Propuesta de estudio para banco de pruebas de intercambiador de calor en base a actividades realizadas en la universidad UTFSM

Abstract

Este trabajo de titulación presenta una propuesta detallada para el aprovechamiento didáctico de un banco de pruebas de intercambiador de calor en la Universidad Técnica Federico Santa María. Ante la carencia de documentación técnica tras la adquisición del equipo en 2024, el autor, Bastián Klauz San Martín, desarrolla un marco que integra la gestión del conocimiento con la práctica del taller. El objetivo central es transformar la experiencia operativa en guías de laboratorio, manuales de uso y protocolos de seguridad que aseguren una manipulación correcta por parte de los estudiantes de ingeniería. El estudio describe minuciosamente los componentes del sistema, incluyendo una caldera con ventilador de tiro forzado, bombas de inyección de combustible y un intercambiador de tubos concéntricos de flujo paralelo. Mediante el análisis de los mecanismos de transferencia —conducción, convección y radiación—, se realizaron cálculos de flujo másico, caudales y coeficientes globales. Los resultados experimentales arrojaron que el equipo opera con una eficiencia térmica del 73%, demostrando un rendimiento óptimo para fines educativos. La seguridad es un pilar del proyecto, estableciendo el uso obligatorio de elementos de protección personal, como calzado dieléctrico y guantes, junto con normas estrictas para evitar incidentes durante la operación. Complementariamente, el informe incluye una evaluación económica que justifica la sostenibilidad del proyecto. El plan de mantenimiento preventivo propuesto requiere una inversión anual de 134.800 CLP, cifra significativamente menor frente a los 1.600.000 CLP estimados en ahorros por evitar fallas críticas en componentes mayores como la caldera o el intercambiador. Finalmente, el cálculo de un Valor Actual Neto (VAN) positivo de 200.427,63 CLP ratifica que la propuesta es financieramente rentable, garantizando la preservación del capital intelectual y material de la institución.