Diseño de un biocompuesto de poliisocianurato reciclado y cascarilla de arroz para elaborar paneles termoacústicos

En Ecuador, se produce una gran cantidad de cascarilla de arroz, de la cual solo se utiliza el 35%. Además, las empresas que fabrican paneles de poliisocianurato generan residuos, resultando en un impacto ambiental negativo. Para abordar esto, se busca diseñar paneles termoacústicos que incorporen ambos residuos, analizando sus propiedades térmicas, mecánicas y acústicas para evaluar la viabilidad técnica del proyecto y minimizar el impacto ambiental. Se realizó cada uno de los ensayos bajo la norma respectiva: aislamiento acústico, norma ISO 10140- 2; inflamabilidad, ASTM D635; y el de compresión, ISO 844. Además, se realizó un análisis termogravimétrico (TGA) para comparar la estabilidad térmica del material. Los resultados indicaron que el compuesto con cascarilla de arroz presenta un mejor aislamiento acústico (10,25 dB), además, no influye significativamente en la inflamabilidad del material. Por otro lado, en el ensayo de compresión, se identificó un mayor esfuerzo de fluencia al compuesto con poliisocianurato reciclado (0,204 MPa). También, se calculó una TIR del 25,4% y un tiempo de retorno de 3 años y 4 meses. La mejor formulación es la del compuesto que tiene ambos refuerzos, dando como resultado un producto viable económicamente y competitivo frente a otros productos en el mercado. Palabras Clave: residuos de poliisocianurato, biocompuesto, espumas rígidas, economía circularGuayaquilEscuela Superior Politécnica del LitoralIn Ecuador, a large amount of rice husks is produced, of which only 35% is used. In addition, companies that manufacture polyisocyanurate panels generate waste, resulting in a negative environmental impact. To address this, the aim is to design thermoacoustic panels that incorporate both wastes, analyzing their thermal, mechanical, and acoustic properties to evaluate the technical feasibility of the project and minimize the environmental impact. Each of the tests was carried out under the respective standard: acoustic insulation, ISO 10140-2; flammability, ASTM D635; and compression, ISO 844. In addition, a thermogravimetric analysis (TGA) was performed to compare the thermal stability of the material. The results indicated that the rice husk composite has a better acoustic insulation (10.25 dB) and does not significantly influence the flammability of the material. On the other hand, in the compression test, a higher yield stress was identified for the composite with recycled polyisocyanurate (0.204 MPa). Also, an IRR of 25.4% and a payback time of 3 years and 4 months were calculated. The best formulation is the composite with both reinforcements, resulting in a product that is economically viable and competitive with other products on the market. Keywords: polyisocyanurate waste, biocomposite, rigid foams, circular econom

Diseño del sistema de mezcla de combustible fósil y HHO en motor de 4 tiempos.

El proyecto integrado tiene como objetivo desarrollar un sistema de mezcla de combustibles fósiles con HHO en un motor de 4 tiempos. El fundamento se centra en la necesidad de minimizar el impacto ambiental de los combustibles convencionales y tiene en cuenta las vulnerabilidades económicas asociadas con los precios mundiales del petróleo. Los objetivos específicos incluyen el desarrollo de un dispositivo mecánico para regular los combustibles fósiles, un dispositivo electrónico para controlar la electricidad y un software de integración de vehículos. Se utilizaron materiales como el acero inoxidable AISI 316 y se utilizaron herramientas de modelado como la plataforma Arduino IDE y generación integrada de código mediante Proteus. Los resultados reflejan cálculos teóricos detallados, selección de materiales, diseño y desarrollo de electrónica de control. Estos hallazgos resaltan los beneficios potenciales para el vehículo, incluida la descarbonización del motor y un mayor rendimiento. Este enfoque innovador tiene como objetivo proteger el medio ambiente y promover la estabilidad económica en el sector del transporte de Ecuador. Palabras clave: Arduino, Combustible fósil, HHO, Motor de 4 tiempos, Vulnerabilidades.GuayaquilEscuela Superior Politécnica del LitoralThe integrated project aims to develop a fossil fuel-HHO blending system for a 4-stroke engine. The rationale is grounded in the imperative to minimize the environmental footprint of conventional fuels, considering the economic vulnerabilities associated with global oil prices. Specific objectives encompass the fabrication of a mechanical apparatus for fossil fuel regulation, an electronic device for electricity control, and a vehicle integration software. Materials such as AISI 316 stainless steel were employed, and modeling tools like the Arduino IDE platform and code generation through Proteus were utilized. The results showcase meticulous theoretical calculations, material selection, design and development of control electronics. These findings underscore potential vehicular benefits, including engine decarbonization and enhanced performance. This innovative approach is geared towards environmental preservation and fostering economic stability in Ecuador's transportation sector. Keywords: Arduino, Fossil Fuel, HHO, 4-Stroke Engine, Vulnerabilit

Reducción del lead time en el proceso de fabricación de estructuras metálicas de una compañía de construcción

El proyecto se realizó en una empresa que fabrica estructuras metálicas tipo Shelter para proteger equipos eléctricos de alta potencia, dirigidas principalmente a industrias camaroneras ecuatorianas. Se busca reducir los tiempos de entrega y fabricación para cumplir con la demanda bajo un modelo de producción por pedido directo del cliente. Para ello, se emplearon herramientas de la metodología DMAIC de Lean Six Sigma, como lluvia de ideas, diagrama de Ishikawa, Árbol Crítico de la Calidad, Mapa de Flujo de Valor y los 5 Porqués. El trabajo colaborativo fue fundamental, ya que el cliente, los actores principales del proceso y los trabajadores permitieron identificar y aplicar mejoras viables. Se optimizaron los tiempos de fabricación, se reorganizó la distribución de responsabilidades y se mejoró el flujo de información y materiales en la fábrica, incrementando así la eficiencia general. La implementación de las soluciones propuestas redujo el Lead Time de 745.33 horas a 742.98 horas en solo 4 meses.. En conclusión, la metodología DMAIC demuestra ser un enfoque robusto para abordar problemas desde su raíz, logrando mejoras significativas en el corto plazo. Además, se garantiza la sostenibilidad y el control de los cambios implementados mediante indicadores debidamente seleccionados, lo que permite mantener las mejoras logradas y fomentar la mejora continua en función de las metas establecidas. Palabras Clave: DMAIC, shelter, mejora continua, procesos.GuayaquilEscuela Superior Politécnica del LitoralThe project was carried out in a company that manufactures Shelter-type metal structures to protect high-power electrical equipment, mainly for Ecuadorian shrimp industries. The aim of this work is to reduce delivery and manufacturing times to meet the demand under a production model by direct customer order. For this purpose, tools of the Lean Six Sigma?s DMAIC methodology were used, such as brainstorming, Ishikawa diagram, Critical Quality Tree, Value Flow Map and the 5 Whys. Collaborative work was fundamental, as the client, the main actors of the process and the workers made it possible to identify and implement viable improvement. We optimized manufacturing times, reorganized the distribution of responsibilities and improved the flow of information and materials in the factory, thus increasing overall efficiency. The implementation of these solutions reduced Lead Time from 745.33 hours to 742.98 hours in only 4 months. In conclusion, the DMAIC methodology proves to be a robust approach to address problems at their root, achieving significant improvements in the short term. In addition, sustainability and control of the implemented changes is ensured by the implementation of key indicators, which allows maintaining the improvements achieved and promoting continuous improvement based on the established goals. Keywords: DMAIC, shelter, continuous improvement, processe

Adecuación de secador solar tipo invernadero para el secado de granos

En el presente proyecto integrador, se busca reducir la humedad en granos utilizados en la alimentación mediante la adaptación de un secador tipo invernadero. Con el respaldo del software Solidworks, se analiza el comportamiento del flujo de aire en términos de dinámica de fluidos y transferencia de calor. Se optimiza la distribución del flujo de aire, asegurando una temperatura por debajo de los 60°C para condiciones óptimas. Inicialmente, se acopla y recopila información del equipo existente, identificando un mal funcionamiento en el secador, por lo que se buscó nuevos diseños que permitan los objetivos planteados donde dicha solución que cumplía con los requerimientos del cliente fue la utilización de paredes Venturi, baffles, colector y una pared difusora. Como resultado se consiguió una distribución uniforme del aire con una velocidad promedio de 0.7 m/s y una temperatura homogénea en toda la cámara. En conclusión, la simulación proporciona una aproximación que optimiza el comportamiento del flujo y temperatura del secador. Palabras Clave: Humedad, Distribución de aire, Simulación, Comportamiento del fluido.GuayaquilEscuela Superior Politécnica del LitoralIn this integrative project, the aim is to reduce the humidity in grains used in food by adapting a greenhouse-type dryer. Supported by SolidWorks software, the airflow behavior is analyzed in terms of fluid dynamics and heat transfer. The distribution of air flow is optimized, ensuring a temperature below 60°C for optimal conditions. Initially, information from the existing equipment is coupled and collected, identifying a malfunction in the dryer, so new designs were sought that would allow the stated objectives where the solution that met the client's requirements was the use of Venturi walls, baffles, collector, and a diffuser wall. As a result, a uniform distribution of air was achieved with an average speed of 0.7 m/s and a homogeneous temperature throughout the chamber. In conclusion, the simulation provides an approach that optimizes the flow and temperature behavior of the dryer. Keywords: Humidity, Air distribution, Simulation, Fluid behavior

Diseño de una planta multipropósito para procesamiento de banano fuera de especificación proveniente de exportaciones ecuatorianas

Ecuador en las últimas décadas se ha perfilado como un país de gran exportación agrícola, siendo el banano su producto primordial; sin embargo, existen especificaciones de exportación que, en cierta medida no se cumplen, lo cual corresponde al 5% de la producción total; constituyendo así pérdidas económicas. Por ello, el valor agregado que impulsa la propuesta de diseño de una planta procesadora multipropósito mostrará beneficios crecientes a pequeña y gran escala en el país. Este proyecto nació de una demanda real por parte de una empresa exportadora de banano, que busca una solución para manufacturar productos nutritivos de valor agregado a base de banano. Para lograr este objetivo se aplicó metodologías ligadas a la Systematic Layout Planning o SLP como: los diagramas de flujo, de equipos, estimaciones de espacio y sus proximidades y, software como CORELAP y AutoCAD, respetando normativas ISO, reglamentos de trabajadores y los ODS. Se graficó dos Layout que comprenden 18 y 20 departamentos que evidencian los requerimientos básicos de diseño y se analizó la factibilidad económica de la propuesta 1. Como resultados se desarrolló 2 propuestas de diseño de planta, la 1 de 254 m2 , correspondiente a un valor de inversión de $170.839,07 y la 2 de 321 m2 (considerando línea de fritura y línea de extrusión) correspondientes a un valor de inversión de$209.550,37 y $205.850,37 respectivamente, siendo ambos recuperables en 2 años. Palabras Clave: Valor agregado, propuesta, metodologías, harina de bananoGuayaquilEscuela Superior Politécnica del LitoralIn the last decades, Ecuador has emerged as a country committed to economic growth through agricultural exports, with bananas as its principal product; however, there are many exports specification that not met in a way, representing 5$170.839,07, and the second about 321 m2 (considering a line for fried products and a line for extruded products) corresponding to an inversion value about $209550,37 and$205850,37 respectively, were both of them recoverable in 2 years. Keywords: Value-added, proposal, methodologies, banana flou

Aplicación de harina de Sacha Inchi baja en grasa en galletas de masa fermentada

En respuesta a la creciente búsqueda de opciones alimenticias más saludables por parte de jóvenes y adultos, la torta de sacha inchi, obtenida por prensado en frío del aceite de sacha inchi, se presenta como una alternativa viable. Esta torta tiene un apreciable contenido de proteínas, aminoácidos esenciales y ácidos grasos polinsaturados por lo que la incorporación de la harina de sacha inchi como ingrediente mejoraría la calidad nutricional de los productos alimenticios. El presente proyecto se centró en la aplicación de la harina de sacha inchi desengrasada en tres niveles distintos de 0%, 5% y 10% para la formulación de galletas de masa fermentada, evaluando propiedades fisicoquímicas y sensoriales de las mismas. Entre las características evaluadas se analizaron: humedad, actividad de agua, textura y color de las galletas horneadas y se calculó su composición proximal, azúcares y contenido de sodio en las tres formulaciones desarrolladas. Para complementar este trabajo se realizó un estudio preliminar de vida útil. Los resultados indicaron que a mayor contenido de harina de sacha inchi en la formulación, la actividad de agua y el pH de las galletas se redujeron, manteniendo el contenido de humedad y la dureza sin cambios significativos. Teóricamente el contenido de proteínas se incrementa hasta en un 46% más que el control, mientras que los demás parámetros del análisis proximal no varían significativamente. Con respecto a las pruebas sensoriales, el 85% de panelistas prefirieron el tratamiento con 5% de harina de sacha inchi. Al evaluar la estabilidad de las galletas durante 15 días a una temperatura de 50°C y una humedad relativa de 65%, se observó que la dureza de todas las galletas disminuyó durante este almacenamiento. Según el nivel incorporado de harina de sacha inchi, se ve afectada la calidad físicoquímica y sensorial de las galletas. Palabras Clave: Harina de sacha inchi, proteínas, propiedades fisicoquímicas, galletas cracker.GuayaquilEscuela Superior Politécnica del LitoralThere is a growing demand for healthier food options for both young people and adults. Sacha inchi cake, made by cold pressing sacha inchi oil, is a promising alternative. It contains high levels of proteins, essential amino acids and polyunsaturated fatty acids, which could help improve the nutritional quality of food products. This project focused on incorporating defatted sacha inchi flour into sourdough cookies at three different levels: 0%, 5%, and 10%. The cookies were evaluated for their physicochemical and sensory properties, such as humidity, water activity, texture, and color. Their proximal composition, sugars and sodium content were also analyzed. A preliminary study was conducted to assess the cookies' useful life. The results demonstrated that increasing the sacha inchi flour content reduced water activity and pH while maintaining moisture content and hardness. The protein content theoretically increased by up to 46% more than the control, while other proximal analysis parameters did not vary significantly. The sensory tests revealed that 85% of the panelists preferred the treatment with 5% sacha inchi flour. During storage at a temperature of 50°C and a relative humidity of 65% for 15 days, the hardness of all cookies decreased. The physicochemical and sensory quality of the cookies was affected depending on the level of sacha inchi flour that was incorporated. Keywords: Sacha inchi flour, proteins, physicochemical properties, cracker cookie

Efecto de las temperaturas de tostado sobre el contenido de polifenoles durante la producción de licor de cacao

Esta investigación se centró en la influencia de las etapas de procesamiento en la conservación de polifenoles, esenciales para la calidad del chocolate. Se realizaron seis programas de tostado, evaluando tiempo y temperatura, utilizando cacao nacional de Vinces, Ecuador. El contenido de polifenoles se analizó mediante ensayo Folin-Ciocalteu, revelando pérdida durante el tostado y refinamiento del licor. Los tratamientos D (135°C durante 35 minutos) y E (125°C durante 35 minutos) conservaron eficientemente polifenoles en el licor de cacao (6,70%v/v y 7,06%v/v, respectivamente). Se encontraron diferencias significativas entre dos métodos de extracción E1 y E2 en el contenido de polifenoles en granos de cacao, resaltando la influencia de la grasa en el proceso. Aunque no hubo diferencias significativas en el contenido total de polifenoles entre programas de tostado en E2 y licor de cacao, el programa E a 125°C durante 35 minutos se identificó como óptimo, conservando 70,64 mg GAE/g muestra y manteniendo una calidad general destacada con una valoración de 7,32/10 en Calidad Global. Recomendaciones incluyen ampliar el panel de degustación, optar por programas de tostado específicos, trabajar con variedades conocidas, y explorar el impacto sensorial del grado de tostado alto para ajustar las condiciones según objetivos de sabor. Palabras Clave: tratamiento, atributos, calidad, evaluación.GuayaquilEscuela Superior Politécnica del LitoralThis research focused on the influence of processing stages on the preservation of polyphenols, crucial for chocolate quality. Six roasting programs were conducted, assessing time and temperature, using national cocoa from Vinces, Ecuador. Polyphenol content was analyzed using the Folin-Ciocalteu assay, revealing loss during roasting and refining of the liquor. Treatments D (135°C for 35 minutes) and E (125°C for 35 minutes) efficiently preserving polyphenols in cocoa liquor (6.70% v/v and 7.06% v/v, respectively). Significant differences were found between two extraction methods, E1 and E2, in cocoa bean polyphenol content, highlighting the influence of fat in the process. Although no significant differences in the total polyphenol content between roasting programs in E2 and cocoa liquor, program E at 125°C for 35 minutes was identified as optimal, preserving 70.64 mg GAE/g sample and maintaining outstanding overall quality with a rating of 7.32/10 in Global Quality. Recommendations include expanding the tasting panel, opting for specific roasting programs, working with known varieties, and exploring the sensory impact of higher roasting levels to adjust conditions according to desired flavor objectives. Key words: processing, attributes, quality, evaluation

Elaboración de una máquina peletizadora de escala laboratorio de matriz rotatoria

El propósito de este proyecto es desarrollar una máquina pelletizadora a escala de laboratorio con matriz rotatoria, enfocada en investigar biocombustibles sólidos a partir de residuos agroindustriales en Ecuador. Con 18.2 millones de toneladas de biomasa anuales, siendo 4 millones solo en la provincia de Guayas, este proyecto aborda la utilización de estos residuos para producir biocombustible sólido. La construcción de la máquina se centró en los requerimientos del cliente y se aplicó conceptos de ingeniería para seleccionar el sistema de transmisión de potencia más adecuado y dimensionar sus componentes. El resultado principal fue la creación de una máquina pelletizadora funcional. Se llevó a cabo un análisis estructural y transiente de la matriz de extrusión para comprender cómo la temperatura afecta este componente de la máquina. Además, se realizó un análisis de costos. La máquina construida garantiza un margen de seguridad amplio, asegurando su integridad mecánica y cumpliendo con los parámetros de temperatura para obtener pellets de calidad. Con un bajo costo de producción, esta iniciativa se presenta como una solución viable para pequeños productores en Ecuador. Palabras clave: Biocombustibles sólidos, análisis estructural, matriz de extrusión rotatoria, máquina peletizadora, pelletGuayaquilEscuela Superior Politecnica del LitoralThe purpose of this project is to develop a laboratory-scale pelletizing machine with a rotary die, focusing on researching solid biofuels from agro-industrial waste in Ecuador. With 18.2 million tons of biomass annually, including 4 million in the Guayas province alone, this project addresses the utilization of these residues to produce solid biofuel. The machine construction focused on customer requirements, applying engineering concepts to select the most suitable power transmission system and size its components. The main outcome was the creation of a functional pelletizing machine. A structural and transient analysis of the extrusion die was conducted to understand how temperature affects this machine component. Additionally, a cost analysis was performed. The constructed machine ensures a wide safety margin, ensuring its mechanical integrity and meeting temperature parameters for quality pellet production. With low production costs, this initiative presents itself as a viable solution for small producers in Ecuador. Keywords: Solid biofuels, structural analysis, rotary extrusion die, pelletizing machine, pelle

Evaluación del efecto de la sustitución parcial de harina de trigo por harina de sacha inchi sobre características de calidad y contenido de proteína de pan de molde

La extracción de aceite de sacha inchi (Plukenetia volubilis L.) genera un valioso subproducto denominado torta desgrasada, rica en proteínas y comúnmente desaprovechada por el ser humano. El propósito del proyecto radica en evaluar el impacto de la sustitución parcial de harina de trigo por harina de sacha inchi, aprovechando la torta como materia prima para la elaboración de pan de molde. Se evaluaron panes con tres sustituciones: 100/0, 95/5, y 90/10. Los análisis bromatológicos y físicos revelaron diferencias significativas en la actividad de agua y contenido proteico, destacando el pan con sustitución 90/10 por su elevada concentración proteica. Se registraron variaciones en el volumen específico, siendo más bajo el pan con mayor sustitución. El desarrollo alveolar no manifestó diferencias significativas, mientras que el color tendió a tonalidades más marrones con el aumento de sacha inchi. La textura del pan se vio adversamente afectada por la harina de sacha inchi, limitando su vida útil a tres días. Aunque se observaron disparidades en color y apariencia, no se identificaron diferencias significativas en aroma, sabor y textura, resultando aceptable para los consumidores. En conclusión, la sustitución incide positivamente en la concentración proteica y tiene aceptabilidad sensorial, mientras que, por otro lado, se reduce la vida útil debido a las propiedades texturales. Palabras Clave: Torta Desgrasada de sacha inchi, Harina de Trigo, Concentración Proteica, Sustitución Parcial, Pan de MoldeGuayaquilEscuela Superior Politécnica del LitoralThe extraction of sacha inchi (Plukenetia volubilis L.) oil generates a valuable by-product called defatted cake, rich in proteins and commonly wasted by humans. The purpose of the project is to evaluate the impact of the partial replacement of wheat flour with sacha inchi flour, taking advantage of the cake as a raw material to produce sliced bread. Breads were evaluated with three substitutions: 100/0, 95/5, and 90/10. Bromatological and physical analyzes revealed significant differences in water activity and protein content, highlighting the bread with 90/10 substitution for its high protein concentration. Variations were recorded in the specific volume, with the bread with greater substitution being lower. Alveolar development did not show significant differences, while color tended towards more brown tones with increasing sacha inchi. The texture of the bread was adversely affected by the sacha inchi flour, limiting its shelf life to three days. Although disparities were observed in color and appearance, no significant differences were identified in aroma, flavor and texture, making it acceptable to consumers. In conclusion, the substitution positively affects the protein concentration and has sensory acceptability, while, on the other hand, the shelf life is reduced due to the textural properties. Keywords: Defatted Sacha Inchi Cake, Wheat Flour, Protein Flour, Partial Substitution, Sliced Bread

Diseño de un proceso de fermentación controlado de cacao Nacional Fino de Aroma (Theobroma cacao L.)

El objetivo de esta investigación fue el diseño de un proceso de fermentación controlado para cacao Nacional 801, abordando la heterogeneidad presente en las prácticas tradicionales de los pequeños productores. Se llevó a cabo la fermentación en tres equipos distintos (cajones de madera, acero inoxidable y rotatorio de madera), con diferentes tipos de agitación (manual o continua) durante cinco días. En los granos fermentados, se monitoreó la temperatura en los equipos de acero y madera rotatorio. Además, se evaluaron parámetros fisicoquímicos y el contenido de polifenoles. Por otro lado, en los granos secos, se realizaron mediciones similares, incluyendo ensayos fisicoquímicos, índice de fermentación y prueba de corte. Los resultados indicaron que el cajón de madera (T1) y el biorreactor de acero con agitación manual (T3) fueron los óptimos en términos del proceso fermentativo, mostrando mejoras en los parámetros evaluados. Finalmente, se destaca la viabilidad de una alternativa al método tradicional, especificando las condiciones ideales para un cajón de acero inoxidable. Este enfoque innovador no solo busca mejorar la calidad del grano, sino que también se alinea con el Objetivo de Desarrollo Sostenible 8 al impulsar la productividad económica mediante la aplicación de tecnologías, fomentando la generación de empleo decente y seguro para hombres y mujeres. Palabras Clave: Fermentación, heterogeneidad, parámetros fisicoquímicos, cajón de acero inoxidable, productividad económicaGuayaquilEscuela Superior Politécnica del LitoralThis research aims to design a controlled fermentation process for Nacional 801 cocoa, addressing the heterogeneity present in the traditional practices of small-scale producers. Fermentation was carried out using three different equipment types (wooden boxes, stainless steel, and wooden rotary), with different types of agitation (manual or continuous) over five days. In the fermented beans, the temperature was monitored in the steel and wooden rotary equipment. Additionally, physicochemical parameters and polyphenol content were evaluated. On the other hand, in the dried beans, similar measurements were taken, including physicochemical tests, fermentation index, and cutting tests. The results indicated that the wooden box (T1) and the steel bioreactor with manual stirring (T3) were optimal in terms of the fermentation process, showing improvements in the evaluated parameters. Finally, the feasibility of an alternative to the traditional method is emphasized, specifying the ideal conditions for a stainless-steel box. This innovative approach not only seeks to improve the quality of the beans and aligns with Sustainable Development Goal 8 by boosting economic productivity through the application of technologies, promoting decent and secure employment for men and women. Keywords: Fermentation, heterogeneity, physicochemical parameters, stainless steel box, economic productivity