informe tecnico parque nacional del café (montenegro - quindio)
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Informe Técnico de una Visita Exploratoria al Parque Nacional de la Cultura Cafetera
Andrés Felipe Arias Perilla, Andrés Felipe Ramírez Carmona, Juan Carlos Pinzón, Juan Felipe Padilla Gutiérrez
Universidad del Quindío, Proyecto Integrador de las Cátedras de Métodos de Aprendizaje-Introducción a la Ingeniería
Reconocimiento de Tecnologías Electrónicas instaladas en el Parque Nacional de la Cultura Cafetera
Montenegro, Quindío, Colombia
Adstract- La salida de campo al Parque Nacional de la Cultura Cafetera en el municipio de Montenegro, Quindío, nos permitió interactuar con equipos y maquinarias utilizadas para el entretenimiento de las personas. Obtuvimos un contacto directo con el personal administrativo y de control, los cuales desempeñan un papel primordial en el buen funcionamiento del parque; además, nos brinda la oportunidad de desarrollar técnicas para la construcción de registros de campo y propiciar la interacción de los ingenieros en formación, contribuyendo al trabajo en equipo.
Adstract-The field trip to the National Park of the Coffee Culture in the municipality of Montenegro, Quindío allowed us to interact with equipment and machinery used to entertain people. We made direct contact with the administrative personal and control, which play a major role in the functioning of the park. Also offers the opportunity to develop techniques for the construction of field reports and encourage the interaction of engineers in training contributing to teamwork.
Palabras Clave- Tecnología, control, alta tensión, seguridad civil, sub-estaciones.
Equipo de trabajo-Andrés Felipe Arias Perilla (94110608327)Andrés Felipe Ramírez Carmona (94081310143)Juan Carlos Pinzón Castañeda (1097398936)Juan Felipe Padilla Gutiérrez (94100605567)
I. INTRODUCCIÓN
El Parque Nacional del Café es un parque temático situado en el municipio de Montenegro, Quindío, Colombia. Fue fundado en 1995 por la Federación Nacional de Cafeteros de Colombia y el Comité Departamental de Cafeteros del Quindío; pertenece a la Fundación Parque de la Cultura Cafetera y es una entidad sin animo de lucro destinada a la preservación del patrimonio cultural e histórico del café en Colombia, a la promoción de actividades culturales, recreativas, ecológicas y al impulso del ecoturismo en la región.
Inicia sus actividades como sendero ecológico, pero económicamente no se tenían muchos recursos. El parque se endeudó para comprar máquinas de segunda, algunas traídas desde Estados Unidos como: montaña rusa, montaña acuática, ciclón, cars, carros chocones, telecilla, etc.
Las primeras atracciones son recibidas por ingenieros nacionales, mecánicos, electricistas, electrónicos y arquitectos, los cuales fueron los encargados de instalar estas atracciones en el parque aplicando sus conocimientos de la ingeniería.
La primera maquina traída al parque fue el teleférico, modelo 1974. La montaña acuática es modelo 1976, es una de las máquinas que han sido intervenidas por ingenieros colombianos,
realizando mantenimiento y actualización, cuyos trabajos eran homologados por profesionales extranjeros.
Este parque pertenece a la IAAPA (Asociación Internacional de Parques y Atracciones), el cual tiene unas normas y estándares de calidad, que son necesarias para el funcionamiento de cualquier parque a nivel mundial.
El parque está asociado con empresas como COSPEC que certifica el buen funcionamiento de las montañas rusas.
“En la nueva era del parque” se han comprado maquinas nuevas como: la cumbre y los rápidos. Este último es único en el país y Sudamérica, y segundo en Latinoamérica. El parque cuenta con grandes proyecciones para los próximos 5 años, este trabajo ha labrado sus frutos, llegando así a concursar por el premio nacional de ingeniería.
II. UBICACIÓN EN ESPACIO TEMPORAL Y DEL PERSONAL ENCARGADO DE SU ORIENTACIÒN
El equipo de trabajo visito el Parque Nacional del Café el 7 de Junio del 2012, aproximadamente a las 9:00 am, donde en primera instancia se dicto una breve explicación acerca del funcionamiento del teleférico. Además, se dieron las pautas e instrucciones para la exploración del sitio, orientada por el Tecnólogo Electromecánico Gustavo Ovalle y posteriormente por el Ingeniero Electrónico Fernando Rendón, que nos expone sobre la historia del parque y funcionamiento de algunas maquinas.
Fig. 1 Tecnólogo Gustavo Ovalle
Fig. 2 Ingeniero Fernando Rendón
III.OBJETIVOS GENERALES DE LA VISITA
Conocer las áreas aplicativas de la ingeniera en un campo como la alta potencia eléctrica, el control de grandes maquinas a través de la electrónica, el reconocimiento de tecnologías y su funcionalidad.
IV. INFORME
En la visita al Parque del Café el grupo de trabajo conformado por cuatro personas obtuvimos acceso a seis diferentes atracciones del parque, teniendo la posibilidad de conocer el modo de operación de las siguientes atracciones:
A. Teleférico
El teleférico es un sistema de transporte aéreo constituido por cabinas colgadas de una serie de cables que se encargan de hacer avanzar a las unidades a través de las estaciones.
Fig. 3 Teleférico
Fig.4Cableado Lógico Teleférico
1) Alimentación Eléctrica del Teleférico
El funcionamiento del teleférico tiene un circuito principal, que es el que esta en funcionamiento constantemente. Utiliza un voltaje de 440V y un arrancador suave el cual le crea una rampla de voltaje al motor, que hace las veces de un arranque Delta-Estrella. En caso de falla o ausencia de este circuito, hay una sub-estación disponible, la cual permite que siga funcionando sin ninguna dificultad. En caso de que fallen los dos circuitos que se tienen, el parque cuenta con un motor Diesel. Es utilizado solo para evacuar a las personas que estén en el momento utilizando el servicio de teleférico.
2) Control
Utiliza cableado lógico, que es una forma de realizar control en la atracción, en la que el tratamiento de datos (botonería, fines de carrera, sensores, etc.), se efectúa en conjunto con contactores o relés auxiliares, frecuentemente asociados a
temporizadores y contadores. Pero en este momento esta forma de control es muy antigua, tiene una alta probabilidad de falla por sus múltiples contactos, y puede ser remplazada por un PLC (Programmable Logic Controller).
En la Universidad del Quindío podemos encontrar tres líneas de profundización que podrían contribuir al mejoramiento de esta atracción como la automatización y control que podría contribuir a que sea una atracción más segura.
Fig. 5 Tablero de control
En esta atraccion se aplica la ciencia basica en el siguiente calculo:
El valor de las protecciones y fusibles que son necesarios para proteger la maquina, se debe conocer la corriente y la potencia
P= V*I
I=VR
B. Ciclón
El ciclón fue la segunda atracción visitada en el día por el grupo de trabajo. Pudimos apreciar el trabajo de los ingenieros del parque aplicando la tecnología para adaptarla al medio que era necesario. Esta atracción consiste en una rueda con 15 cabinas o vagones, gira sobre su propio eje gracias a la ayuda de un motor industrial. A la vez tiene en su centro un pistón hidráulico con el cual logra una inclinación de 90 grados aproximadamente.
En esta atracción se logra observar la aplicación de la ciencia básica para cálculos tales como:
- La Frecuencia y periodo de giro de las cabinas.
- La fuerza centrípeta que se ejerce en cada una de las cabinas y la cual sienten los usuarios.
1) Alimentación Eléctrica del Ciclón
El ciclón al igual que las demás atracciones está conectado al mismo circuito principal, cuenta con su propio transformador el cual se encarga de regular la entrada de voltaje de 13.2 KV del circuito principal a 440V con el cual funciona la atracción. El arranque del motor cuenta con un variador o arrancador suave que genera una rampa de voltaje para que el motor arranque. Nunca arranca al 100%, sino que va subiendo poco a poco. Si en el recorrido de la atracción se va la energía la rueda se detiene y baja suavemente el pistón hidráulico.
2) Control
En sus inicios la parte de control del ciclón era cableado lógico al igual que el teleférico, pero hoy en día el ciclón es un híbrido ya que cuenta con un PLC, encargado de temporizar el funcionamiento de la máquina y también tiene una parte en cableado lógico, la cual procesa información de los sensores y está conectada al PLC.
Una contribución básica que puede brindar la Universidad del Quindío se puede encontrar en la parte de control, con la cual se puede llegar a operar la atracción desde una pantalla, donde se visualizaría lo que pasa en cada una de las cabinas y se obtendría información importante sobre el motor en funcionamiento.
Fig. 6 Ciclón
C. Montaña Acuática
La montaña acuática consiste principalmente en un recorrido en botes donde pueden subir alrededor de 5 personas. La montaña cuenta con dos caídas, el bote se mueve mediante bandas transportadoras para subir el bote a los dos puntos más altos de cada caída, y además, también cuenta con 4 motores encargados de mover el bote en las zonas donde no hay bandas transportadoras. En estos tramos el bote se desplaza por encima de rodachines.
En esta atracción se pueden tomar en cuenta los siguientes cálculos:
- Movimiento uniformemente acelerado de los botes en el instante de cada una de las caídas.
- Desaceleración presente al momento de colisión entre el bote y el agua.
- Caudal del agua causado por las motobombas.
1) Alimentación Eléctrica de la Montaña Acuática
La montaña acuática posee su propio transformador para regular el voltaje que necesita para funcionar, esta atracción cuenta con tres variadores los cuales son los encargados de realizar un arranque suave para las motobombas y motores de la atracción, en caso de una falla eléctrica la atracción se detendría y no podría funcionar mas. Las motobombas y motores son trifásicos, funcionan a 440V, además cada motobomba y motor son activados independientemente mediante contactores, también tiene protectores termo-magnéticos los cuales impiden el funcionamiento de algún dispositivo si hay una corriente muy elevada.
2) Control
Esta atracción es una de las más antiguas, modelo 76. Por ello su sistema de control anteriormente era mediante relevos y cableado lógico, ahora tiene un PLC el cual es el encargado de todo el manejo de la maquina. En él están conectados todos los sensores y botones del panel de control al igual que es el encargado de activar cada una de las motobombas y motores mediante contactores.
Fig. 7 Montaña Acuática
En telecomunicaciones se podría hacer un gran aporte a esta atracción en el sentido de que se podrían comunicar todos los botes para saber en qué posición se encuentra cada uno de ellos en el recorrido, y de esta manera se lograría hacer un flujo más constante de los botes, ya que no sería necesario que los operarios despacharan los botes manualmente si no que ellos automáticamente iniciarían el recorrido.
D. Show El Secreto de la Naturaleza
Basada principalmente en la magia de una fabula compuesta por 24 animatronics y proyecciones animadas sobre pantallas holográficas, donde se ven involucradas la flora y la fauna colombiana, llevando un mensaje de protección al medio ambiente y de amor por nuestro país. Sensibilizando y dando a conocer a los colombianos la importancia de conservar y proteger las especies silvestres en vía de extinción.
El show “El secreto de la naturaleza” es una de las atracciones visitadas en esta salida de campo. Allí se pudo apreciar como la ingeniería logra integrar varias elementos como sonido, movimiento y luces en un show completo, para mostrar con gran habilidad y exactitud un espectáculo realista y atractivo para el público, no solo de manera comercial, sino de manera tecnológica, en la que podemos apreciar las destrezas de los ingenieros mecánicos, electrónicos, y de sistemas, que integran sus conocimientos para mostrar una hazaña en ingeniería como lo es montar un show de esta magnitud.
Haciendo un análisis breve, podemos darnos cuenta que es posible aplicar las líneas de profundización de nuestra carrera en un espectáculo de estos, como la automatización para poder que estos robots del show tengan un funcionamiento más preciso y con más eficacia. Otra de las profundizaciones que podemos aplicar es la de sistemas digitales, que puede ayudar a un mejor control y a una mejor programación de los animatronics permitiendo que el manejo de ellos sea más fácil.
En esta sección del recorrido se aprecia como las ciencias básicas pueden aportar las bases para el buen funcionamiento de este tipo de proyectos, calculos sensillos como calcular la corriente, la resistencia y voltage de un circuito indicado contribuira en gran manera para que los animatronics funcionen perfectamente.
Fig. 8 Show El Secreto de la Naturaleza
Otro ejemplo de cómo podemos aplicar las ciencias basicas es la mecánica, que va de la mano con la fisica, puesto que, sin conocimientos de el funcionamiento y como estan integradas las maquinas existentes no sabriamos cuanta corriente o cuanta energia hay que aplicarle a la maquina para que nos de cierto resultado.
La innovación y el diseño han marcado una pauta fundamental en el show porque, sin esto, este espectaculo no hubiera avanzado. La implemetacion de nuevas tegnologias dan resultados significativos, como un mejor espectaculo y que este mismo pueda ser modificado, puesto que su programacion y su mecánica lo permiten. Este espectaculo es hecho por los ingenieros, tecnicos y tecnologos del parque, que poniendo a prueba sus conocimientos sacan a flote un espectaculo de esta categoria.
E. Montaña Rusa
“El principio del funcionamiento de las montañas rusas se basa en la ley de la conservación de la energía.
En este caso, dichas energías son la Energía cinética y Energía potencial. La energía cinética es aquella que está presente en todo movimiento, es la energía del movimiento. Mientras mayor sea éste, es decir, mientras mayor sea la velocidad, mayor será la energía cinética que ese cuerpo posea. Por otro lado, la Energía potencial se refiere a la energía de posicionamiento. En este caso, se utilizará la energía potencial gravitatoria, y como bien dice su nombre, se refiere a la energía en torno a su posición en relación a la gravedad”.
La montaña rusa es una de las atracciones más antiguas del Parque Nacional del Café. Fue importada de USA en los principios del parque. El equipo de mantenimiento hace intervenciones casi todos los días para ofrecer un mejor servicio y seguridad en esta atracción.
“Con velocidades de hasta 80 kilómetros por hora, La Montaña Rusa del Parque del Café, le ofrece un recorrido que en pocos segundos le hará sentir toda la emoción y adrenalina propias de ésta atracción mecánica. Con una longitud de 1050 metros de longitud, haciendo de esta una de las montañas rusas mas largas de Colombia”
Fig. 9 Montaña Rusa
1) Alimentación Eléctrica y funcionamiento de la Montaña Rusa
La sub-estación de la montaña rusa recibe 440V y entrega 64V a la atracción, mediante un proceso de transformación que se realiza en la misma, con el fin de alimentar los motores trifásicos que tiene cada carro de la montaña, y junto con su sub-ayudante, el espiral, que ayuda a subir los carros a la parte mas alta de la montaña. El espiral es alimentado por un contactor, que energiza alrededor de dos tramos del espiral, los demás tramos ya quedan energizados y se des-energizan cuando el carro desciende por la pendiente, que activa unos sensores que indica que ya descendió. El espiral tiene una protección, para prevenir daños o fallas a causa del sobre voltaje. Esta protección tiene fusibles de 355A.
2) Control
La parte de control de esta atracción funciona a 110V, dicho voltaje lo entrega un transformador diferente al que suministra la energía de la montaña rusa. El sistema de control de la montaña rusa es controlado por un PLC (Programmable Logic Controller) que tiene 5 módulos de entrada con sensores, presóstatos, pulsadores, electores, paradas de emergencia y dos módulos de salida que son formas de distribución.
Fig. 10 Sistema de Control Montaña Rusa
Los sensores y presóstatos están ubicados en los frenos. Estos frenos están diseñados con el fin de prevenir un choque o contacto cuando están circulando por la montaña rusa dos carros simultáneamente, y también para saber en que parte del recorrido van los carros.
Los presóstatos cierran o abren el circuito eléctrico dependiendo de la lectura de presión de un fluido.
Actualmente la montaña rusa del parque del café tiene 4 frenos ubicados en diferentes lugares de la pista del recorrido, con un freno de emergencia situado al final de la pista.
Para prestar un buen servicio e impartir seguridad a los usuarios de esta atracción el mantenimiento es primordial, con el fin de prevenir posibles daños y accidentes, como por ejemplo engrasar los rieles todos los días, y realizan pruebas de espesores anuales. Este mantenimiento lo hacen personas especializadas en el tema, para que haya una estructura de calidad. Sin embargo no están exentos a dichos problemas, para esto cuentan con una sub-estación de emergencia que auxilia a todas las atracciones del parque y un excelente personal capacitado para enfrentarse a dichas emergencias.
Al relacionar el funcionamiento de la montaña rusa con el conocimiento de ciencia básica, podemos encontrar varios ejemplos de lo ya mencionado antes, por ejemplo:
La velocidad es directamente proporcional al peso en descenso o en caída, es decir entre mas peso, mayor velocidad habrá en el descenso y posiblemente en el recorrido.
Consideremos que un cuerpo A con P peso cae por una pendiente alcanzara una velocidad V; si el cuerpo A tiene un peso P mayor al caer por la pendiente alcanzara una velocidad mucho mayor.
Con relación en esto determinemos los siguientes valores
Peso (P) Velocidad (V)2Kg 2Km/h4Kg 4Km/h6Kg 6Km/h8Kg 8Km/h
1 2 3 4 5 6 7 8 90
2
4
6
8
10
Vel
ocid
ad (
V)
en K
m/h
Peso (P) en Kg
Fig.11 Grafica del peso en función de la velocidad
IV. CONCLUSIÓN
El Parque Nacional del Café cuenta con un personal muy bien capacitado que atiende a todas las necesidades del usuario, preocupándose por el bienestar físico del mismo y por el disfrute de todas las atracciones que poseen. Los avances en el parque se pueden patentar en el hecho de que hay proyectos para implementar nuevas atracciones y que cada vez se generan más y más oportunidades para que nuevas tecnologías ingresen. Sin lugar a dudas, el Parque Nacional del Café trabajará fuertemente en la mejora de sus tecnologías. Nos demostraron lo importante que es el trabajo de cada una de las personas que laboran allí y además, lo indispensables que son los conocimientos de las ciencias básicas para el buen desempeño del Ingeniero. Es de resaltar la atención y la amabilidad prestada por los encargados de cada locación del parque, al Ingeniero Fernando Rendón que tan amablemente nos guió, y al Tecnólogo Gustavo Ovalle, que también desempeño un papel fundamental en el recorrido. Agradecemos al Parque Nacional del Café la oportunidad de abrir sus puertas para que adquiriéramos nuevos conocimientos y dar así lugar para que cada vez más nos enamoremos de esta profesión que hemos escogido, y realmente brindarnos la opción de sentirnos como “Ingenieros en Formación”.