación de los Secadores	37
3.3.9 Transferencia de Calor	42
3.3.10 Evaporización del agua existente en el interior del Horno Secador	44
3.4 Definición de Términos Básicos	44
3.5 Propuesta Tecnológica	45
IV.	MARCO METODOLOGICO	46
4.1 Tipo y Diseño de Investigacion	52
4.2 Población y muestra	53
4.3 Operacionalización de las Variables	54
4.4 Técnicas e instrumentos de Recolección de Datos	55
4.5 Técnicas de procesamiento y Análisis de Datos	56
4.6 Elaboración del modelo cuantico	56
V.	ASPECTO ADMINISTRATIVO	57
5.1 Asignación de Recursos	57
5.2 Inversión, Presupuesto o Costo del Proyecto	58
5.3 Cronograma de Acciones	59
VI.	BIBLIOGRAFIA	60
VII.	ANEXOS	61
Índice de Figuras 
Figura 1 Cámara de secado de un Horno Rotatorio	20
Figura 2 Dispositivos elevadores	21
Figura 3 Lanzallamas de un Horno Secador de Arena	22
Figura 4 Partes de un Lanzallamas	23
Figura 5 Secador continuo de tipo túnel	39
Figura 6 Secador de bandejas	40
Figura 7 Secadores que puede emplear la Arena	41
Figura 8 Conducción de Calor	43
Figura 9 Convección Forzada	43
Figura 10 Sistema de evaporización del agua en el interior del horno secador	44
I. Título
“DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN HORNO PARA EL SECADO DE ARENA EN EL IESTP CCF-COMAS”
II. Planteamiento del Estudio
2.1 Diagnóstico e Identificación de la Problemática
Con los años la tecnología ha ido creciendo y modernizándose de una manera vertiginosamente. En el mundo del secado se consideran “caballos de batalla” a las secadoras de arena rotatorias, puesto que se las utiliza en una amplia gama de industrias, actualmente a nivel Mundial los secadores rotativos se usan mayoritariamente en la industria de minerales, para el secado de arena, piedra caliza y piedras naturales, es aquí donde radica la importancia de esta máquina siendo su principal objetivo disminuir el contenido de agua. 
 La actividad minera en América Latina se ha dado en zonas conocidas por su tradición de extracción como Chile, Perú, México y Argentina. Los principales productos extraídos en estos países incluyen el cobre, el carbón, el níquel, el oro, la plata, así como materiales de construcción como la arena.
Asimismo, no se ha logrado implementar de forma eficiente el proceso de secado en algunas empresas que radican en esto, tal es como la empresa Gustavo Machín Hoed De Beche debido a la falta de instrumentos de mediciones, la reducción del consumo de portadores energéticos y la optimización de sus procesos inciden considerablemente en la eficiencia de los diferentes equipos e instalaciones que la componen.
En el Perú la energía solar es el recurso energético con mayor disponibilidad en casi todo el territorio peruano. Actualmente el secado de arena se realiza por medio de la exposición del material al sol y consiste en expandir la arena manualmente en una superficie amplia y uniforme para que la energía en forma de calor transferida por el sol evapore el exceso de humedad presente, este proceso puede durar varias horas y el tiempo que toma secar la arena depende principalmente del comportamiento climatológico de la zona, lo que lleva a que en algunas ocasiones el clima no sea el adecuado para este tipo de proceso, por lo tanto los tiempos de producción hacen que este proceso sea ineficaz. En muchos procesos industriales, el secado es habitualmente la etapa final de una serie de operaciones, el cual se puede definir como un proceso de transferencia de calor y masa entre un sólido húmedo y el medio calorífico utilizado para secarlo. 
En el IESTP Carlos Cueto Fernandini, en el Taller de Metalurgia los estudiantes llevamos diferentes cursos entre los cuales está el curso de Laboratorio de Arenas al momento de hacer nuestras prácticas nos dimos cuenta de que no todos los compañeros podían trabajar de acuerdo a lo indicado, ya que se empleaban cocinillas eléctricas para el secado de la arena, la problemática aquí es de que las cocinillas eléctricas se encuentran en un estado de deterioro y de la cantidad que había no todas funcionaban y ya no tenían uso, de modo que no todos los compañeros hacían sus prácticas de la misma manera, ya que las cocinillas eléctricas alcanzaban para 10 personas como mínimo y no alcanzaba para el resto.
En el Taller de Metalurgia no contamos con un Horno para el Secado de Arena, por lo que presenta deficiencias a la hora de hacer una práctica. Al implementar el horno ayudaría mucho al Taller de Metalurgia ya que no solo cumple la función de secar la arena sino también de tamizarla y desinfectarla tres procesos en uno, a lo que ahorraríamos tiempo y todos los estudiantes de dicha carrera estudiada podrán trabajar correctamente en el tiempo dado.
2.2 Formulación del Problema General y Especifico 
2.2.1 Problema General
Debido a la carencia de un Horno para el Secado de Arena en el IESTP CCF los alumnos de la Especialidad de Metalurgia no desarrollan sus actividades eficientemente.
2.2.2 Problema Específico
· Ausencia de un Horno Secador y mezclador de Arena para el proceso de moldeado. 
· Resultados no óptimos en el proceso de Secado de la Arena. 
2.3 Identificación del Objeto de la Investigación
En el Módulo de Laboratorio de Arenas se presenta escases de cocinillas eléctricas para el buen desarrollo de nuestras prácticas, causando baja eficacia y pérdida de tiempo, por tal motivo el objeto consiste en implementar un Equipo de Secación para el secado de Arenas. 
2.4 Identificación del Campo Específico de la Investigación
El Horno para el Secado de Arena a ser utilizado en el Taller de Metalurgia en el IESTP Carlos Cueto Fernandini. 
2.5 Formulación de Objetivos 
 	
2.5.1 Objetivo General
Diseñar e Implementar un Horno para el Secado de Arena en el IESTP Carlos Cueto Fernandini. 
2.5.2 Objetivo Específico
· Diseñar el horno para el Secado de Arena cumpliendo con los parámetros establecidos por el Jefe de Área de la Especialidad de Metalurgia en el instituto Carlos Cueto Fernandini.
· Construir o adquirir un generador de calor(quemador) con el fin de que trabaje por varias horas con un consumo eficiente de gasolina, glp, diésel, electricidad o biocombustible en el instituto Carlos Cueto Fernandini.
2.6 Formulación de Hipótesis 
2.6.1 Hipótesis General 
Si se implementa el Horno para el secado de Arena en el Taller de Metalurgia entonces se mejorará el desarrollo eficientemente en las prácticas de los alumnos en el IESTP CCF”.
2.6.2 Hipótesis Específicas
· Si se implementa el Horno para el Secado de Arena entonces se obtendrá mejores resultados en el proceso de secado. 
· Si el funcionamiento del Horno es óptimo entonces los alumnos podran trabajar de manera satisfactoria. 
III. MARCO TEORICO CONCEPTUAL 
3.1 Estado de Arte- Antecedentes de Estudio 
3.1.2 Antecedentes Nacionales
a. AUTOR: Linares Cornejo (2016)
TITULO: Proyecto de Implementacion de un Horno Hoffman y un Secador Artificial para atender la demanda de la Region Arequipa por la Ladrillerra el Diamante SAC “LADISAC”
RESUMEN: Este trabajo de investigación está compuesto por cuatro capítulos, en los cuales se fragmentan las etapas de la investigación las cuales serán explicadas a continuación. En el Capítulo Primero Planteamiento Teórico y Aspectos Metodológicos de la Investigación, va desde la identificación del problema, se le describe, se justifica, se establecen las variables, se determina el marco teórico hasta llegar a la Hipótesis para concluir con el Planteamiento Operacional. En el Capítulo Segundo, se incluyen los Antecedentes y la Promoción del Proyecto, se hace un diagnóstico del sector, contiene los antecedentes de la industria de la construcción y también el análisis de la oferta y demanda; así como el mercado del proyecto, determinando la demanda insatisfecha y sus respectivas proyecciones. En el Tercer Capítulo se describe el Tamaño, Localización e Ingeniería del Proyecto, se efectúan todas las actividades que permiten colegir en un diseño eficiente del Proyecto, incluyendo diagramas de recorrido que permiten estructurar una operación adecuada a nuestros tiempos. Por último, en el Cuarto Capítulo se demuestra las bondades económicas, financieras, ambientales y sociales; pues se incluye una Matriz de Leopold para esta demostración, llegando a la conclusión de que es viable técnica, económica, financiera, ambiental y social y que genera beneficios a la región por sus resultados.
OBJETIVO: Determinar la viabilidad técnica, económica y financiera, del diseño e implementación de un secadero artificial y de un Horno Hoffman rotatorio, el que contribuya a facilitar la satisfacción de la demanda de ladrillos en la ciudad de Arequipa, por parte de la empresa LADISAC
CONCLUSIONES: De acuerdo a nuestros cálculos, podríamos incrementar la producción inicialmente en el 19.07% de la demanda anual, aun, así en el primer año solamente lograríamos captar el 44.44 % de la demanda no cubierta.
b. AUTOR: Vivanco Palacios (2018)
TITULO: “Mejora de la productividad en los hornos secadores mediante el cumplimiento de un plan de mantenimiento preventivo en el sistema de aire comprimido del área de secado de la Compañía Minera Miski Mayo”.
RESUMEN: La aplicación del Mantenimiento Preventivo comprueba que realmente se logra cambios eficientes en el sistema productivo, es por ello que en la presente investigación se propuso ejecutarlo con la finalidad de lograr el objetivo principal que es incrementar la productividad mediante el cumplimiento de un plan de mantenimiento preventivo del área de Secado en los hornos secadores de la Compañía Minera Miski Mayo. La población estuvo conformada por el total de fosfato producidos durante el año 2017 – 2018 y la muestra para el pre test de los meses de septiembre, octubre, noviembre y diciembre del 2017 y el post test los meses de enero, febrero, marzo y abril del 2018 desarrollándose una investigación aplicada para que posteriormente se puedan comprobar las hipótesis referidas en este trabajo. Para ello se implementó un plan de mantenimiento preventivo que incluye la lista de verificación o check list, procedimiento de mantenimiento preventivo y un plan de mantenimiento, para reducir las paradas por baja presión de aire, permitiendo conocer y realizar las acciones que se deben tomar y de esta manera optimizar su disponibilidad para la producción. Finalmente se concluye que la disminución de perdida de materia prima fue de 0.8%, el incrementó de la disponibilidad en los hornos secadores fue 0.7% y la productividad de los hornos secadores se incrementó en 0.8%.
OBJETIVO: Mejorar la productividad en los hornos secadores mediante la implementación un plan de mantenimiento preventivo en el sistema de aire comprimido del área de secado de la Compañía Minera Miski Mayo en el año 2018.
CONCLUSIONES: Mediante la implementación de un plan de mantenimiento preventivo, el cual consta de procedimiento de trabajo, cartillas de inspección y planificación se logró disminuir las pérdidas de la materia prima en un 0.8%, reduciendo significativamente las mermas y alcanzado nuestras metas de producción programada.
3.1.3 Antecedentes Internacionales 
a. AUTOR: Romero Alarcon, Zarate Salinas (2016) 
TITULO: Diseño y Construccion de un Horno Secador de Arena para la Produccion de Mortero.
RESUMEN: En el siguiente trabajo se realiza el diseño y la construcción de un horno rotatorio secador de arena, cuyo objetivo es eliminar la humedad presente en la arena para que pueda ser utilizada en la producción de mortero. En la primera parte, detallada en los capítulos 1 y 2, se explican los motivos que impulsaron a la realización de este proyecto y algunos conceptos básicos sobre el diseño mecánico y térmico. Además, mediante una pequeña introducción, se explica las características técnicas de los hornos secadores de arena, así como su funcionamiento. En la segunda parte, abordada en los capítulos 3 y 4, se realiza el diseño y la selección de los componentes, tanto eléctricos como mecánicos, que se implementarán en la construcción de la máquina. Se determina el comportamiento térmico en el interior del horno y se selecciona una fuente de calor apropiada para eliminar la humedad en la arena. La siguiente parte comprendida en el capítulo 5, se realiza la construcción e implementación de los componentes mecánicos, electrónicos y de la fuente de calor del horno. Se hacen las pruebas necesarias para comprobar el funcionamiento correcto de la máquina y obtener los resultados finales. En el capítulo 6 se hace un análisis económico para determinar la viabilidad económica de la construcción del equipo. Por último, se detallan las conclusiones.
OBJETIVO: Diseñar y construir un horno rotatorio secador de arena mediante la exposición al fuego generado por gas LP (licuado de petróleo), para la producción de mortero.
CONCLUSIONES: Se obtuvo una solución eficiente para secar y tamizar la arena gracias al buen desempeño de la máquina y el alto valor de la relación Costo/Beneficio, por lo que se puede considerar a la máquina como una excelente alternativa para secar la arena. 
b. AUTOR: Guamanquispe Toasa, Ortega Castro (2018).
TITULO: Diseño y construcción de una secadora de arenas para la producción de morteros en la hormigonera Hormicen.
RESUMEN: El Proyecto técnico se basa en el diseño y la construcción de un secador de arenas para la producción de morteros en la hormigonera HORMICEN, para garantizar el diseño del secador se realizó investigaciones acerca de los diferentes elementos de máquina, tales como: quemadores, tipos de secadores industriales, además de tipos de combustibles, composición de la arena, granulometría, producción de morteros, tipos de morteros, entre otros aspectos fundamentales para la realización del proyecto. Se procede a tomar todas las especificaciones dadas por propietario de la hormigonera entre ellas tenemos el dimensionamiento, la capacidad de carga, el volumen a producir, el tiempo de operación, la facilidad de manejo, mantenimiento, entre otros. Para esto se realizó un análisis granulométrico de la arenamediante especificaciones técnicas y comparándola con las normas adecuadas para ello (ASTM C33), la importancia de la automatización de procesos rudimentarios para así elevar el volumen de la producción. La importancia de la creación de un secador industrial ya sea utilizada en diferentes materiales como para la arena como es nuestro caso, lo más importante es la eliminación de la humedad del material en porcentajes parcialmente bajos. El secado de la arena para la producción de morteros secos radica en que la arena se encuentra expuesta a condiciones ambientales en las cuales la humedad interviene directamente con el material, dicha humedad hace que el resultado final mediante procesos anteriores resulte con un fraguado de una forma prematura, provocando así que el producto no sirva para la construcción. Una vez terminado todo el aspecto de diseño y análisis se realizó la construcción de todos los elementos constituyentes del secador. Con la realización de las pruebas para comprobar el funcionamiento de la máquina se obtuvo los resultados esperados y la satisfacción de la empresa.
OBJETIVO: Diseñar y construir un secador de arena para la producción de morteros en la hormigonera “HORMICEN”.
CONCLUSIONES: Se alcanzó la construcción del horno rotatorio secador de arena mediante un generador de calor (quemador), generado por Diesel, para la producción de morteros secos, cumpliendo con todos los parámetros de diseño y los proporcionados por el propietario de la hormigonera HORMICEN.
c. AUTOR: Rodríguez Sánchez (2019)
TITULO: Diseño de un secador rotativo para 30 toneladas/h de arena, para la empresa Ecominesa S.A.
RESUMEN: Se reconoció que la empresa Ecominesa S.A no cuenta con un sistema de secado o reducción de humedad para los grandes volúmenes de arena que manipulan, debido a esto han perdido la oportunidad de comercializar su producto a clientes que requieren material para diferentes aplicaciones como vidrio, morteros para construcción, piezas de fundición, etc. Ya identificada la situación se procedió a plantear diferentes alternativas para la solución del problema y se optó por el diseño más adecuado según las grandes cantidades de materia prima a procesar, basados en la información recolectada de varias fuentes como libros, tesis, artículos y páginas web. Ya seleccionada la mejor alternativa para la solución del problema, se procedió a simularlo mediante un modelo de elementos finitos (MEF). Se realizaron los planos de fabricación, ensamble y montaje. Luego se establecieron los manuales que requiere la máquina como lo son el de operación, instalación y mantenimiento, seguido del impacto ambiental que conlleva el desarrollo o fabricación de una máquina de este tipo y para finalizar se realizó la evaluación financiera para determinar la rentabilidad del proyecto.
OBJETIVOS: El objetivo de este proyecto es el “Diseño de un secador rotativo para 30 toneladas/h de arena, para la empresa Ecominesa S.A.
CONCLUSIONES: La implementacion del Secador Rotativo genera beneficios al reemplazar el proceso de secado rudimentario utilizado por la Empresa por un proceso de Secado tecnificado y continuo. 
3.2 Elaboracion del Modelo Teórico Conceptual:
3.2.1 Horno 
3.2.1.1 Definición
Según Rodríguez Sánchez (2019):
Es una máquina que tiene como objetivo reducir el contenido de agua en materiales sólidos granulares, dicho material es continuamente elevado con respecto al giro del secador y con la ayuda de unos dispositivos denominados elevadores ubicados en el interior del mismo, dejando caer continuamente el material en forma de cascada exponiéndolo a una corriente de aire caliente encargada de realizar el proceso de transferencia de calor. 
Un horno rotativo es una cámara cilíndrica en rotación sobre su propio eje y levemente inclinada. Se concibe para gasificar residuos sólidos, lodos o líquidos viscosos. Tiene una llama en la parte superior y está revestido con refractario.
Se entiende como horno a una cama cilíndrica cuya función es reducir el porcentaje de humedad en materiales, para nuestro proyecto el material más utilizado y a secar es la arena esto se da mediante el calor que se distribuye en su interior mediante un quemador.
3.2.2 Funcionamiento de un Horno Secador de Arena
 
Los hornos secadores de arena por lo general secan, tamizan y desinfectan la arena en tres etapas, las cuales consisten en el ingreso de la arena al horno, el secado de la arena y finalmente la descarga de la arena. 
Las tres etapas se explicarán a continuación.
a) Ingresar la arena: El proceso de secado inicia con el abastecimiento de arena que se hace de manera manual con palas o con cargadoras frontales, luego la arena se esparcirá de la manera más homogénea posible, para lo que se utiliza una tolva u otros mecanismos destinados a esa labor.
b) Secado de la arena: El horno tiene un principio rotatorio y para esto se apoya sobre rodillos que le permitirán girar, esto es necesario por varios motivos, uno de ellos es esparcir la arena para que no forme grumos, ya que por lo general está aglomerada, si esto ocurre la humedad en las capas inferiores de la arena será mayor a la humedad de las capas superiores causando que la arena se seque de manera no homogénea.
Otra razón para usar un horno rotatorio es que ayuda al proceso de secado; internamente el horno tiene solapas que actuaran a manera de palas, cargaran la arena hasta llegar al punto más alto del horno y en ese instante la dejarán caer, pero para que este método funcione correctamente a lo largo del horno pasará una llamarada generada por un lanzallamas ubicado al final del horno.
Se elige como material combustible al gas licuado de petróleo sobre otros como el diésel por la facilidad con la que se acopla al sistema, el diésel necesita de una bomba para su succión desde el depósito, además, de un sistema de evacuación de gases entre otros elementos. Para aumentar el alcance de la llamarada es necesario usar una fuente de aire como un blower, además dotará con más oxigeno obteniendo así una llamarada más caliente. 
De esta manera la arena estará rotando y cayendo a través de las llamas y así se asegura que la arena llegará seca al final de su recorrido a lo largo del horno.
c) Descarga de arena seca: Finalmente se ubica un tamiz al final del horno por el hecho que la arena siempre llega con pequeñas piedras (granillo) que se las utilizan en otros procesos de producción como el concretillo.
El último paso es almacenar la arena hasta que inicie la siguiente etapa de producción que es el proceso de mezclado con los otros elementos para formar el mortero.
3.2.3 Partes de un Horno Rotativo para el Secado de Arena 
Los hornos secadores de arena poseen tres partes fundamentales que son: la cámara de secado, el sistema de transmisión de movimiento y el lanzallamas. Estas partes trabajando en conjunto aseguran que la arena se secará por completo para su uso en la mezcla del mortero.
3.2.3.1 Cámara de secado
La cámara de secado es el elemento principal de un horno para secar arena, consiste en un cuerpo cilíndrico de acero apoyado sobre rodillos que le permiten girar libremente por la acción de un motor. Aquí la arena ingresa para ser calentada por el lanzallamas, permitiendo así, que el porcentaje de humedad de la arena se reduzca hasta eliminarla en su totalidad. Figura 1 Cámara de secado de un Horno Rotatorio
La cámara de secado contiene en su interior unos dispositivos denominados elevadores, estos tienen como función principal generar una caída de material en forma de cortina en el sentido de giro del cilindro rotativo con el fin de conseguir un contacto repetitivo e íntimo con los gases secadores que transitan en su interior, la cantidad de arena se determina por el grado de llenado y a su vez este depende de la configuración geométrica del elevador.
Figura 2 Dispositivos elevadores
3.2.3.2 Sistema de transmisión de movimiento
La segunda parte fundamental de un horno secador de arena es el sistema que acopla el motor con la cámara de secado,esto permite que la cámara gire y de esta manera mejorar el secado de la arena. Existen varios sistemas de transmisión mecánica utilizados convencionalmente por los equipos secadores de arena, en este caso el movimiento se transmite mediante engranajes que a su vez permite mejorar la relación de transmisión de potencia evitando así la sobrecarga del motor. Para facilitar la rotación de la cámara de secado se utilizan rodillos como apoyo para reducir la fricción y obtener una mayor eficiencia.
3.2.3.3 Fuente de calor
Las fuentes de calor pueden variar dependiendo de las cantidades de arena que se desea secar, lo más común es utilizar un lanzallamas como fuente de calor. El lanzallamas como su nombre lo indica es un elemento diseñado para disparar llamas provocadas por un fluido volátil, en este caso es el gas licuado de petróleo. La finalidad del lanzallamas es la de proveer de calor al horno aumentando así la velocidad de secado, el problema con el lanzallamas es que el factor de seguridad se ve afectado al incluirlo por lo que debe ser controlable, es decir, que pueda ser manipulado en cuanto a cantidad de calor y alcance. 
Para poder controlar la cantidad de calor es necesario poder regular el paso de gas licuado de petróleo a través del lanzallamas para lo cual es necesaria una válvula reguladora de caudal, de esta manera, con menos paso de combustible el nivel de la llama disminuirá y por ende la cantidad de calor generada por la
misma.
 
 
 Figura 3 Lanzallamas de un Horno Secador de Arena
Como se explicó los lanzallamas deben poseer algunos elementos para su control y otros elementos que nos permiten direccionar la llama, estos son: Boquilla, soplete, válvulas de control, depósito de gas, llave de paso y goma de enlace (normalizado para gas) entre el lanzallamas y la bombona de gas LP.
 Figura 4 Partes de un Lanzallamas
 
3.2.4 Sistemas de Transmisión en Hornos Rotatorios 
Existe una gran variedad de sistemas de transmisión de movimiento presentes en los diferentes equipos secadores de los cuales se analizará las ventajas y desventajas de cada uno de ellos.
3.2.4.1 Banda con Poleas 
-Funcionamiento: El movimiento se trasmite desde un motor hacia una polea acoplada a la flecha del motor y mediante una banda elástica el movimiento es trasmitido a otra polea de mayor diámetro (etapa de potencia) la cual está acoplada a la cámara de secado.
-Ventajas:
· Es un sistema de bajo costo de manufactura.
· Requiere poco mantenimiento.
· No es ruidoso.
-Desventajas:
· Es un sistema poco robusto.
· La instalación en la cámara de secado es complicada y requiere modificar el diseño.
3.2.4.2 Caldeña con Piñones
-Funcionamiento: El movimiento se trasmite desde un motor hacia un piñón acoplado a la flecha del motor y mediante una cadena el movimiento es trasmitido a otro piñón de mayor diámetro el cual está acoplado alrededor de la cámara de secado.
-Ventajas
· Es un sistema con alta eficiencia en su transmisión.
· Es un sistema robusto.
· Fácil instalación.
-Desventajas:
· Es un sistema costoso.
· Requiere de bastante mantenimiento.
· Es un sistema ruidoso.
3.2.4.3 Directa
-Funcionamiento: El movimiento se trasmite directamente desde el motor hacia la cámara de secado utilizando la fricción entre la cámara de secado y los rodillos sobre los que se asienta. Se suele usar una caja reductora para no sobre cargar el motor y reducir su velocidad.
-Ventajas:
· Es un sistema de bajo costo de manufactura.
· Fácil instalación.
· No es ruidoso.
· Requiere poco mantenimiento.
-Desventajas:
· Baja eficiencia en la transmisión.
· Se utiliza principalmente con hornos de gran tamaño.
3.2.4.4 Engranes 
-Funcionamiento: El movimiento se trasmite desde un motor hacia un engrane acoplado a la flecha del motor el cual se conecta a otro engrane de mayor diámetro la cual está acoplado alrededor de la cámara de secado.
-Ventajas:
· Es un sistema con alta eficiencia en su transmisión.
· Es un sistema robusto.
· Fácil instalación.
· Mantenimiento
-Desventajas: 
· Es un sistema costoso
· Es un sistema ruidoso.
3.2.5 Características del Secado Rotativo 
· Diseño sólido con varias opciones de elevador.
· Puede ser en co-corriente o contracorriente.
· Permite el uso de temperaturas de secado más altas.
· Tiempo de residencia relativamente largo.
· El tambor dispersa el material conforme se transporta a lo largo de su longitud.
3.2.6 Ventajas del Secado Rotativo
El secado rotativo también es adecuado para una amplia gama de materiales y tamaños de partícula, y puede adaptarse más fácilmente a las condiciones de proceso contracorriente ‘difíciles’.
· El secado en co-corriente es apropiado para materiales con un porcentaje de humedad relativamente elevado y ofrece una evaporación rápida sin sobrecalentar el producto.
· El secado contracorriente tiene el máximo gradiente térmico y permite obtener productos con un porcentaje de humedad bajo.
· Reduce el tamaño del equipo, así como la inversión y los gastos de funcionamiento asociados.
· Energía de ventilador y altura libre relativamente bajas.
3.3 Secado de Arena 
Para comprender acerca del secado de arena, primeramente, será importante definir algunos conceptos claves en el tema de estudio. Se va tratar todo lo concerniente a la Teoría de Secado, definiciones generales, asimismo se hablará acerca de definiciones generales de arena, tipos. 
3.3.1 Definición de Secado 
Giler Diaz y Romano Redruello (2017) afirman que: 
“Se puede definir el secado como el proceso de extraccion (parcial o total) de humedad de algún producto mediante el intercambio de energía con el fin de tener un sólido “seco” como producto final”. (pág. 31)
Asimismo Tang Figueroa citado por Knoule(1968) popone la siguiente definicion: 
El secado es la eliminación del agua que contienen los materiales, el mismo se realiza a través de un proceso de transferencia de calor y masa, también puede efectuarse por medios mecánicos (sedimentación, centrifugación y filtración). Sin embargo, la deshidratación más completa se alcanza mediante el secado térmico. (pág. 2)
De la misma manera Rodriguez (2019) la define como: 
El secado se describe como un proceso de eliminación de substancias volátiles (humedad) para generar un producto sólido y seco. La humedad se presenta como una solución liquida dentro del sólido, es decir, en la microestructura del mismo. (pág. 28)
El secado es una técnica que se ha ido perfeccionando con el paso del tiempo, esta destinado a eliminar el agua presente en los materiales este proceso se da por una transferencia de calor y masa, a nivel industrial es uno de los procesos mas empleados. 
3.3.2 Teoría del Proceso de Secado 
El proceso de secado de un material va destinado a eliminar el agua presente en el mismo para poder ser tratado posteriormente de acuerdo a los requerimientos tecnológicos. Este proceso puede ser realizado en varios equipos cómo son: Estufas, hornos directamente aplicándole calor a un recipiente que contenga dicho material. 
En este caso particular, se emplean los hornos rotatorios que son equipos definidos y usados con frecuencia para estos procesos.
3.3.2.1 Principio Físico del Secado 
El proceso de secado está caracterizado simultáneamente por una transferencia de calor y otra de masa. Mientras en la superficie de la sustancia se produce un proceso de evaporación superficial, en el que la velocidad de extracción de la humedad, llamada velocidad de secado, estará afectada por la transferencia de calor y de masa en la superficie del material.
3.3.2.2 Teoría de Secado de Sólidos 
El secado de sólidos es una operación de transferencia simultanea de materia y energía de contacto gas-sólido, donde la humedad contenida en el sólido se transfiere por evaporación hacia la fase gaseosa, en base a la diferencia de presión de vapor ejercidapor el sólido húmedo y la presión parcial de vapor de la corriente gaseosa.
Cuando estas dos presiones se igualan, se dice que el sólido y el gas están en equilibrio y el proceso de secado cesa.
Suele ser la operación final de un proceso de fabricación y se hace antes del envasado; con ello se reducen los costos de transporte, se evita la humedad que pueda causar la corrosión y se obtienen productos más manejables.
Dos subprocesos ocurren cuando un sólido es sometido a un secado térmico:
· Transferencia de energía en forma de calor del ambiente que rodea al sólido para evaporar la humedad de la superficie. La eliminación del agua en forma de vapor de la superficie del material, depende de las condiciones externas tales como. Temperatura, humedad, flujo de aire, presión, área de la superficie expuesta y tipo de secador.
· Transferencia de la humedad interna del sólido a la superficie de éste y su subsiguiente evaporación. El movimiento de la humedad dentro del sólido es una función de la naturaleza física, temperatura y contenido de humedad. Cualquiera de los dos subprocesos descritos puede ser el factor limitante que gobierne la velocidad de secado, a pesar de que ambos ocurren simultáneamente. 
La operación de secado es ampliamente utilizada en la industria química, a pesar de ser más económico la eliminación de humedad por métodos mecánicos que por métodos térmicos. Los métodos mecánicos presentan dificultad para el cumplimiento de valores rigurosos de humedad final, Ej: humedad por debajo de 1%.
3.3.3 Definición de Arena 
Según el artículo 31º, de la Instrucción de Hormigón Estructural EHE-08 (2010), redacta lo siguiente:
‘’Las arenas tienen un papel muy importante en las características del concreto, porque son ellas, las que más han ayudado a lograr la evolución del concreto, ya que conocer la reacción superficial que se produce entre éstos y la pasta de cemento, a dado lugar a una mejora importante en la adherencia entre estos materiales’’ (p.12)
Por otro lado Montoya Robles (2017) la define como: 
La arena es un conjunto de partículas de rocas, las cuales pueden ser clasificadas por su tamaño y separada utilizando tamices, son granulares inertes formados por fragmentos de roca. (pág. 10)
Asimismo Samaniego Orellana (2018) define a las arenas como:
Materiales granulares inertes formados por fragmentos de roca o arenas utilizados en la construcción (edificación e infraestructuras) y en numerosas aplicaciones industriales” (pág. 28)
La arena es un material granular resultante de la desintegración de las rocas, cuyo tamaño varía entre 0,063 y 2 mm. Actualmente podemos encontrar diferentes tipos de arena, la más común es la arena sílice, el silicio está presente en la arena generalmente debido a su alto contenido de cuarzo, sus aplicaciones van desde el sector de la industria formando parte de la fabricación del cemento, o como material abrasivo; hasta el sector de la construcción, con múltiples aplicaciones.
3.3.4 Tipos de Arena
· ARENA COMPUESTA DE HIERRO, QUARZO:
Es la arena de color amarillo intenso, que se observa en las costas europeas del Mar Mediterráneo. Este tipo de especie está catalogada de tipo cuarzosa.
· ARENAS DE MINA:
 Se distinguen por sus particulares colores (el gris, el azul y el rosa) y se detectan en el interior de las capas de la Tierra. De escasa visibilidad, sólo pueden rastrearse mediante técnicas de excavación.
· ARENAS VOLCÁNICAS:
Se encuentran en el interior de estas estructuras naturales, y son predominantemente de color negro. En su mezcla con la cal, este tipo de arena forma un material similar al concreto que se denomina arena puzolánica. De acuerdo al tamaño de su granulado, las arenas varían entre las gruesas, las medias y las finas.
· ARENA FINA:
Se suele mezclar con cemento para hacer mortero de enfoscado o revoco.
· ARENA GRUESA O LAVADA:
Se mezcla con cemento para obtener el denominado mortero de albañilería.
· ARENA DE MIGA: 
Se usa para unir materiales, aunque también para hacer mortero para soldados de estructuras si se une al cemento. 
3.3.5 Descripción del Proceso de Secado 
Este proceso depende de dos variables principalmente que son la humedad y el volumen de arena a secar. La humedad será la variable que determine cuanto tiempo se debe secar la arena (velocidad del horno), mientras que el volumen determina la cantidad de calor necesario para eliminar la humedad (intensidad de la fuente de calor del horno).
3.3.6 Temperaturas para el Secado de Arena 
El exceso de temperatura de la arena o sílice por encima de los 1500°C, puede ocasionar la pérdida de las propiedades de la arena y esta puede llegar a fundirse, de tal manera que al enfriarse pase por un proceso llamada vitrificación, esto siempre que las temperaturas superen los 1500°C. Lo que se busca es mantener una temperatura de 100°C o superior de manera constante, para que el porcentaje de agua en el contenido de arena sea eliminada o evaporada. Se presenta un rango de lo que sucede en el interior de las temperaturas que comprenden el estudio son de entre 20°C y 740°C.
· A la temperatura de 130°C se elimina el agua de la composición.
· A la temperatura de 400°C emprende una descomposición de la dolomía.
· A la temperatura de 573°C emprende una transformación polimórfica del cuarzo. (Este proceso es reversible).
· A la temperatura de 600°C la sosa y caliza minerales principales de la arena se fusionan para formar carbonato doble de sodio y calcio, el mismo que se funde a 813°C.
3.3.7 Mecánica del secado
 Existen dos métodos para eliminar la humedad de un sólido:
· El primero es por evaporación y sucede en la superficie del sólido cuando la presión de vapor de la humedad es igual a la presión atmosférica y, debido al aumento de temperatura la humedad del sólido se evapora.
· El segundo método es vaporización, en este caso se necesita que el secado sea por convección, al circular aire caliente sobre el producto el aire se enfría y la humedad es transferida al aire.
3.3.8 Clasificación de los Secadores 
Los secadores se pueden clasificar dependiendo del método de transferencia de calor, por como se da la operación y por el tipo de energia que emplean para suministrar el calor a la cámara de secado:
3.3.8.1 Secadores por el Método de Transferencia de Calor
La clasificación de los Secadores por el método de transferencia de calor se define en directos o indirectos dependiendo de como el producto recibe el calor. Ademas si el secado se produce por la absorción de rayos infrarrojos provenientes del sol se define como secador infrarrojo o de calor radiante y el secador dieléctrico que usualmente se utiliza para grandes capacidades de secado. (Berriz, 2006)
· Secadores Directos 
Se conoce como secador directo a aquel que recibe la energía directamente sobre la superficie del producto, la capta y la transformación en calor. En el caso de los Secadores solares, la eficiencia disminuye cuando el material es de superficie blancas, ya que es malo absorbiendo la radiación solar. 
· Secadores Indirectos
Los secadores indirectos transfieren calor al producto por medio de conducción en una placa metálica o por convección mediante el movimiento de un fluido, como puede ser aire. La convección puede ser natural si el movimiento del fluido se da por el cambio de densidad generado por la variación de temperaturas o forzada si el movimiento se auxilia con ventiladores. También se pueden combinar estos métodos para obtener secadores mas eficientes.
· Secadores Infrarrojos
Estos secadores poseen una superficie captadora de radiación infrarroja, son superficies metálicas ennegrecidas. El producto no recibe directamente la luz solar, se coloca en bandejas hechas con mallas para favorecer el paso de aire y se calienta debido a la radiación infrarroja que recibe de la superficie captadora.
· Secadores Dieléctricos 
Los secadores dieléctricos calientan el solido desde el interior mediante un campo electrico de alta frecuencia. Se emplean frecuencias electromagneticassuperiores o iguales al esprectro de infrarrojos. 
3.3.8.2 Secadores por el Método de Operación
Otra manera de clasificar los tipos de Secadores es determinando si la operación es continua o por lotes. (Perry, 1950)
· Secadores Continuos 
Son aquellos secadores que puedan funcionar sin interrumpir el proceso de secado, desde la alimentación con el producto húmedo hasta obtener el producto final secado. 
 
 Figura 5 Secador continuo de tipo túnel
· Secadores por Lotes
Estos secadores son diseñados para operar con cantidades establecidas de producto, una vez que se tiene el lote secado se detiene la operación para poder suministrar un nuevo lote al equipo. 
 Figura 6 Secador de bandejas
3.3.8.3 Secadores por el Tipo de Energía 
Dependiendo se como se obtenga la energia necesaria para el proceso se pueden clasificar a los secadores en convencionales y no convencionales (Berriz,2006).
· Secadores Convencionales
Se les conoce como secadores convencionales a todos aquellos que generan calor por medio de Equipos especiales que funcionan con combustibles fosiles. La eficiencia y velocidad de secado es muy superior a la de los secadores no convencionales, ademas la calidad del producto final es mejor.
· Secadores no Convencionales 
Los secadores no convencionales o naturales son aquellos que estan expuestos a la radiacion solar, ya sea directa o indirectamente. En este proceso tienen mayor influencia las condiciones ambientales, como son la humedad del aire y la velocidad del viento. 
3.3.8.4 Clasificación general de los Secadores de Arena
 El tipo de material influye mucho a la hora de seleccionar un secador, en el caso de la arena al ser muy volatil (que se mueve ligeramente con el aire) se pueden utilizar los secadores que se muestran en la figura. (Perry,1950)
 
 Figura 7 Secadores que puede emplear la Arena
3.3.9 Transferencia de Calor 
La transferencia de calor es un tipo de energía transitoria debido a una diferencia de temperatura (gradiente) entre dos o más cuerpos. Siempre que se tenga una diferencia de temperatura esta energía es transportada de la que tenga mayor temperatura a la que tenga menor temperatura, buscando un equilibrio térmico.
Para realizar un análisis de la transferencia de calor que sufre un cuerpo se toma en consideración tres mecanismos diferentes de transmisión de calor, conducción, convección y radiación. Se explicará la conducción y la convección forzada ya que son los mecanismos de transferencia de calor presentes dentro de un horno.
3.3.9.1 Conducción
Este es el único mecanismo de transferencia de calor que se da en los sólidos, es decir cuando existe una diferencia de temperatura a la cual llamaremos gradiente de temperatura el calor se transmite de la región de mayor temperatura a la de menor temperatura, debido al movimiento cinético o el impacto directo las moléculas como en el caso de los fluidos en reposo o por el arrastre de los electrones como sucede en los metales.
La ley básica de la conducción de calor (Joseph Fourier), establece que “La tasa de transferencia de calor por conducción en una dirección dada es proporcional al área normal a la dirección del flujo de calor y al gradiente de temperatura en esa dirección”. 
 Figura 8 Conducción de Calor
 
 
3.3.9.2 Convección Libre y Convección Forzada 
Este mecanismo de transferencia de calor se produce entre una superficie sólida y un líquido o gas adyacente que se encuentra en movimiento. Entre mayor sea el movimiento de un fluido, mayor será la transferencia de calor por convección.
Conveccion Forzada
Tiene lugar cuando una fuerza motriz exterior mueve un fluido sobre una superficie que se encuentra a diferente temperatura que la del fluido.
 Figura 9 Convección Forzada Figura 9 Convección Forzada
3.3.10 Evaporización del agua existente en el interior del Horno Secador 
Debido a la evaporación por convección en el interior del horno se debe adquirir la potencia necesaria del lanzallamas o quemador, el mismo que hará que la arena se caliente provocando así la evaporación del agua mediante transferencia de calor como se muestra en la figura 10. 
 Figura 10 Sistema de evaporización del agua en el interior del horno secador
3.4 Definición de Términos Básicos 
Horno: Es una maquina que tiene como objetivo reducir el contenido de agua en materiales sólidos granulares exponiendolos a una corriente de aire caliente encargada de realizar el proceso de transferencia de calor.
Arena: Mezcla natural de granos de cuarzo y arcilla. Según el tamaño del grano de cuarzo, la arena puede ser de grano grueso, de grano medio, de grano fino. 
Secado: Es la eliminacion de un líquido por conversión en vapor que se separa del solido. En la practica, la energia necesaria es subministrada en forma de calor. 
Cámara de secado: Es el componente principal de un horno rotativo, consiste en un cuerpo cilíndrico de acero apoyado sobre rodillos que le facilitan girar libremente por la acción de un motor. 
Proceso: Una serie de etapas que se siguen unas a las otras para lograr una cierta transformación.
Humedad: Es el peso de agua que acompaña a la unidad de peso de sólido seco.
Sistema de generación de calor: Es el encargado de generar la energía en forma de calor necesaria para el proceso de secado.
Quemador: Es el dispositivo que permite realizar la reacción química encargada de suministrar la energía en forma de calor al proceso de manera controlada y regulable, este desprendimiento de energía se manifiesta a manera de llama. 
3.5 Propuesta Tecnológica
 
Es implementar un Horno para el Secado de Arena el horno sera del tipo rotatorio con dimensiones de 1.60 de largo x 70 de diametro para que de esta forma se adecue al Taller, además se empleara un tipo de combustible que cumpla con los requerimientos adecuados que se plantean.
Se implementara un sistema de Transmision de Movimiento que no es ruidosa, facil de instalar y factible para este proyecto.
IV. MARCO METODOLOGICO
 
Generalmente para el diseño de una máquina se debe plantear distintas alternativas o parámetros a considerar como en nuestro caso el combustible adecuado para el quemador, entendiéndose como la elaboración de un plan que llegue a satisfacer el buen funcionamiento del sistema.
Selección de alternativas del combustible adecuado para el quemador del Horno para el Secado de Arena. 
El propósito de la selección del combustible, es el de optimizar aspectos tales como: 
· Consumo diario 
· Contaminación
· Seguridad 
· Facilidad de obtención 
· Costo de obtención
Para cumplir los aspectos, planteamos varios tipos de combustibles para las cuales tenemos:
· Gasolina
· Electricidad
· Biocombustible (etanol)
· Gas
· GLP
-Gasolina
Consiste en la mezcla de hidrocarburos líquidos más ligeros derivados del petróleo.
-Ventajas 
· El octanaje indica la presión y temperatura a la que puede ser sometido el combustible mezclado con el aire antes de explosionar espontáneamente.
· Es una de los mejores combustibles. 
· Facilidad de obtención.
-Desventajas
· Combustible altamente inflamable y contaminante. 
· Incursión de aditivos contaminantes como el plomo
-Electricidad 
La electricidad es útil como combustible cuando esta se almacena en baterías. La electricidad por su naturaleza no genera contaminantes, aunque los métodos para obtener la misma pueden involucrar combustibles fósiles, además de la creación de calor para el encendido de ciertas máquinas.
-Ventajas
· Reducción de emisiones de efecto invernadero. 
· Recuperan la energía de los residuos. 
· Disminuye la necesidad de la creación de vertederos y emisiones de gas metano.
-Desventajas
· El costode este combustible varía en función de la localización y la aplicación del mismo.
· La electricidad con la que se recargan las baterías es generada en muchas ocasiones a base de carbón, gas natural, las cuales producen contaminación
-Biocombustible (etanol)
Combustible que resulta de la fermentación y destilación del maíz, cebada o trigo, entonces la principal fuente de obtención de este combustible es la biomasa específicamente la que lleva una importante producción de glucosa como la que entrega los productos antes mencionados
-Ventajas 
· Este combustible es mucho menos contaminante que los carburantes fósiles. 
· Se lo puedo obtener en cualquier parte del mundo, por lo tanto, no se necesita de un país dependiente de producciones externas.
-Desventajas 
· Produce un elevado gasto de energía para la producción de este combustible. 
· Este combustible necesita de un gran espacio de cultivo para la obtención de su materia prima y así poder alcanzar una producción elevada.
-Gas
El gas natural es un combustible compuesto por un conjunto de hidrocarburos livianos, el principal componente es el metano (CH4).
Ventajas:
· Al ser una energía de suministro continuo esta siempre disponible en la cantidad y en el momento que se le necesite.
· Es menos contaminante que los combustibles sólidos y líquidos.
· Es más ligero que el aire, por lo que, de producirse alguna fuga, se disipa rápidamente en la atmósfera.
Desventajas:
· Un mal uso de este producto puede originar explosiones.
· Produce gases de efecto invernadero
-Gas Licuado de Petroleo (GLP) 
Consiste en una mezcla de hidrocarburos gaseosos (propano y butano). El GLP es incoloro e inodoro al cual se le añade un “odorizante” para una mayor detección en casi de fuga por más mínima que esta sea.
Ventajas
· Las emisiones de CO2 son extremadamente bajas con una reducción de entre 10% y 20% respecto a los combustibles fósiles.
· Resulta extremadamente versátil y transportable, encontrándose así en una gran variedad de envasado y almacenamiento
Desventajas
· Es altamente sensible a la alta temperatura, aumentado su volumen en función de esta. 
· A pesar que tiene un bajo costo su nivel de consumo es mayor
Como conclusión llegamos a que el combustible a emplear en el Proyecto es el Gas. 
Parámetros de Diseño 
Al momento de diseñar secadores se tiene una gran cantidad de variables de diseño a considerar, tales como el área de transferencia de calor, las características del material a secar, el tamaño del equipo, la cantidad de humedad a remover, por mencionar algunas.
Procesamiento del diseño en SolidWorks
Para el proceso de diseño se optó por utilizar un software de diseño CAD 3D (diseño asistido por computadora) para modelar piezas y ensamblajes en 3D y planos en 2D. El software empleado fue SOLIDWORKS 2018, ya que este software ofrece un abanico de soluciones para cubrir los aspectos implicados en el proceso de desarrollo del producto y además ofrece la posibilidad de crear, diseñar, simular, fabricar, publicar y gestionar los datos del proceso de diseño de una forma eficaz y profesional. 
Diseño del Horno para el Secado de Arena 
4.1 Tipo y Diseño de Investigacion 
Dado que el objetivo del estudio sera diseñar e implementar un Horno
 para el Secado de Arena, el presente estudio tendra un diseño Experimental del tipo Pre-experimental. 
 		De acuerdo con Yglesias (2008) El diseño experimental, es un método organizado y estructurado que se utiliza para determinar la relación entre los diferentes factores que afectan a un proceso y al resultado del proceso. (pág. 26)
4.2 Población y muestra
Población 
Tamayo & Tamayo define que: “La población se define como la totalidad del fenómeno a estudiar donde las unidades de población poseen una característica común la cual se estudia y da origen a los datos de la investigación” (pág. 114)
La población de estudio sera conformada por los alumnos del I ciclo y II ciclo asi como los que estarian por integrarse o ingresar a la Carrera de Metalurgia. 
Muestra
Tamayo & Tamayo la define como “Es el grupo de individuos que se toma de la población, para estudiar un fenómeno estadístico”. (pág. 38)
En este trabajo se utilizará el método de muestreo probabilístico, del tipo de muestreo probabilístico aleatorio simple, puesto que cada unidad que compone la población tiene la misma posibilidad de ser seleccionado. 
4.3 Operacionalización de las Variables 
Definición de las Variables: Conceptual y Operacional
Definición Conceptual:
Variable 1: Horno
Según Rodríguez Sánchez (2020) 
 	Es una máquina que tiene como objetivo reducir el contenido de agua en materiales solidos granulares, dicho material es continuamente elevado con respecto al giro del secador y con la ayuda de unos dispositivos denominados elevadores ubicados en el interior del mismo, dejando caer continuamente el material en forma de cascada exponiéndolo a una corriente de aire caliente encargada de realizar el proceso de transferencia de calor. (pág. 31) 
Variable 2: Secado de Arena 
El secado es la eliminación del agua que contienen los materiales, el mismo se realiza a través de un proceso de transferencia de calor y masa, también puede efectuarse por medios mecánicos (sedimentación, centrifugación y filtración). (Figueroa, 2014, pág. 2)
Definición Operacional 
	Variables
	Dimensiones 
	Indicadores
	
Variable 1:
Horno
	
Industria Metalurgica
	
Rendimiento
	
	
Maquinaria 
	Optimizacion de su proceso
	
Variable 2:
Secado de Arena
	
Industrias
	Transferencia de Calor
	
	
Operación Metalurgica 
	Separacion de fluido y sólido.
4.4 Técnicas e instrumentos de Recolección de Datos
Según (Arias, 2006, pág. 53) “las técnicas de recolección de datos son las distintas formas o maneras de obtener la información”.
La técnica de recolección de datos que se utilizara en la presente investigación será la encuesta, los datos se recogen a partir de realizar un conjunto de preguntas dirigidas a una muestra, en este caso se aplicara el instrumento a los estudiantes escogidos de Metalurgia del IESTP Carlos Cueto Fernandini.
Instrumento 
Según (Arias, 2006, pág. 53) Son los medios materiales que se emplean para recoger y almacenar la información”.
El instrumento que se utilizará será un cuestionario diseñado con preguntas abiertas.
4.5 Técnicas de procesamiento y Análisis de Datos
La técnica que se utilizará en el procesamiento de los datos de los datos será la estadística descriptiva, la cual “Describe, analiza y representa un grupo de datos utilizando métodos numéricos y gráficos que resumen y presentan la información contenida en ellos” (Laguna, pág. 2)
4.6 Elaboración del modelo cuántico 
El presente trabajo será diseñado bajo el planteamiento metodológico del enfoque cuantitativo, puesto que este es el mejor, dado que se busca comprobar la hipótesis previamente establecida. 
Desde el punto de vista metodológico se suele denominar cuantitativa a la investigación que, predominantemente, tiende a usar instrumentos de medición y comparación que proporcionan datos cuyo estudio requiere el uso de modelos matemáticos y de la estadística. (Rondan Guerrero, pág. 77)
V. ASPECTO ADMINISTRATIVO 
5.1 Asignación de Recursos 
	Recurso Humano
	Tipo de apoyo que brindará
	Jefe de Área de Metalurgia del IESTP “CCF”: Hilmer Rodríguez 
	Aprobación para hacer el trabajo de campo, innovación tecnológica y aplicación de las encuestas en la IE.
	Docentes del IESTP “CCF”: Alberto Rivas Blas y Hugo García Cano 
	Desarrollo de los prototipos de innovación tecnológica, recojo de información
	Alumnos del IESTP “CCF”, Área de Metalurgia:
- Chipayo Obregón Julio
- Farro Tineo Manuel
- Figueroa Vázquez Keyla
- Gabriel Noreña Braice
-Headrington Vizarreta Jeffrey
- Masa Ayala David
-Rodríguez Carrión Annie
	Estudio y aplicación de los instrumentos de investigación, evaluación.
	Asesor de Proyecto:
 Blanca Rosa Bazán Hidalgo 
	Orienta y da pautas en la formulación del proyecto de investigación tecnológica.5.2 Inversión, Presupuesto o Costo del Proyecto 
	ASPECTOS
	Cantidad
	Unidad Medida
	DETALLE
	Costo
Unitario
S/.
	Costo Total
S/.
	
MATERIALES
E
INSUMOS
SERVICIOS 
	1 
2
10 
3
5
5
1
2
1
2 
	Unidad
 
Unidad 
Unidad 
Unidad 
Unidad 
Unidad 
Unidad 
Unidad 
Unidad 
	Motor 
Rodillos 
Plancha de Acero Inoxidable 
Tubos rectos de acero 
Platinas 
Planchas de Acero estructural A36 
Cinta Métrica 
Engranes 
Máquinas de Corte 
Computadora con acceso a Internet 
Elaboración de la Maquina en AUTOCAD 
	540.00 
 170.00 
 61.49 
60.00 
300.00
30.00
35.00
	540.00
1.700 
184.49 
300.5 
1.500 
30.00
70.00 
	TOTAL: 
	
	1,196.49
	1,128.19 
5.3 Cronograma de Acciones 
D
	No
	ETAPAS Y TAREAS DE LA INVESTIGACIÓN
	2020
(Cronograma por meses)
	
	
	M
	A
	MA
M
	J
	J
	AJ
	SA
	OS
	NN
O
	D
	I. PLANIFICACION:J
M
	1.1
	Diagnóstico e Información Básica de la Problemática
	
	
	X
	
	
	
	
	
X 
	
	
	1.2
	Investigación bibliográfica y tecnológica
	
	
	X
	X
	
	
	
X
	X
X
	
X
	
	1.3
	Formulación del Proyecto.
	
	
	
	X
	
	
	
	
X
	
	
	1.4 
	Elaboración del Marco Teórico.
	
	
	
	
	X
	X
	
	
	
X
	
	1.5
	Aprobación.
	
	
	
	X
	X
	
	
	
	
	
	II. DISEÑO E INSTRUMENTACION:
	2.1
	Diseño y Elaboración del modelo cuántico y tecnológico
	
	
	
	
	X
	X
	
	
	
	X
X
	2.2
	Elaboración de Instrumentos de Investigación
	
	
	
	
	X
	X
	
	
	
	
X
	2.3
	Gestión Apoyo Institucional.
	
	
	X
	X
	X
	X
	
	
	
	
	2.4
	Experimentación y ensayos del modelo tecnológico/instrumentos
	
	
	X
	X
	
	
	
	
	
	
	
VI. BIBLIOGRAFIA 
Angelica, Y. A. (2008). Alicia Concytec. Obtenido de Alicia Concytec: http://dspace.unitru.edu.pe/handle/UNITRU/8155
Arias. (2006). Alicia Concytec. Obtenido de Alicia Concytec: http://hdl.handle.net/11458/3481
Clara, L. (s.f.). Google Academico. Obtenido de Google Academico: http://www.ics-aragon.com/cursos/salud-publica/2014/pdf/M2T01.pdf
Figueroa, E. T. (2014 ). Google Academico. Obtenido de Google Academico : https://mail.google.com/mail/u/0/?tab=rm&ogbl#inbox/KtbxLrjRjRWwMXWpVkbHvsJdbMCbVBkjWg?projector=1&messagePartId=0.1
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Laguna, C. (s.f.). Obtenido de http://www.ics-aragon.com/cursos/salud-publica/2014/pdf/M2T01.pdf
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Mario, T. &. (1997). Alcia Concytec . Obtenido de http://hdl.handle.net/11458/3481
Orellana, L. J. (2018). Google Academico. Obtenido de Google Academico: http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/bitstream/handle/20.500.12404/12846/SAMANIEGO_ORELLANA_LUIS_JES%c3%9aS_MIJA%c3%8dL_ARENAS_CEMENTOS.pdf?sequence=1&isAllowed=y
Redruello, M. I. (2017). Google Academico. Obtenido de Google Academico: https://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/18781/1/CD-8170.pdf
Robles, J. M. (2017). Google Academico. Obtenido de Google Academico: http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/bitstream/handle/20.500.12404/8679/MONTOYA_ROBLES_JOSE_TESIS_CONSTRUCCION_TIERRA.pdf?sequence=1&isAllowed=y
Sanchez, J. M. (2019 ). Google Academico . Obtenido de Google Academico : file:///E:/Users/USUARIO/Downloads/4122567-2019-2-IM%20(8).pdf
Sanchez, J. M. (2019). Google Academico. Obtenido de Google Academico: pdf
Tamayo, T. &. (1997 ). Alicia Concytec. Obtenido de Alicia Concytec: http://tesisdeinvestig.blogspot.com/2011/06/poblacion-y-muestra-tamayo-y-tamayo.html
Tamayo, T. &. (s.f.). Alicia Concytec . Obtenido de Alicia Concytec : http://tesisdeinvestig.blogspot.com/2011/06/poblacion-y-muestra-tamayo-y-tamayo.html
VII. ANEXOS