FUNDICIÓN EN MOLDE DE YESO Y PARAFINA

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FUNDICIÓN EN MOLDE DE YESO Y PARAFINA 
 
 
 
 
 
 
ALEX ALFONSO FLOREZ PADILLA 
JUAN ANDRÉS TIRADO ESPITIA 
SEBASTIAN JOSE ARROYO FUENTES 
CAMILO MEDRANO PATRON 
 
 
 
 
 
 
 
INGENIERO: EDINSON DE JESUS HERRERA DE ORO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA 
ING. MECÁNICA 
PROCESOS DE MANUFACTURA I 
MONTERÍA - CÓRDOBA 
2020 
 
Proyecto de fundición 
 
I.RESUMEN. 
 
En la realización de este proyecto, se busca poner en práctica los conocimientos obtenidos 
en la lectura de los libros de procesos de manufactura y la realización de talleres acerca de la 
fundición. 
En el experimento procedemos a realizar un molde de una pieza, la cual se calcularon los 
parámetros y dimensiones necesarios para los cálculos pertinentes a la fundición, el molde 
se encuentra hecho de yeso, este molde principalmente cuenta con un Bebedero, Pozo, 
Canal y una mazarota. 
El material que se usó para hacer la fundición, es la parafina, la cual se elevó a temperaturas 
mayores a 45° centígrados, para luego proceder a ver el material hecho líquido en el molde, 
con el fin de obtener la pieza final hecha de parafina y con las dimensiones de la pieza usada 
para el molde. 
 
II. OBJETIVO GENERAL 
 
Fabricar una pieza por medio de la fundición de parafina, aplicando los conocimientos 
aprendidos de la lectura de los libros de Procesos de Manufactura I 
 
III. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
 
Poner en práctica las habilidades de los integrantes del grupo en la aplicación de las 
técnicas y métodos aprendidas de la manufactura. 
 
Identificar y aprender algunos de los criterios y principios del diseño de los moldes. 
 
Calcular los parámetros y dimensiones pertinentes para la creación del molde, según la 
pieza a realizar, tales como la ubicación del bebedero, el tamaño de la mazarota, entre 
otros. 
 
Crear por medio de yeso, y con materiales de fácil obtención para los estudiantes, el molde 
para la pieza final que se quiere realizar. 
 
Realizar la fundición de la parafina, llevándola a un estado liquida y así verter el material 
en el molde. 
 
Calcular la estimación del tiempo de solidificación de la pieza del molde. 
 
Extraer y examinar la pieza del molde, cuando esta haya completado su tiempo de 
solidificación, observando y detallado su acabado final. 
 
Completar el acabado superficial de la pieza, limanda y cortando el material sobrante. 
 
 
IV. ESTADO DEL ARTE 
 
1.libro 
-nombre:procesos de manufactura 
-año: 2000 
-autor:john A. schey 
 -objetivo principal:intenta resolver el dilema de la profundidad contra la amplitud. Un 
tratamiento completamente cuantitativo requeriría una extensión excesiva y fácilmente 
podría oscurecer los temas generales; un tratamiento totalmente cualitativo proporciona 
poca guía para el diseño inteligente de productos o para la selección eficiente de 
procesos. La presentación tiene como objetivo retener los principios científicos bien 
fundados que se deben concentrar en el tema; en particular, se subrayan las restricciones 
ejercidas mutuamente por los materiales y los procesos, y por ellos sobre las posibilidades 
de diseño. 
aportes al informe:Este libro nos ayuda a adquirir toda la teoría y formulas para realizar un 
proceso de fundición 
 
2.libro 
-nombre: manufactura, ingenieria y tecnologia 5 edicion 
-año:2008 
-auotor: S. Kalpakjin y S. R. Schimid 
-objetivo principal: intenta resolver el dilema de la profundidad contra la amplitud. Un 
tratamiento completamente cuantitativo requeriría una extensión excesiva y fácilmente 
podría oscurecer los temas generales; un tratamiento totalmente cualitativo proporciona 
poca guía para el diseño inteligente de productos o para la selección eficiente de procesos. 
La presentación tiene como objetivo retener los principios científicos bien fundados que se 
deben concentrar en el tema; en particular, se subrayan las restricciones ejercidas 
mutuamente por los materiales y los procesos, y por ellos sobre las posibilidades de diseño. 
-aportes al informe: este libro nos enseña a como usar las diferentes herramientas 
tecnológicas que nos facilita el diseño del molde para la fundición 
 
3.artículo 
-nombre: DISEÑO Y SIMULACIÓN DEL PROCESO AUTOMÁTICO DE 
CALENTAMIENTO Y LLENADO DE PARAFINA A LAS MÁQUINAS DE LA 
LÍNEA DE PRODUCCIÓN DE VELAS 
-año:2008 
-autor: lorena andrea pulido ruiz 
-objetivo principal:Diseñar y simular el proceso de adecuación y llenado de la parafina en 
las máquinas donde se elaboran las velas, manteniendo las propiedades de temperatura 
ideal, minimizando riesgos, tiempos y desperdicios. 
-aportes al informe: nos facilita datos y características de la parafina que son necesarios 
para cálculos pertinentes en la fundición 
 
 
V. MARCO TEÓRICO 
 
Manufactura: 
La palabra manufactura se deriva de las palabras latinas manus (mano) y factus (hacer); la 
combinación de ambas significa hecho a mano. La palabra manufactura tiene varios siglos 
de antigüedad, y “hecho a mano” describe en forma adecuada los métodos manuales que se 
utilizaban cuando se acuñó la expresión.1 La mayor parte de la manufactura moderna se 
lleva a cabo por medio de maquinaria automatizada y controlada por computadora que se 
supervisa manualmente 
Como campo de estudio en el contexto moderno, la manufactura se puede definir de dos 
maneras: una tecnológica y la otra económica. En el sentido tecnológico, la manufactura 
es la aplicación de procesos físicos y químicos para alterar la geometría, propiedades o 
apariencia de un material de inicio dado para fabricar piezas o productos; la manufactura 
también incluye el ensamble de piezas múltiples para fabricar productos. Los procesos 
para llevar a cabo la manufactura involucran una combinación de máquinas, herramientas, 
energía y trabajo manual. Casi siempre, la manufactura se ejecuta como una secuencia de 
operaciones. Cada una de éstas lleva al material más cerca del estado final que se desea. 
En el sentido económico, la manufactura es la transformación de los materiales en artículos 
de valor mayor por medio de uno o más operaciones de procesamiento o ensamblado. La 
clave es que la manufactura agrega valor al material cambiando su forma o propiedades, o 
mediante combinar materiales distintos también alterados. El material se habrá hecho más 
valioso por medio de las operaciones de manufactura ejecutadas en él. Cuando el mineral 
de hierro se convierte en acero se le agrega valor. Si la arena se transforma en vidrio se le 
añade valor. Cuando el petróleo se refina y se convierte en plástico su valor aumenta. Y 
cuando el plástico se modela en la geometría compleja de una silla de jardín, se vuelve más 
valioso. 
 
Fundición 
La fundición es un proceso en el que metal derretido fluye por gravedad u otra fuerza hacia 
un molde en el que se solidifica con la forma de la cavidad de éste. El término fundición 
también se aplica al objeto que se fabrica por medio de este proceso. Es uno de los procesos 
más antiguos de conformación, pues se remonta a hace 6000 años.El principio de la 
fundición parece sencillo: se derrite metal, se vierte en un molde y se deja enfriar y 
solidificar; no obstante, hay muchos factores y variables que deben considerarse a fin de 
lograr una operación de fundido exitosa. 
La fundición incluye la obtención tanto de lingotes como de formas. El término lingote por 
lo general se asocia con las industrias primarias de metales; describe un fundido grande de 
forma sencilla que se espera adopte otras formas por medio de procesos tales como rolado o 
forjado. En el capítulo 6 se estudió la formación de lingotes. Una fundición de forma 
involucra la producción de formas más complejas que están mucho más cerca de la forma 
final que se desea que tenga la pieza o producto. Este capítulo y el siguiente tienen que ver 
más con la fundición de formas que con la de lingotes. 
 
Procesosde fundición 
El estudio de la fundición comienza en forma lógica con el molde. El molde contiene una 
cavidad cuya configuración geométrica determina la forma de la pieza fundida. El tamaño y 
las formas reales de la cavidad deben sobredimensionarse un poco para permitir la 
contracción de metal que ocurre durante la solidificación y enfriamiento. A metales 
diferentes corresponden cantidades distintas de contracción, por lo que la cavidad del 
molde debe diseñarse para el metal en particular que se va a fundir, si la exactitud 
dimensional es de importancia crítica. Los moldes están hechos de varios materiales, que 
incluyen arena, yeso, cerámica y metal. Es frecuente que los procesos varios de fundición 
se clasifiquen de acuerdo con estos tipos diferentes de moldes. 
Para llevar a cabo la operación de fundido, primero se calienta el metal a una temperatura 
suficientemente alta que lo transforme por completo al estado líquido. Después se vierte, o 
se dirige, hacia la cavidad del molde. En un molde abierto, el metal líquido simplemente se 
vierte hasta que llena la cavidad abierta. En un molde cerrado, se adapta un pasaje 
denominado sistema de paso, que permite que el metal derretido fluya desde el exterior del 
molde hasta la cavidad. El molde cerrado es con mucho la categoría más importante de las 
operaciones productivas de fundición. 
Tan pronto como el metal fundido llega al molde, comienza a enfriarse. Cuando la 
temperatura baja lo suficiente (por ejemplo, al punto de congelación para un metal puro), 
empieza a solidificarse. La solidificación involucra un cambio de fase del metal. Se 
requiere 
de tiempo para completar el cambio de fase, y en el proceso se pierde una cantidad 
considerable de calor. Es durante esta etapa del proceso que el metal adopta la forma 
sólida de la cavidad del molde, y también cuando se establecen muchas de las propiedades 
y características del fundido. 
Una vez que el fundido se ha enfriado lo suficiente, se retira del molde. En función del 
método de fundido y el metal empleado, podría requerirse un procesamiento adicional. 
Esto incluye cortar el exceso de metal de la pieza fundida real, limpiar la superficie, 
inspeccionar el producto y dar tratamiento térmico para mejorar sus propiedades. Además, 
quizá se requiera maquinar, con objeto de lograr tolerancias más estrechas para ciertas 
características de las piezas, y eliminar la superficie del fundido. 
 
Solidificación 
La solidificación involucra la transformación del metal derretido de nuevo al estado sólido. 
El proceso de solidificación difiere en función de si el metal es un elemento puro o una 
aleación. 
Metales puros Un metal puro se solidifica a una temperatura constante igual a su punto 
de adhesión, el cual es el mismo punto de fusión. Los puntos de fusión de los metales 
puros se conocen y están bien documentados.El proceso ocurre a lo largo del tiempo, como 
se ilustra en la gráfica, se denomina curva de enfriamiento. 
 
 
 
La solidificación real toma tiempo, llamado tiempo local de solidificación del fundido, 
durante el cual el calor de fusión latente del metal se libera hacia el molde que lo rodea. El 
tiempo total de solidificación es aquel que transcurre entre el vertido y la solidificación 
completa. Después de que el fundido se ha solidificado por completo, el enfriamiento 
continúa a la tasa indicada por la pendiente hacia abajo de la curva de enfriamiento. 
Debido a la acción enfriadora de la pared del molde, al principio se forma una capa delgada 
de metal sólido en la interfaz inmediatamente después del vertido. El espesor de esta capa 
se incrementa y forma una costra alrededor del metal derretido conforme la solidificación 
avanza hacia el centro de la cavidad. La tasa a la que la solidificación sucede depende de la 
transferencia de calor al molde, así como de las propiedades térmicas del metal. 
 
Tiempo de solidificación 
Sea que el fundido consista en un metal puro o en una aleación, la solidificación toma 
tiempo. El tiempo total de solidificación es el que se requiere para que el fundido se 
solidifique después del vertido. Este tiempo depende del tamaño y forma del fundido, en 
una relación empírica conocida como regla de Chvorinov, que establece lo siguiente: 
 
T_TS = C_m (V/A)^n 
 
Donde TTS = tiempo total de solidificación, min; V = volumen del fundido, cm3 (in3); A = 
área de la superficie del fundido, cm2 (in2); n es un exponente que por lo general se acepta 
que tiene un valor de 2; y Cm es la constante del molde. Dado que n = 2, las unidades de 
Cm 
son min/cm2 (min/in2), y su valor depende de las condiciones particulares de la operación 
de fundición, incluido el material del molde (por ejemplo, calor específico, conductividad 
térmica), propiedades térmicas del metal que se funde (por ejemplo, calor de fusión, calor 
específico, conductividad térmica) y la temperatura de vertido respecto al punto de fusión 
del metal. El valor de Cm para una operación de fundido se basa en datos experimentales 
de operaciones anteriores efectuadas con el empleo del mismo material del molde, metal, 
y temperatura de vertido, aun si la forma de la pieza fuera muy diferente. 
 
VI. MATERIALES Y MÉTODOS 
 
Para la elaboración de la práctica de fundición en molde de yeso, se usaron los siguientes 
materiales: Pieza, molde, 2 kg de yeso, Parafina, Báscula, Flexómetro, Calibrador (Pie de 
rey), Bisturí, Cartón, Marcadores, Lija de agua calibre 600, 1 brocha de 1", colbón, blanco, 
1 barra de plastilina, Cinta de enmascarar, vaselina. 
 
El primer paso a realizar fue la preparación del molde el cual se realizó con el cartón, el 
molde se realizó de acuerdo a los cálculos obtenidos en la teoría, luego a este molde se le 
untó una capa fina de vaselina con ayuda de la brocha. Por aparte, lejos del molde se 
preparó la mezcla de yeso, agua y colbón de acuerdo a la práctica, al obtener la mezcla 
homogénea esta se vertió en el molde y se sumergió a la mitad la pieza untada de vaselina, 
se ubican los marcadores y dejamos secar por un dia. El segundo paso consistirá en repetir 
la misma mezcla y verterla por la parte superior para formar la parte superior, esté 
igualmente se dejó secar por un dia. Luego de transcurrir el tiempo de secado se separaron 
los dos moldes y se retiró la pieza, para luego unirlos nuevamente y ajustarlos para verter la 
parafina previamente derretida, la cual se dejó secar por un par de horas. Por último se 
retiraron los moldes y se lijo la pieza para darle un mejor acabado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Img. 1. Molde de cartón Img.2 . Pieza en parafina 
 
 
 
 
Img.3. Pieza 
 
VII. RESULTADOS Y DISCUSIONES 
 
*CALCULOS DE PROCESO DE 
FUNDICION 
Datos 
Densmat liquido = 760kg/m^3 
Densmolde =900 kg/m^3 (**) 
Cpmolde = 1085 J/kg 
Tempf = 67°C = 341 K 
(*) Para algunos cálculos se utilizan 
ecuaciones que estarán en documentos de 
la bibliografía 
T0 = 27°C = 300 K 
H= 220000 J/kg (*) 
n=2 
k= 0,35 w/m*k 
 (**) Se halló con base a la densidad de 
yeso, tomando como volumen 100 ml y 
pesando 75 gr luego se le adiciono un 
factor del 20% para que sea yeso mojado
Primero hallamos la constante C m con la siguiente ecuación 
 
𝐶𝑚 =
𝜋
4
∗ (
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑚𝑎𝑡 ∗ 𝐻
𝑇𝑒𝑚𝑝𝑓 − 𝑇0
)
𝑛
∗
1
𝑘 ∗ 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒 ∗ 𝐶𝑝𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒
 
Reemplazando 
𝐶𝑚 =
𝜋
4
∗ (
(
760kg
𝑚3
) ∗ (220000
J
kg)
340 K − 300 K
)
2
∗
1
(𝟎, 𝟑𝟓
𝐰
𝐦
∗ 𝐤) ∗ (900
kg
𝑚3
) ∗ (1085
J
kg)
 
 
𝐶𝑚 = 40151535 𝑠/𝑚
2 
 
𝐶𝑚 = 67𝑚𝑖𝑛/𝑐𝑚
2 
Ahora hallamos el tiempo de solidificación para la pieza para eso necesitamos el volumen y 
el área superficial de la figura la cuan nos es suministrada por el programa AutoCAD en la 
figura 1 y figura 2, véase que las unidades están en cm^3 y cm^2 respectivamente(Figura 1 volumen AutoCAD 2007) 
 
 
(Figura 2 área superficial AutoCAD 2007) 
 
 
 
 Ahora si hallamos el tiempo de solidificación (TS) 
𝑇𝑆 = 𝐶𝑚 ∗ (
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑎
𝑎𝑟𝑒𝑎 𝑠𝑢𝑝é𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙
)
𝑛
 
𝑇𝑆 = (
67𝑚𝑖𝑛
𝑐𝑚2
) ∗ (
344,37 𝑐𝑚3
259,55 𝑐𝑚2 
)
2
 
𝑇𝑆 = 118 𝑚𝑖𝑛 
 
 
*MAZAROTA IDONEA 
Para halla la mazarota se utiliza las siguientes formulas Mm =1,2MP ; h= 1,5D y Mm = 
D/5 
𝑀𝑝 = 
𝑉𝑜𝑙𝑝
𝑠𝑝
= 
344,37 𝑐𝑚3
259,55 𝑐𝑚2 
= 1,33 𝑐𝑚 
 
Ahora 
𝑀𝑚 = 1,2 ∗ 𝑀𝑝 = 1,2 ∗ (1,33 𝑐𝑚) = 1,6𝑐𝑚 
 
Hallamos el diámetro con la siguiente ecuación: 
𝑀𝑚 =
𝐷
5
 → 𝐷 = 5 ∗ 𝑀𝑚 = 5 ∗ (1,6𝑐𝑚) = 8 𝑐𝑚 
 
ℎ = 1,5 ∗ 𝐷 → 1,5 ∗ (8 𝑐𝑚) = 12 𝑐𝑚 
Para hallar la longitud de la mazarota a la pieza utilizaremos la ecuación para aceros (en 
nuestro caso es parafina) por conveniencia de espacio y que cumpla su labor mejor. 
0,14𝐷 < 𝑙 < 0,18𝐷 
Para nuestro caso de diseño escogí una mazarota abierta en el canal de alimentación 
𝑙 = 0,18𝐷 → 𝑙 = 0,18 ∗ (8 𝑐𝑚) = 1,44 𝑐𝑚 
 
Hallamos el volumen y el área superficial 
𝑣𝑜𝑙𝑚𝑎𝑧 =
𝜋𝐷2
4
∗ ℎ 
 
𝑣𝑜𝑙𝑚𝑎𝑧 =
𝜋(8 𝑐𝑚)2
4
∗ 12𝑐𝑚 = 603,19 𝑐𝑚3 
Área superficial 
𝑆𝑚𝑎𝑍 =
𝜋𝐷2
2
+ 𝜋𝐷ℎ 
𝑆𝑚𝑎𝑍 =
𝜋(8 𝑐𝑚)2
2
+ 𝜋 ∗ (8 𝑐𝑚) ∗ (12𝑐𝑚) = 402,12 𝑐𝑚2 
 
NOTA (*): En la práctica por cuestiones de recursos económicos, la capacidad volumétrica 
del molde guía de cartón se tuvo que cambiar a una configuración favorable a nuestras 
necesidades y que cumplió un buen papel 
*MAZAROTA UTILIZADA EN LA PRÁCTICA 
Caso limite Mm = MP; h= D y Mm = D/6 
𝑀𝑝 = 
𝑣𝑝
𝑠𝑝
= 
344,37 𝑐𝑚3
259,55 𝑐𝑚2 
= 1,33 𝑐𝑚 
𝑀𝑚 = 
𝑉𝑜𝑙𝑚
𝑠𝑚
= 
𝐷
6 
= 1,33 𝑐𝑚 → 𝐷 = (6) ∗ (1,33𝑐𝑚) = 8𝑐𝑚 
ℎ = 𝐷 = 8 𝑐𝑚 
𝑙 = 0,18𝐷 → 𝑙 = 0,18 ∗ (8 𝑐𝑚) = 1,44 𝑐𝑚 
Volumen y área superficial 
𝑣𝑜𝑙𝑚𝑎𝑧 =
𝜋𝐷3
4
=
𝜋(8 𝑐𝑚)3
4
= 402,12 𝑐𝑚3 
𝑆𝑚𝑎𝑍 =
𝜋𝐷2
2
+ 𝜋𝐷2 =
3𝜋𝐷2
2
=
3𝜋(8 𝑐𝑚)2
2
= 301,59𝑐𝑚2
*BEBEDERO 
Lo primero que vamos a hallar es el tiempo de llenado usando la siguiente 
Ecuación 𝑡 = 8 ∗ √𝑤𝑡 esta ecuación es para fundiciones de aluminio, en nuestro caso es 
cera de parafina, utilizaremos un factor de seguridad de𝐹𝑆 =
𝛿𝐴𝑙
𝛿𝑃𝐴𝑅𝐴𝐹𝐼𝑁𝐴
=
2700
818
= 3,3 → 3. 
Se escoge el numero entero 3 
Primero necesitamos WT 
𝑊𝑇 = (𝑚𝑚𝑎𝑧 + 𝑚𝑠𝑑 + 𝑚𝑝𝑖𝑒𝑧𝑎) 
𝑚𝑠𝑑 = 33% ∗ 𝑚𝑝𝑖𝑒𝑧𝑎 
 
𝑊𝑇 = (𝑚𝑚𝑎𝑧 + (1,33)𝑚𝑝𝑖𝑒𝑧𝑎) 
 
𝑚𝑚𝑎𝑧𝑎𝑟𝑜𝑡𝑎=𝑣𝑜𝑙𝑚𝑎𝑧 ∗ 𝛿𝑚𝑎𝑡 𝑆 
𝛿𝑚𝑎𝑡 𝑆𝑂𝐿𝐼𝐷𝑂 = 818
𝑘𝑔
𝑚3
= 0.000818 
𝑘𝑔
𝑐𝑚3
 
𝑚𝑚𝑎𝑧𝑎𝑟𝑜𝑡𝑎 = (402,12𝑐𝑚3) ∗ (818
𝑘𝑔
𝑚3
) = 0,329𝑘𝑔 
𝑚𝑝𝑖𝑒𝑧𝑎=𝑣𝑜𝑙𝑝𝑖𝑒𝑧𝑎 ∗ 𝛿𝑚𝑎𝑡 𝑆 
𝑚𝑝𝑖𝑒𝑧𝑎 = (344,37 𝑐𝑚
3) ∗ (818
𝑘𝑔
𝑚3
) = 0,282𝑘𝑔 
𝑊𝑇 = (0,329𝑘𝑔) + (1,33)(0,282𝑘𝑔) = 0,704𝑘𝑔 
𝑡 = 𝑓𝑠 ∗ 8 ∗ √𝑤𝑡 → 𝑡 = 3 ∗ 8 ∗ √𝑤𝑡 
𝑡 = 24 ∗ √0,704 = 20,14 𝑠𝑒𝑔 
Ahora con t y el volumen total podemos hallar el caudal 
 
𝑡 =
𝑉𝑂𝐿
𝑄
→ 𝑄 =
𝑉𝑂𝐿
𝑡
=
0,704 𝑘𝑔
(818
𝑘𝑔
𝑚3
)∗(20,14 𝑠𝑒𝑔)
= 4,27 ∗ 10−5
𝑚3
𝑠
= 42,7 
𝑐𝑚3
𝑠
 
 
Nuestra distribución 
Hallamos la distancia H (salto efectivo) para poder hallar el área inferior del bebedero 
𝐻 = ℎ −
𝑝2
2𝑐
 
𝐻 = 8 𝑐𝑚 −
(4,75𝑐𝑚)2
2 ∗ (9𝑐𝑚)
= 6,75𝑐𝑚 
Ahora Ac 
𝐴𝑐 =
𝑊𝑡
𝐶 ∗ 𝛿𝑀𝐴𝑇 𝐿𝑄𝑈𝐼𝐷𝑂 ∗ 𝑡 ∗ √2 ∗ 𝑔 ∗ 𝐻
 
 
C=factor de eficiencia; normalmente 0,8 
𝐴𝑐 =
0,704𝑘𝑔
(0,8) ∗ (
760kg
𝑚3
) ∗ (20,14 𝑠𝑒𝑔) ∗ √2 ∗ (9,81
𝑚
𝑠3
) ∗ (
6,75 𝑚
100 )
= 5 ∗ 10−5𝑚2 
𝐴𝑐 = 0,5 𝑐𝑚2 
Ahora hallamos la velocidad con la siguiente ecuación 
𝑄 = 𝐴𝑐 ∗ 𝑣2 → 𝑣2 =
𝑄
𝐴𝑐
=
42,7 
𝑐𝑚3
𝑠
0,5 𝑐𝑚2
= 85,4 𝑐𝑚/𝑠 
 
Por Bernoulli comparando el punto alto de la taza y la parte superior de bebedero, 
(suponiendo que no hay fricción) 
𝑃0
𝛾
+ ℎ +
𝑣02
2𝑔
=
𝑃1
𝛾
+ ℎ1 +
𝑣12
2𝑔
 
Anulando algunos variables Po, P1, Vo 
tenemos: 
2𝑔(ℎ − ℎ1) = 𝑣12 
√2𝑔(ℎ − ℎ1) = 𝑣1 
 
𝑣1 = √2 ∗ (
9,81𝑚
𝑠2
)(
8 − 6 
100
)𝑚 
 
𝑣1 = 0,63
𝑚
𝑠
= 63 𝑐𝑚/𝑠 
Por continuidad 
𝑄 = 𝐴𝑐 ∗ 𝑣2 = 𝐴𝑠 ∗ 𝑣1 
𝐴𝑐 ∗ 𝑣2
𝑣1
= 𝐴𝑠 
𝐴𝑠 =
0,5 𝑐𝑚2 ∗ 85,4 𝑐𝑚/𝑠
63 𝑐𝑚/𝑠
 
𝐴𝑠 = 0,678𝑐𝑚2 
Con las áreas tanto inferior como superior del bebedero hallamos los diámetros 
𝐴𝑐 = 0,5 𝑐𝑚2 =
𝜋𝐷𝑖2
4
→ 𝐷𝑖 = √
4 ∗ (0,5𝑐𝑚2)
𝜋
= 0,79 𝑐𝑚 
𝐴𝑠 = 0,678𝑐𝑚2 =
𝜋𝐷𝑠2
4
→ 𝐷𝑠 = √
4 ∗ (0,678𝑐𝑚2)
𝜋
= 0,93𝑐𝑚 
*DIMENSIÓN DEL CANAL Y LOS ATAQUES 
En este caso no se tendrá en cuenta la de los ataques ya que no se utilizan 
𝐴𝑐: 𝐴𝑅: 𝐴𝐺 = 1: 3: 1 *esta distribución se usa para aleaciones ligeras (no férricas) 
𝐴𝑅 = 3𝐴𝑐 = 3 ∗ (0,5 𝑐𝑚
2) = 1,5 𝑐𝑚2 
Como la sección del canal es cuadrada tenemos 
𝐴𝑅 = 1,5 𝑐𝑚
2 = 𝑒𝑐2 → 𝑒𝑐 = √1,5 𝑐𝑚2 = 1,22𝑐𝑚 
 
 ec 
 ec 
*TAZA DE COLADA 
Para la taza de la colada se tomó la altura de esta como 0,3H donde H es el salto efectivo y 
fue calculado anteriormente 
ℎ𝑡𝑎𝑧𝑎 = 0,3 ∗ (6,75𝑐𝑚) = 2𝑐𝑚 
El diámetro superior e inferior de la taza 
𝐷𝑠𝑡𝑎𝑧𝑎 = 3 ∗ 𝐷𝑠 = 3 ∗ (0,93𝑐𝑚) = 2,79𝑐𝑚 
El diámetro inferior de la tasa será igual a diámetro superior del bebedero 
 𝐷𝑠𝑡𝑎𝑧𝑎 = 𝐷𝑠 = 0,93𝑐𝑚 
*POZO 
Hallamos el volumen del pozo 
𝑣𝑜𝑙𝑝𝑜𝑧𝑜 =
𝜋(2 ∗ 𝐷𝑖)2
4
∗ (2 ∗ 𝑒𝑐) 
𝑣𝑜𝑙𝑝𝑜𝑧𝑜 =
𝜋(2 ∗ 0,79 𝑐𝑚)2
4
∗ (2 ∗ 1,22𝑐𝑚) = 4,78 𝑐𝑚3 
 
*CANAL DE COLADA 
Volumen del canal 
𝑣𝑜𝑙𝑐 = 𝑙𝑐 ∗ 𝐴𝑅 = (2,5 + 1,44)𝑐𝑚 ∗ 1,5 𝑐𝑚
2 
𝑣𝑜𝑙𝑐 = 5,91 𝑐𝑚3 
 
*HALLAMOS EL VOLUMEN DEL BEBEDERO 
𝑉𝑏𝑒𝑏𝑒 =
1
3
∗ 𝜋 ∗ ℎ ∗ (
𝐷𝑠2
4
+
𝐷𝑖2
4
+
𝐷𝑖 ∗ 𝐷𝑠
4
) 
𝑉𝑏𝑒𝑏𝑒 =
1
3
∗ 𝜋 ∗ 6𝑐𝑚 ∗ (
(0,93𝑐𝑚)2
4
+
(0,79𝑐𝑚)2
4
+
(0,79𝑐𝑚) ∗ (0,93𝑐𝑚)
4
) 
 
𝑉𝑏𝑒𝑏𝑒 = 3,49𝑐𝑚
3 
Por consiguiente pasamos a hallar el valor verdadero de 𝑉𝑠𝑑 = 𝑉𝑏𝑒𝑏𝑒 + 𝑣𝑜𝑙𝑐 + 𝑣𝑜𝑙𝑝𝑜𝑧𝑜 
𝑉𝑠𝑑 = 3,49𝑐𝑚
3 + 5,91 𝑐𝑚3 + 4,78 𝑐𝑚3 = 14,18 𝑐𝑚3 
 
𝑚𝑠𝑑 = 𝑉𝑠𝑑 ∗ 𝛿𝑀𝐴𝑇 𝑆𝑂𝐿𝐼𝐷𝑂 = 14,18 𝑐𝑚
3 ∗ (0.000818 
𝑘𝑔
𝑐𝑚3
) = 0,012 𝑘𝑔 
Se debe realizar una iteración para este nuevo valor de masa y así obtener el sistema 
definitivo al comprar la masa que hallamos ahora es mucho menor que la masa supuesta 
que era de 33%mp 
*VALORES DEFINITIVOS 
𝑊𝑇 = (𝑚𝑚𝑎𝑧 + 𝑚𝑠𝑑 + 𝑚𝑝𝑖𝑒𝑧𝑎) = 0,329𝑘𝑔 + 0,012 𝑘𝑔 + 0,282𝑘𝑔 = 0,623𝑘𝑔 
 
𝑡 = 𝑓𝑠 ∗ 8 ∗ √𝑤𝑡 → 𝑡 = 3 ∗ 8 ∗ √𝑤𝑡 = 24 ∗ √0,623 = 19 𝑠𝑒𝑔(*) 
(*) Tiempo de llenado es muy parecido al de práctica real variando quizá por 1s 
𝑡 =
𝑉𝑂𝐿
𝑄
→ 𝑄 =
𝑉𝑂𝐿
𝑡
=
0,623𝑘𝑔
(818
𝑘𝑔
𝑚3
) ∗ (19 𝑠𝑒𝑔)
= 4,01 ∗ 10−5
𝑚3
𝑠
= 40,1 
𝑐𝑚3
𝑠
 
Hallamos Ac con estos datos 
 
𝐴𝑐 =
𝑊𝑡
𝐶 ∗ 𝛿𝑀𝐴𝑇 𝐿𝑄𝑈𝐼𝐷𝑂 ∗ 𝑡 ∗ √2 ∗ 𝑔 ∗ 𝐻
 
 
𝐴𝑐 =
0,623𝑘𝑔
(0,8) ∗ (
760kg
𝑚3
) ∗ (19 𝑠𝑒𝑔) ∗ √2 ∗ (9,81
𝑚
𝑠3
) ∗ (
6,75 𝑚
100 )
= 4,7 ∗ 10−5𝑚2 
 
𝐴𝑐 = 0,47𝑐𝑚2 
Ahora hallamos la velocidad con la siguiente ecuación 
𝑄 = 𝐴𝑐 ∗ 𝑣2 → 𝑣2 =
𝑄
𝐴𝑐
=
40,1 
𝑐𝑚3
𝑠
0,47 𝑐𝑚2
= 85,32 𝑐𝑚/𝑠 
Como ya del cálculo anterior tenemos la velocidad, que sigue siendo la misma ya que no 
depende que las nuevas variables halladas 
𝑣1 = 0,63
𝑚
𝑠
= 63 𝑐𝑚/𝑠 
Por continuidad 
𝑄 = 𝐴𝑐 ∗ 𝑣2 = 𝐴𝑠 ∗ 𝑣1 
𝐴𝑐 ∗ 𝑣2
𝑣1
= 𝐴𝑠 
𝐴𝑠 =
0,47 𝑐𝑚2 ∗ 85,32 𝑐𝑚/𝑠
63 𝑐𝑚/𝑠
 
𝐴𝑠 = 0,637𝑐𝑚2 
Con las áreas tanto inferior como superior del bebedero hallamos los diámetros 
𝐴𝑐 = 0,47 𝑐𝑚2 =
𝜋𝐷𝑖2
4
→ 𝐷𝑖 = √
4 ∗ (0,47𝑐𝑚2)
𝜋
= 0,77 𝑐𝑚 
𝐴𝑠 = 0,637𝑐𝑚2 =
𝜋𝐷𝑠2
4
→ 𝐷𝑠 = √
4 ∗ (0,637𝑐𝑚2)
𝜋
= 0,90𝑐𝑚 
(*)Como se puede observar son variaciones mínimas de las cantidades 
 
*DIMENSIÓN DEL CANAL Y LOS ATAQUES 
En este caso no se tendrá en cuenta la de los ataques ya que no se utilizan 
𝐴𝑐: 𝐴𝑅: 𝐴𝐺 = 1: 3: 1 *esta distribución se usa para aleaciones ligeras (no férricas) 
𝐴𝑅 = 3𝐴𝑐 = 3 ∗ (0,47 𝑐𝑚
2) = 1,41 𝑐𝑚2 
Como la sección del canal es cuadrada tenemos 
𝐴𝑅 = 1,41 𝑐𝑚
2 = 𝑒𝑐2 → 𝑒𝑐 = √1,41 𝑐𝑚2 = 1,19𝑐𝑚 
 
 ec 
 ec 
*TAZA DE COLADA 
De la taza solo hay que cambiarlos diámetros del embudo 
El diámetro superior e inferior de la taza 
𝐷𝑠𝑡𝑎𝑧𝑎 = 3 ∗ 𝐷𝑠 = 3 ∗ (0,90𝑐𝑚) = 2,7𝑐𝑚 
El diámetro inferior de la tasa será igual a diámetro superior del bebedero 
 𝐷𝑠𝑡𝑎𝑧𝑎 = 𝐷𝑠 = 0,90𝑐𝑚 
*POZO 
Hallamos el volumen del pozo 
𝑣𝑜𝑙𝑝𝑜𝑧𝑜 =
𝜋(2 ∗ 𝐷𝑖)2
4
∗ (2 ∗ 𝑒𝑐) 
𝑣𝑜𝑙𝑝𝑜𝑧𝑜 =
𝜋(2 ∗ 0,77 𝑐𝑚)2
4
∗ (2 ∗ 1,19𝑐𝑚) = 4,43 𝑐𝑚3 
*CANAL DE COLADA 
Volumen del canal 
𝑣𝑜𝑙𝑐 = 𝑙𝑐 ∗ 𝐴𝑅 = (2,5 + 1,44)𝑐𝑚 ∗ 1,41 𝑐𝑚
2 
𝑣𝑜𝑙𝑐 = 5,56 𝑐𝑚3 
 
 
*HALLAMOS EL VOLUMEN DEL BEBEDERO 
𝑉𝑏𝑒𝑏𝑒 =
1
3
∗ 𝜋 ∗ ℎ ∗ (
𝐷𝑠2
4
+
𝐷𝑖2
4
+
𝐷𝑖 ∗ 𝐷𝑠
4
) 
𝑉𝑏𝑒𝑏𝑒 =
1
3
∗ 𝜋 ∗ 6𝑐𝑚 ∗ (
(0,90𝑐𝑚)2
4
+
(0,77𝑐𝑚)2
4
+
(0,77𝑐𝑚) ∗ (0,90𝑐𝑚)
4
) 
 
𝑉𝑏𝑒𝑏𝑒 = 3,29𝑐𝑚
3 
Por consiguiente pasamos a hallar el valor verdadero de 𝑉𝑠𝑑 = 𝑉𝑏𝑒𝑏𝑒 + 𝑣𝑜𝑙𝑐 + 𝑣𝑜𝑙𝑝𝑜𝑧𝑜 
𝑉𝑠𝑑 = 3,29𝑐𝑚
3 + 5,56 𝑐𝑚3 + 4,43 𝑐𝑚3 = 13,28 𝑐𝑚3 
Por ultimo hallamos la masa 
𝑚𝑠𝑑 = 𝑉𝑠𝑑 ∗ 𝛿𝑀𝐴𝑇 𝑆𝑂𝐿𝐼𝐷𝑂 = 13,28 𝑐𝑚
3 ∗ (0.000818 
𝑘𝑔
𝑐𝑚3
) = 0,0108 𝑘𝑔 
 
Figura dimensionamiento del sistema (Alex Flórez padilla AutoCAD 2007) 
 
 Figura modelado del sistema (Alex Flórez padilla AutoCAD 2007) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Imágenes Molde para la práctica 
 
 
 
 
 
Imagen Mazarota rechupe 
Cabe resaltar que la mazarota cumplió su labor correctamente, en la cual se creó un rechupe 
debido a que esta abastecía de materia a la pieza de manera constante y se pudo notar como 
esta solidificaba después que la pieza, ya que transfería calor al molde y este al ambiente 
haciendo que el proceso se lleve a cabo en optima condición 
 
 
VIII. RECOMENDACIONES 
 
Basándonos en la experiencia adquirida en la práctica de este proyecto, contando los 
pequeños inconvenientes y algunas de las complicaciones presentadas a la hora de realizar 
el molde o retirar la pieza del molde. 
 
Una de las recomendaciones que damos como practicantes es, aplicar una capa de aceite o 
de vaselina, producto cuya función sea formar una capa de aislamiento entre el material y el 
molde que igualmente funcione como lubricante para hacer fácil la extracción de la pieza 
del molde. Al no tener en cuenta esta recomendación, puede suceder el siguiente caso. 
 
 
 
Al realizar la extracción de la pieza, se debe realizar con extremo cuidado, debido que la 
pieza puede sufrir fracturas o rupturas como por ejemplo. 
 
 
 
 
Para la realización de la mezcla para el molde, se debe tener la pieza lista con lubricante 
para ser insertada en el yeso, antes de que esta seque totalmente y no sea manejables, por lo 
tanto esta mezcla debe tener buena consistencia de agua para que no tenga un secado muy 
rápido. 
Se recomienda que para realizar los respectivos cálculos del bebedero, de la mazarota, entre 
otros, las propiedades físicas y térmicas del material a fundir, y las medidas de la pieza que 
se quiera obtener sean muy aproximadas a las reales, para que los cálculos no tengan mucha 
incertidumbre. 
 
IX. CONCLUSIÓN 
 
Es este esta práctica de fundición de yeso se pudo poner en práctica todo lo leído y 
aprendido en los textos también se pudo ganar rica experiencia en lo que respecta a lo que 
es este proceso, se aprendió más acerca de la parafina, sus diferentes características y usos 
alternativos que se le pueden dar a esta. 
 
X. BIBLIOGRAFÍA 
 
 Grover, M.P., (2007). Fundamentos de Manufactura Moderna, México 
DF: McGRAW-HILL/INTERAMERICANA EDITORES, S.A. DE C.V. 
 
 EFECTO DE LOS FACTORES DE DISEÑO EN EL CALCULO DE SISTEMAS DE 
LLENADO Y ALIMENTACION SOBRE LA CALIDAD DE DOS COMPONENTES 
FUNDISOS EN ARENA (2018); Sara Montoya Alzate, UNIVERSIDAD EIA 
 
 (capitulo 3) Estudio de la influencia de diferentes diseños de los sistemas de 
alimentación y compensación en la fundición en arena (2013); José Alberto García 
Chacón, Universidad de Sevilla 
 
 Cap. 7 diseño de los conductos de colada; procesos industriales(2012); Raquel Serrano 
Lledó