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SICA S.A.S

Presentación del problema

En Colombia, El crecimiento de las ciudades genera retos frente a la movilidadvial, a medida que aumentan las necesidades de desplazamiento y la motorización

individual que, por lo general, crece a un ritmo más rápido que la infraestructura

vial [1] Como consecuencia de esto, las personas que poseen un automóvil, no

encuentran un lugar para parquear sus vehculos debido al d!ficit de espacio en

los estacionamientos de las diferentes edificaciones o lugares que ofrecen dicho

servicio" Como la problemática principal, es la falta de espacio, se dise#ará un

dispositivo que pueda optimizar el mismo, colocando un automóvil por encima de

otro, duplicando la capacidad [$] de almacenamiento de los estacionamientos"

Análisis del problema

E%iste una gran variedad de sistemas que realizan esta acción en el mercado

nacional e internacional, se indago en una gran cantidad de páginas de internet y

se encontró que estos sistemas difieren entre s en aspectos como el precio,

forma y tama#o del dise#o de cada fabricante, el sinn&mero de formas en que se

instalan y construyen, otros" 'ichas variables tambi!n se evidencian en los pocos

sistemas de este tipo que se encuentran en Colombia"

Descripción del problema

(no de los ob)etivos del proyecto es lograr dise#ar un sistema que sea confiable

para los usuarios, teniendo en cuenta las caractersticas limitantes que dieron

origen al mismo, como la seguridad, la practicidad, la economa y su sencilla

instalación" (no de los ob)etivos de este proyecto es que el producto sea seguro,

además, se planea que sea económico, permitiendo as, la fácil adquisición por 

parte del usuario* que sea práctico y ligero* que las alteraciones al lugar donde se

instalará sean mnimas* que su mantenimiento sea de ba)a comple)idad y que sea

capaz de levantar una gran variedad de vehculos"

Importancia del proyecto

'e acuerdo con un estudio sobre el sector automotriz realizado por ++-

.esearch", Colombia va a incrementar su parque automotor en /,0 millones de

vehculos entre $1 y $$ y crecera a una tasa promedio anual de 2,34 516

7ientras que la tasa poblacional colombiana es del 1"/4 seg&n el '-8E Con

esto, encontrar un lugar para aparcar el vehculo es cada vez más difcil, esta

&ltima se traduce en una necesidad que da origen a la idea del proyecto "

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Objetivos

 

Objetivo general

'uplicar la capacidad de un espacio de estacionamiento para automóviles"

 

Objetivo específicos

 -nalizar los dispositivos e%istentes que permiten elevar automóviles yduplicar un puesto de estacionamiento! 9lantear 8uevas y diferentes alternativas para duplicar un puesto deestacionamiento" :eleccionar la opción que me)or se adapte a las e%igencias

# 'ise#ar un dispositivo que duplique un espacio de estacionamiento,práctico y que est! al alcance de la mayor población colombiana

$evisión bibliográfica

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Como parte del análisis y cruce de información del estado del arte del proyecto, se

dará a continuación el análisis de las patentes más relevantes sobre los

dispositivos de elevación de vehculos, además de revisar de los diferentes

dispositivos disponibles en Colombia"

$evisión de patentes

:e realizó una b&squeda de patentes sobre los dispositivos de elevación de

vehculos, se seleccionaron algunos de ellos y a continuación, a modo de lnea de

tiempo, se dará a conocer cómo ha ido cambiando su dise#o, adaptándose a las

necesidades emergentes de los siguientes a#os

I.%!%& :e patenta por primera vez un dispositivo que sirva para la elevación devehculos en Estados (nidos, cuya geometra es bastante sencilla al igual que su

funcionamiento, el cual, consiste en levantar el vehculo con un gran pistón

hidráulico que sale del suelo" Este mecanismo de elevación no optimiza el espacio

de estacionamiento, que es lo que se busca" En la figura 1 se evidencia el dise#o

de dicho dispositivo" 

'ig(ra . )levador de ve*íc(los +iegand ,"-

II.%"& :e publica otro dispositivo de elevación, cuyo funcionamiento es parecidoal del publicado hace 3 a#os, solo que este se utilizó para la reparación de

automóviles que requeran de elevación para acceder al sub apare)o del mismo,

además, posea los mismos problemas de optimización de espacio que su

predecesor como se puede evidenciar en la figura $"

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'ig(ra .". S(spensiones en sistema de elevación ve*ic(lar ,0-

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I1.%2& (n nuevo dise#o de elevador de vehculos se publica, este posee uncambio de mecanismo, en la figura 1";, se evidencia que hubo un cambio en el

sistema del pistón hidráulico a un sistema de correas y poleas" -cá el espacio al

elevar el vehculo queda libre, sin embargo, no es el suficiente como para que

quepa otro deba)o"

'ig(ra .#. )levador ve*ic(lar con sistema de correas y poleas ,3-

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• %2"& :e incorpora una me)ora al antiguo dise#o del elevador de vehculos"

:e observa en la figura 1"0 que se agregan ; pistones que sirven tambi!n

como columnas y un pistón central que se puede desacoplar para poder 

acceder a la parte inferior del vehculo"

'ig(ra .0. )levador de a(tomóviles de 4ernic5 6 ,2-

• %20& El sistema de elevación de vehculos a&n posee un pistón central que

se desacopla para poder acceder a la parte inferior del vehculo y realizar 

las pertinentes reparaciones del mismo, sin embargo, este dise#o poseeme)oras como ; columnas que sirven como apoyo de seguridad, se

reemplazan los ; pistones por columnas que sirven como rieles al momento

de accionar el elevador" En la figura 1"

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'ig(ra .3. elevador de coc*es de Stanley ,-

• %23& :e elimina del dise#o del elevador, el pistón central y es reemplazado

por ; columnas con un mecanismo de correas y poleas y un motor queacciona este mecanismo observado en la figura 1"2" -demás de incorporar 

al dise#o unos sistemas de enganches que se desplazan con el elevador y

que se encuentran en cada columna"

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'ig(ra .2. )levador vertical de Petit ,%-

1.%%#& :e publica la primera patente que describe un elevador de vehculos queduplica el espacio de estacionamiento" Como se puede observar en la figura 1"=,

el vehculo ubicado en la parte superior puede ba)ar y subir, sin necesidad de

retirar el vehculo estacionado deba)o de !l"

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'ig(ra .. D(plicador de estacionamiento de /iang 4ong 7mo ,8-

I1.!8#,-& :e me)ora el duplicador de estacionamiento, agregando soportes ysistemas hidráulicos, además de hacer prioridad la optimización de espacios

removiendo cualquier columna que antes elevaban al vehculo, en la figura 1"3 se

puede evidenciar que la salida y entrada del usuario al vehculo es más fácil"

'ig(ra .%. D(plicador de estacionamiento de 9( 6ia ,-

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$evisión de los dispositivos est(diados

9ara tener un panorama más claro sobre estos dispositivos de duplicación de

estacionamiento, se hizo una b&squeda sobre la presencia de estos dispositivos

en la ciudad de 7edelln, a continuación, se ad)untara la ficha t!cnica de uno de

los dispositivos fabricado por 9ar>ing E%perts

'ic*a t:cnica d(plicador de par;(eadero !C par5ing )

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=ormativa y características ;(e logran (n b(en dise>o

En el traba)o de grado ?'ise#o de elevador móvil para vehculos livianos y

construcción de un modelo a escala@ [1/] se proporcionan la normativa a tener en

cuenta para el dise#o de un elevador de vehculos" -unque no son para un

duplicador de estacionamiento, ambos cumplen el mismo principio de elevar unvehculo, por lo que esta normativa se adapta bien a los factores de seguridad a

tener en cuenta en el dise#o de un duplicador de estacionamiento"

Características ;(e logran (n b(en dise>o&

Concl(siones preliminares&

En Colombia, el mercado de los duplicadores de estacionamiento está surgiendo,

por lo que a&n se tiene oportunidad de entrar a este con un dispositivo cómodo, de

fácil instalación y accesible a la gran mayora de la población, además de que este

dispositivo podra ser fabricado en el pas y evitar la importación de los mismos,

ampliando as la variedad de opciones que puede elegir el usuario"

P$OP?)S@A D) DIS)O 

:e 7encionaran las venta)as y desventa)as de las distintas caractersticas de los

dispositivos mencionados anteriormente para tomarlas en cuenta y as poder llevar 

a cabo el me)or de los dise#os" :e analizará, de manera general, cada una de laspartes que se requieren en el prototipo para satisfacer las necesidades de los

usuarios"

1entajas y desventajas de sistemas de elevación

 

Sistema *idrá(licoA :on sistemas muy seguros, donde el calentamiento

por sobrecarga no se presenta [1;]* debido a su fle%ibilidad, pueden ser 

adaptados a cualquier geometra [10]* requieren de poco mantenimiento y

son capaces de levantar grandes cargas" :in embargo, la integridad de los

sellos que mantienen la hermeticidad del actuador puede provocar complicaciones si no se posee un adecuado programa de mantenimiento y

el costo para la adquisición de uno de estos sistemas [1ones& :on sistemas cuyas transmisiones son

bastantes robustas, lo que les permite traba)ar en condiciones ambientales

adversas* son &tiles cuando se requiere transmitir grandes pares de fuerza"

.equieren de constante lubricación [12]

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Sistema tornillos de potencia& :implicidad en su dise#o* económicos para

su fabricación* precisión en su conformado" Bas desventa)as de estos

sistemas radican en su elevado rozamiento debido a la fricción que hay

entre las paredes de sus componentes 5tornillo y tuerca6, esto trae como

consecuencia una poca eficiencia mecánica [1=], pero una solución a este

inconveniente es la adición de un rodamiento de bolas para aumentar su

eficiencia mecánica, y a su vez, disminuir el rozamiento [13]

 

Sistema ne(mático& :on sistemas bastante limpios* :u velocidad al ser 

accionados es alta* los componentes son de configuración sencilla y fácil

monta)e, proporcionando a los sistemas automatizados un control

relativamente sencillo [$]* Ba instalación de estos sistemas poseen un

costo relativamente ba)o, ya que los componentes son muy económicos y

requieren muy poco mantenimiento [$1]" Ba desventa)a de estos sistemas

es que el aire es económico si la fuerza está por deba)o de /8"

)str(ct(ra principal

• C(atro col(mnas& Este dispositivo trae varios inconvenientes a la hora de

dise#ar el modo en que va a elevar la carga, ya que la plataforma debe

subir paralela al suelo, requiriendo guas y piezas especiales en las cuatro

columnas aumentando as el costo de fabricación"

• Dos col(mnas& :u dise#o es est!ticamente más agradable a los usuarios"

:e facilita el transporte e instalación del dispositivo, y se reduce el material

utilizado, disminuyendo as el costo

• ?na Col(mna& 9oco com&n, elegante y discreto* su estructura resultara de

grandes dimensiones y altos costos ya que se emplearan materiales muy

resistentes, debido a los grandes esfuerzos mecánicos a los que estara

sometido

Plataforma&

 

Sin plataforma& (n soporte en forma de ?@ a)ustable, que su)eta y levanta

al vehculo por el chasis, esta configuración trae asociada un gran

inconveniente, ya que el usuario podra ubicar el vehculo de una manera

errónea, aumentando la probabilidad de accidentes"

  Dos canales& Este dise#o, brinda mayor comodidad al usuario* optimiza eluso del material, pero presenta una gran desventa)a, ya que desprotege al

automóvil ubicado en la parte inferior, de fluidos de aceite, agua y demás

desechos que puedan caer desde el vehculo superior"

 

Plataforma completa& Este dise#o da solución a los inconvenientes

observados en los apartados anteriores, facilitando en gran medida, el

proceso de estacionamiento al conductor"

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Selección de alternativa del dise>o&

'espu!s de una ardua b&squeda en la red, se determinó que la información

t!cnica respecto a los duplicadores de estacionamiento es escasa, la evaluación

de las caractersticas del pre dise#o 5y dimensionamiento6 serán basadas en la

asesora con el monitor del curso, el profesor del curso y en la informaciónanalizada y recopilada"

:e concluyó que el elevador debe poseer las siguientes caractersticas para dar 

cumplimiento a las necesidades planteadas en el presente proyecto, para

presentar estas caractersticas, se presentan $ isometras* en ella se realiza

algunos comentarios respecto a los elementos componentes y funcionales "

)str(ct(ra principal&

Deniendo en cuenta las venta)as y desventa)as mencionadas anteriormente y el

centro de masa del vehculo, se decide escoger la opción de dos columnas, yaque es la forma más económica y sencilla"

Sistema de elevación&

Criterios de selección para el sistema de elevación&

 :e realizara una comparación de los mecanismos de elevación postulados para el

elevador, mediante el cuadro de calificación v!ase Dabla 1

  @abla . C(adro decalificación

En la tabla $, se compararan los mecanismos, hidráulico, electro mecánico 5tornillo

de potencia6 y mecánico 56, se analizara su funcionamiento, su facilidad de

mantenimiento, la seguridad y sobre todo el costo"

Criterio. Calificación

.E%celente 3

.egular <

7alo /

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 -nalizando una gran variedad de duplicadores de dos columnas y la forma en que

tienen ubicados sus soportes 5columnas6, se decidió que los soportes del

dispositivo a dise#ar tendrán la misma posición que en la de los demás

dispositivos"

Plataforma&

El vehculo será colocado sobre una estructura, lo más ligera posible, que tendrá

que soportar el peso del vehculo sin presentar deformaciones notorias" Este

deberá ser capaz a su vez de soportar y transmitir, hacia las columnas, el

momento flector generado por la e%centricidad del centro de gravedad" - su vez,

tendrá que desplazarse sobre las vigas principales en dirección vertical, as como

ser capaz de aceptar vehculos con distintas dimensiones [10]

Sistema de transmisión de potencia

:e proveerá el elevador de un motor el!ctrico, conectado por medio de un sistema

reductor de velocidad 5de bandas y poleas6 al tornillo de potencia ya que se debe

traba)ar a ba)as velocidades de giro" Ba seguridad del elevador se sustenta en los

factores de esfuerzo con que es dise#ado el tornillo y la tuerca de carga" -dicional

mente la norma especfica el uso de una segunda tuerca 5de seguridad6 para

sostener el automotor en caso de que falle la tuerca de carga"

Dise>o de detalle&

En esta sección se definirán los detalles de las piezas mencionadas en el dise#o

conceptual" E%plicando una por una, las piezas que componen al dispositivo de

elevación"

Dise>o de la plataforma&

9ara que la plataforma pueda albergar una gran variedad de vehculos, se realizó

un análisis de las dimensiones de los vehculos tanto grandes como medianos y

peque#os, teniendo en cuenta los más comunes en el pas"

En la tabla / se encuentran los dimensiones a analizar"

Dimensiones a analiEar /etraBargo -

 -ncho +

 -lto C

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'istancia entre e)es '

9eso E

  @abla ". Dimensiones de los ve*íc(los a analiEar 

Bos datos de la tabla ; se obtuvieron en las fichas t!cnicas de cada vehculo, las

cuales estaban disponibles en internet

  Bedidas

Bodelo

A F C D )

C*evrolet Spar5 /";30 1";30 1"0 $"/;0 230C*evrolet@rac5er 

;"$;= 1"22< 1"

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9eso mnimoA 23 >g

 -ltura má%imaA 1"3 mm

 -ltura mnimaA 1";12 mm

Bargo má%imoA 0"/03 mm

Bargo 7nimoA /";30 mm

Con los datos anteriores se dise#ó una plataforma, la cual admite vehculos con

una distancia entre e)es entre $/;0 mm hasta /$$ mm, un ancho entre 1;30 mm

hasta $1

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'ig(ra!. Anc*o máo del tornillo&

'ebido a la falta de conocimientos acad!micos, se indagaron pautas para tener en

cuenta a la hora de dise#ar un tornillo para este sistema de elevación, en la

b&squeda, se encontró una tesis de grado con estas pautas, las cuales se tomaron

como gua" Estas se encuentran en la sección 0"0 'ise#o del tornillo [1/] de la

tesis anteriormente mencionada"

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Dimensionamiento&

9ara el dimensionamiento del tornillo, la tuerca y el sistema de transmisión de

potencia se realizaron los siguientes cálculos 5ver ane%o -6"

=(eva selección de (n sistema de elevación&

'ebido a la falta de conocimientos acad!micos y por recomendaciones del

profesor del curso, se decidió descartar el sistema electromecánico de tornillos de

potencia, ya que se requieren conocimientos de otras asignaturas para determinar 

los esfuerzos a los que se vera sometido el sistema de elevación, además, dentro

de las recomendaciones del profesor, se encuentran los sistemas de elevación de

pi#ones y cadenas y de poleas y cables" :e realizara el mismo análisis anterior 

para determinar cuál de estos dos sistemas es el más viable"

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Ane

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Selección del motor y la t(erca del tornillo de potencia&

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