Análisis de las causas de variación en las pruebas de fragmentación de vidrio templado en la empresa Vitelsa S.A. Trabajo de grado

Abstract

RESUMEN : Este trabajo de grado analiza la fluctuación de los resultados del ensayo de fragmentación en la empresa Vitelsa S.A., evaluando los parámetros del proceso de temple del vidrio. El objetivo principal fue determinar la influencia de variables como el proveedor del vidrio, la temperatura, el tiempo de calentamiento y la velocidad de los sopladores en la fragmentación del vidrio templado. Para ello se diseñó un experimento DOE factorial con 64 ensayos, verificando la uniformidad del horno de temple y su influencia en los resultados de fragmentación. Los resultados indicaron que factores como el espesor, la temperatura, el tiempo de calentamiento y la velocidad de los sopladores mostraron ser significativos en el resultado de fragmentación, mientras que el proveedor y las interacciones de mayor orden no tuvieron un efecto notable. Los resultados se modelaron mediante regresión, destacando las interacciones más relevantes para el comportamiento del vidrio templado. Estas conclusiones proporcionan una base sólida para la optimización del proceso de temple del vidrio en la empresa, mejorando la calidad y consistencia del producto final. A partir de la información recolectada y con el fin de mejorar la calidad del vidrio y reducir el gasto energético, se propuso disminuir la fragmentación del vidrio a un rango de 60-70 partículas, evitando una fragmentación excesiva que se relaciona con el uso de temperaturas de calentamiento demasiado altas. Se estableció que una temperatura de calentamiento de 650°C es adecuada para lograr una fragmentación deseada y reducir el consumo energético del horno de temple, el cual representa el 70% del gasto energético total de la empresa. La nueva receta resultó en una reducción del consumo energético de un promedio de 3.67 kwh/m2 a 3.11 kwh/m2 para vidrios de espesor de 6mm y de 4.44 kwh/m2 a 3.96 kwh/m2 para vidrios con 8 mm de espesor. Además, se observó una mejora significativa en la calidad del vidrio, especialmente en la reducción de defectos ópticos como las ondulaciones. Esta propuesta optimiza tanto la eficiencia energética como la calidad del vidrio, ofreciendo una solución viable y beneficiosa para la empresa.

ABSTRACT : This degree work analyzes the fluctuation of the results of the fragmentation test in the company Vitelsa S.A., evaluating the parameters of the glass tempering process. The main objective was to determine the influence of variables such as glass supplier, temperature, heating time and blower speed on the fragmentation of tempered glass. For this purpose, a factorial DOE experiment with 64 tests was designed, verifying the uniformity of the tempering furnace and its influence on the fragmentation results. The results indicated that factors such as thickness, temperature, heating time and speed of blowers were shown to be significant in the fragmentation result, while supplier and higher order interactions did not have a notable effect. The results were modeled using regression, highlighting the interactions most relevant to the behavior of the tempered glass. These conclusions provide a solid basis for optimizing the glass tempering process in the company, improving the quality and consistency of the final product. Based on the information collected and in order to improve the quality of the glass and reduce energy expenditure, it was proposed to reduce the fragmentation of the glass to a range of 60-70 particles, avoiding excessive fragmentation that is related to the use of temperatures . heating too high. It was established that a heating temperature of 650°C is adequate to achieve the desired fragmentation and reduce the energy consumption of the tempering furnace, which represents 70% of the company's total energy expenditure. The new recipe resulted in a reduction in energy consumption from an average of 2.86 kwh/m2 to 2.40 kwh/m2. Additionally, a significant improvement will be seen in the quality of the glass, especially in the reduction of optical defects such as ripples. This proposal optimizes both energy efficiency and glass quality, offering a viable and beneficial solution for the company.