https://repositorio.utn.edu.ec/handle/123456789/14497 2026-07-05T22:46:50Z https://repositorio.utn.edu.ec/handle/123456789/19974 Title: Análisis aerodinámico de un vehículo liviano con el uso de accesorios portaequipajes en el techo mediante dinámica de fluidos computacionales Authors: Torres Moreno, Christian Alexander Abstract: La presente investigación tuvo como objetivo evaluar cómo influye aerodinámicamente la incorporación de un rack de techo y una carga transportada sobre la carrocería de un vehículo Chevrolet Vitara clásico, apoyados mediante herramientas de ingeniería asistida por computadora para este caso dinámica de fluidos computacional (CFD) y software CAD. Como punto de partida, se realizó el escaneo 3D de la carrocería utilizando el escáner 3D Einstar de Shining, obteniéndose una nube de puntos precisa de la geometría del vehículo. Posteriormente, en base al escaneo se desarrolló el modelado CAD de la carrocería, del rack de techo y de la carga a transportar mediante elementos de superficie y elementos sólidos, permitiendo la generación de los modelos necesarios para el análisis numérico. Adicionalmente, se diseñó el túnel de viento virtual y se extrajo el volumen de control requerido para la simulación aerodinámica. Las simulaciones CFD fueron ejecutadas en ANSYS Student, verificando previamente la calidad de la malla superficial y volumétrica mediante los criterios de Skewness y Orthogonal Quality, con el fin de garantizar la confiabilidad de los resultados. Para todos los casos de estudio se establecieron como principales condiciones de borde una velocidad de entrada de aire de 25 m/s y una densidad del aire de 0,948 kg/m³, valor determinado considerando las condiciones atmosféricas de la ciudad de Ibarra. Se analizaron tres configuraciones: la carrocería original, la carrocería equipada con rack de techo y la carrocería equipada con rack de techo y carga. En cada caso se determinaron la fuerza de arrastre, fuerza de sustentación, coeficiente de arrastre y coeficiente de sustentación. Los resultados evidenciaron un incremento progresivo de estos parámetros aerodinámicos al incorporar los elementos externos sobre el techo del vehículo, generando una mayor resistencia al avance. De igual manera, el cálculo de la potencia requerida para vencer la fuerza de arrastre mostró un aumento conforme se añadieron el rack y la carga. Complementariamente, se evaluó la distribución del flujo de aire alrededor de las diferentes configuraciones, identificando alteraciones en los patrones de flujo y regiones de mayor perturbación aerodinámica asociadas a la presencia de los accesorios externos. Se concluye que la instalación de un rack de techo y la incorporación de carga generan un impacto negativo sobre el desempeño aerodinámico del vehículo, incrementando las fuerzas aerodinámicas y la potencia requerida para su desplazamiento, aspectos que pueden repercutir en el consumo energético y la eficiencia operacional del automóvil. 2026-06-30T00:00:00Z https://repositorio.utn.edu.ec/handle/123456789/19922 Title: Efectos de conducción ecológica (Ecodriving), en consumo de combustible y emisiones en vehículos livianos Authors: Cabrera Chabla, Antoni Steven Abstract: Esta investigación analiza el impacto de la conducción ecológica (Ecodriving) en el consumo de combustible y emisiones de CO2 en vehículos livianos, bajo condiciones de tráfico real en la ciudad de Ibarra. El estudio vincula el conocimiento teórico con el desempeño operativo entre conductores con formación en técnicas de conducción ecológica y conductores que aplican una conducción normal o convencional. Para ello se realizó un curso de Ecodriving cuyo impacto fue evaluado mediante encuestas antes y después la intervención, evidenciando una mejoría en el nivel de conocimiento sobre eficiencia en la conducción. Para el levantamiento de datos se implementó un sistema de adquisición de datos basado en el dispositivo ELM 327 OBD II, permitiendo el registro de variables como el consumo de combustible, velocidad, distancia recorrida, entre otros. La integración de estas herramientas permitió estimar el gasto energético en tres escenarios: Ibarra Norte (Ruta 1), Ibarra Centro Sur (Ruta 2) y Ibarra Centro (Ruta 3). Los resultados muestran que la aplicación de dichas técnicas permite las reducciones significativas en el consumo de combustible, las emisiones y el esfuerzo del motor, con ahorros de 6.42% en la Ruta 1, y un máximo de 9.87% en la Ruta 3. En la Ruta 2 el ahorro fue de 1.17% evidenciando que la congestión vehicular urbana, aunque limita el potencial, las técnicas son viables. Finalmente, el análisis demuestra que el fortalecimiento de los conocimientos teóricos en conducción ecológica permite la reducción de emisiones, el ahorro de combustible y un menor esfuerzo del motor en entornos urbanos. 2026-06-23T00:00:00Z https://repositorio.utn.edu.ec/handle/123456789/19852 Title: Diseño y construcción de un sistema de transmisión en un vehículo monoplaza Authors: Beltrán Cuasapaz, Ney Sebastián; Burbano Revelo, Jordán Alexander Abstract: El diseño del sistema de transmisión constituye un factor determinante en el desempeño, confiabilidad y eficiencia de los vehículos monoplaza tipo Fórmula SAE, debido a las elevadas exigencias dinámicas y estructurales propias de la competición. El presente trabajo tuvo como objetivo diseñar e implementar un sistema de transmisión eficiente y confiable para un vehículo monoplaza, optimizando la transferencia de potencia del motor hacia las ruedas motrices y superando las limitaciones del sistema previamente instalado. La metodología incluyó la captura de datos geométricos mediante escaneo tridimensional, modelado CAD con software especializado y simulación por elementos finitos para evaluar esfuerzos, deformaciones y factores de seguridad en condiciones críticas. A partir de esto, se desarrollaron y refinaron progresivamente distintas versiones del porta-diferencial, con el objetivo de reducir el peso total sin comprometer la integridad estructural del conjunto. Los resultados demuestran una gran reducción en el peso del sistema, con valores de esfuerzo de Von Mises y factores de seguridad adecuados para un entorno competitivo, validando así las decisiones de diseño adoptadas frente a las exigencias de esta aplicación. El sistema de transmisión desarrollado optimiza el rendimiento dinámico, la eficiencia y la fiabilidad del vehículo monoplaza, constituyendo una solución técnica viable para Formula SAE. Asimismo, este trabajo representa un aporte relevante al fortalecimiento de capacidades en diseño, análisis estructural y simulación en el campo de la ingeniería automotriz, trascendiendo el ejercicio técnico para consolidarse como una contribución significativa tanto para el equipo como para la disciplina. 2026-06-03T00:00:00Z https://repositorio.utn.edu.ec/handle/123456789/19850 Title: Desarrollo y validación de un gemelo digital para optimización de la combustión en motores de gasolina Authors: Tabango Serrano, Evelyn Dayana; Amaguaña Guatimal, Alina Mayte Abstract: El presente trabajo de integración curricular detalla el desarrollo y validación técnica de un gemelo digital diseñado para optimizar el proceso de combustión y facilitar el diagnóstico predictivo en una maqueta estacionaria de un motor Chevrolet F16D3 de 1.6 litros. La instrumentación empleó una tarjeta DAQ NI USB-6008, extrayendo parámetros físicos en tiempo real para consolidar una matriz experimental de 12,000 muestras monitorizadas mediante LabVIEW™™™. Para la estructuración computacional de este gemelo digital, se descartaron los modelos matemáticos físicos tradicionales. En su lugar, la arquitectura se fundamentó en el procesamiento de señales mediante la Transformada de Fourier y el entrenamiento de Redes Neuronales Artificiales (ANN) en MATLAB®. ®. Es imperativo destacar que el gemelo digital definitivo se materializó emulando exclusivamente un único actuador, el inyector, cuyo comportamiento dinámico fue replicado íntegramente mediante algoritmos de regresión. La evaluación técnica evidencia una fiabilidad excepcional: la validación del modelo de regresión del inyector alcanzó un coeficiente de determinación ROC de 0.99 y un error relativo (MAPE) inferior al 1.7%, replicando con exactitud los transitorios de presión. Simultáneamente, el modelo computacional complementario de clasificación logró una exactitud del 99.99% en la identificación de fallas inducidas, descartando falsos positivos. 2026-06-03T00:00:00Z