Propuesta de plan de mejora operativa y para la eficiencia térmica y energética del horno de fundición de la empresa de arte Casa Fage - Arias-Grillo, Valery (Instituto Tecnológico de Costa Rica, 2024)
Este proyecto fue desarrollado en la empresa de arte “Casa Fage Hay S.A.”. En esta empresa se realiza fundición de bronce para fabricar esculturas con un horno artesanal que utiliza aceite quemado. Al utilizar este combustible, se generan muchos residuos de combustión que se liberan en el taller y medio ambiente, lo que crea un problema para la empresa. También, la empresa desea reducir los costos del proceso. El objetivo del presente trabajo es desarrollar un plan de mejora para que la empresa logre aumentar su eficiencia térmica y energética del horno de fundición, reducir los costos de su proceso, disminuir su huella ambiental y mejorar la seguridad laboral de los trabajadores. Se determinó el estado de la situación actual mediante mediciones de temperatura y el desarrollo de un análisis térmico, con el fin de encontrar puntos de mejora. Consecuentemente, se obtuvo como resultado que el horno presenta altas temperaturas superficiales que atentan contra la seguridad laboral de la empresa, además, el horno presenta un alto consumo de combustible por una alta cantidad de pérdidas de calor por conducción, por los gases de combustión y por deficiencias en el sistema de combustión. Un alto consumo de combustible se traduce en más emisiones de contaminantes. Debido a estas situaciones, se plantean las siguientes soluciones: un recubrimiento, un quemador eficiente y un cambio de combustible. Con las soluciones propuestas, se lograría reducir el combustible utilizado un 26.28% y se aumentaría la eficiencia térmica del horno a 6.49%. Asimismo, las tres soluciones propuestas reducirían los residuos de combustión generados y esto disminuiría la huella ambiental de la empresa. Por último, la seguridad ambiental de la empresa mejoraría con la reducción de los residuos de combustión generados y con la disminución de la temperatura de la cara fría del horno.

This project was developed in the art company “Casa Fage Hay S.A.”. In this company, bronze is smelted to make sculptures. For this, they use an artisanal smelting furnace that uses burnt oil. The use of this fuel generates a great amount of combustion residues that are released into the workshop and the environment, which creates a problem for the company. In addition, the company wants to reduce the costs of the process. The objective of this project is to develop an improvement plan for the company to increase the thermal and energy efficiency of the smelting furnace, reduce the costs of its process, reduce its environmental footprint, and improve the occupational safety of its workers. For this purpose, the current situation was determined through temperature measurements and the development of a thermal analysis, to find points for improvement. As a result, it was found that the kiln has high surface temperatures that threaten the company's occupational safety; in addition, the kiln has high fuel consumption due to a large amount of heat loss through conduction, combustion gases and deficiencies in the combustion system. High fuel consumption translates into higher pollutant emissions. Due to these situations, the following solutions are proposed: a lining, an efficient burner, and a fuel change. The proposed solutions would reduce the fuel used by 26.28% and increase the thermal efficiency of the furnace to 6.49%. In addition, the three proposed solutions would reduce the combustion residues generated, which reduces the company's environmental footprint. Finally, the company's environmental safety would be improved by reducing the combustion residues generated and by reducing the temperature of the cold face of the furnace.
Proyecto de Graduación (Licenciatura en Ingeniería en Materiales) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Ciencia e Ingeniería de los Materiales, 2024
Esta tesis cumple con el objetivo ODS 3 y 12: Objetivo 3: garantizar una vida sana y promover el bienestar de todos a todas las edades. Meta 9: reducir considerablemente el número de muertes y enfermedades producidas por productos químicos peligrosos y la contaminación del aire, el agua y el suelo. Objetivo 12: garantizar modalidades de consumo y producción sostenibles. Meta 4: lograr la gestión ecológicamente racional de los productos químicos y de todos los desechos a lo largo de su ciclo de vida, de conformidad con los marcos internacionales convenidos, y reducir significativamente su liberación a la atmósfera, el agua y el suelo a fin de minimizar sus efectos adversos en la salud humana y el medio ambiente.
Keywords: Eficiencia térmica; Planes -- Mejoramiento; Eficiencia energética; Hornos de fundición; Costo -- Procesos de manufactura; Hornos artesanales; Residuos -- Gases de combustión; Análisis térmico -- Hornos; Recubrimientos; Thermal efficiency; Plans -- Improvement; Energy efficiency; Smelting furnaces; Cost -- Manufacturing processes; Artisanal furnaces; Waste -- Combustion gases; Thermal analysis -- Furnaces; Coatings; Emisiones -- Residuos peligrosos; Emissions -- Hazardous waste; Research Subject Categories::TECHNOLOGY::Chemical engineering::Metallurgical process and manufacturing engineering; Research Subject Categories::TECHNOLOGY::Materials science