Validación de parámetros para la fabricación de productos derivados del bambú, especie guadua angustifolia kunth, como elementos estructurales, mediante la aplicación de diseño de experimentos

Abstract

La presente tesis realiza un estudio de investigación sobre el efecto de combinar parámetros (factores), actualmente utilizados en un proceso de fabricación de productos derivados de la Guadua Angustifolia Kunth. Estos factores corresponden a las características del material, como las variables presentes en el proceso, entre ellas se encuentran: contenido de humedad, temperatura, tiempo de prensado, tiempo de acción del pegante, presión, etc. La meta es validar el proceso de fabricación de productos derivados de caña Guadua; optimizar los factores de fabricación, sin descuidar el control en su aplicación. Actualmente se tienen definido los parámetros en el proceso de fabricación de los productos. Por lo que se requiere diseñar un proceso, que basado en factores y estudios previos, que ayude a mejorar y robustecer el proceso actual. Para ello, la técnica que nos permite alcanzar los objetivos es la aplicación del Diseño de Experimentos (por sus siglas en inglés Design of Experiments, DoE), mediante la Filosofía Taguchi. Esta filosofía que propone un diseño robusto, combina los factores de fabricación para lograr productos y procesos robustos, frente a las posibles causas de variabilidad. El desarrollo de la investigación que se propone en esta tesis es el siguiente: El primer capítulo comprende el planteamiento y justificación del problema, el cual ayuda a conocer el proceso y todos los componentes que conforman el producto, para trazar los objetivos del estudio, determinar la metodología y además delinear el problema científico al que está sometido el proceso. Con el fin de analizarlo y estudiarlo. De este capítulo, depende el tratamiento del problema y todas las acciones que se tomen para cumplir con los objetivos propuestos en el estudio. El segundo capítulo, es la sustentación teórica para elaborar el estudio de una manera analítica y experimental, basado en conocimientos de autores expertos en el tema. El soporte teórico describe la evolución de la Guadua y sus propiedades, las teorías sobre herramientas de calidad, herramientas estadísticas, y herramientas de análisis, las mismas que aplicadas de una manera metódica sirven para dar una correcta solución del problema. En el tercer capítulo se realiza el diagnóstico del proceso actual de fabricación de los productos. Aquí se presentan los valores de resistencia al corte obtenidos en los ensayos mecánicos exploratorios, los mismos que son valores referenciales que servirán en el momento de análisis, para comparar sus resultados, luego de que se ejecute y se analice el nuevo estudio de todos sus factores a través del Diseño de Experimentos. En el cuarto capítulo se realiza el estudio sobre el comportamiento de la variable de respuesta respecto a los factores que influyen sobre ésta, sus niveles o tolerancias. Es decir, en esta etapa se define el tipo de diseño que se aplica, los factores, niveles y metodología a utilizar en la realización del experimento, hasta la obtención de resultados preliminares. El quinto capítulo, se procede a realizar el análisis e interpretación de los resultados obtenidos en el diseño experimental, haciendo uso del análisis de varianzas ANOVA, y gráficas propias del software estadístico Minitab versión 15. La validación del estudio consiste en la interacción entre la parte teórica, obtenida de la matriz del diseño y utilización de herramientas estadísticas, y la aplicación experimental. Soportada en pruebas mecánicas, la validación obtiene resultados que comparan los valores de estudios anteriores, la introducción y cambio de valores en los factores de estudio. En el sexto capítulo, se recogen todas las experiencias negativas o positivas fruto de la investigación, se compara con los objetivos trazados y se redactan como conclusiones y recomendaciones. Se hace énfasis a los resultados obtenidos en los diferentes ensayos, y objetivos planteados al inicio de la misma, así como las recomendaciones sobre las oportunidades de mejora identificadas en el proceso.