Construcción de un banco de prueba de presión hidrostática, para determinar la fuerza ejercida sobre las superficies planas sumergidas

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL “FRANCISCO DE MIRANDA”
PROGRAMAS NACIONALES DE FORMACIÓN Y MUNICIPALIZADOS
PROGRAMA DE INGENIERÍA MECÁNICA
CONSTRUCCIÓN DE UN BANCO DE PRUEBA DE PRESIÓN
HIDROSTÁTICA, PARA DETERMINAR LA FUERZA EJERCIDA
SOBRE LAS SUPERFICIES PLANAS SUMERGIDAS
TUTORA:
ING. SANDY MORALES
AUTOR:
COLINA A., ELVIS E. (C.I. 21.546.501)
TOCÓPERO, SEPTIEMBRE DE 2022

ii
ÍNDICE GENERAL
TITULO………………………………………………………………………… I
CONSTANCIA DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR…………………………. II
INDICE GENERAL……………………………………………………………. III
INDICE DE TABLAS………………………………………………………….. V
INDICE DE FIGURAS……………………………………………………….. VI
INDICE DE CUADROS……………………………………………………… VIII
INDICE DE GRAFICOS……………………………………………………… IX
RESUMEN…………………………………………………………………….. X
ABSTRACT……………………………………………………………………. XI
INTRODUCCION……………………………………………………………… 1
DIAGNOSTICO PARTICIPATIVO…………………………………………. 4
CAPITULO I ………………………………………………………………….. 7
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA……………………………….… 8
1.2 FORMULACION DEL PROBLEMA………………………….………… 11
1.3 OBJETIVOS DE LA INVESTGACION……..…………………………. 11
1.3.1OBJETIVO GENERAL …………………………………………….. 12
1.3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS……………………………………… 12
1.4 JUSTIFICACION…………………………………….…………………… 12
1.5 DELIMITACION …………………………………………………….…… 14
CAPITULO II …………………………………………………………………. 15
2.1 ANTECEDENTES…………………………………………………….… 16
2.2 BASES TEORICAS………..……………………………………………. 19
2.3 BASES LEGALES…………….……………………………………....… 29
2.4 HIPOTESIS…………………………………….………………………… 31

iii
2.5 CUADRO DE VARIABLES……………………………………………. 32
CAPITULO III…………………………………………………….………….. 33
3.1 TÍPO DE INVESTIGACION……………….……………….…………… 34
3.2 DISEÑO DE INVESTIGACIÓN.………………………………………. 35
3.3 POBLACION Y MUESTRA….…………………………………………. 36
3.4 TECNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCION DE
DATOS……………………………………………………….……………….
37
3.5 VALIDEZ Y CONFIABILIDAD…………………………………………… 39
3.6 TECNICAS DE PROCESAMIENTO DE DATOS….………………….. 40
3.7 PROCEDIMIENTO DE INVESTGACION……………….….….………. 41
3.8 ASPECTOS ADMINISTRATIVOS….…………………..….….……….. 43
3.8.1 PLAN DE TRABAJO………………………………….…………….. 43
3.8.2 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES……………….……………... 45
3.8.3 RECURSOS Y PRESUPUESTO………………..………………… 46
CAPITULO IV………………………………………………………………… 48
4.1 ANALISIS DE RESULTADOS…………………………………………. 49
CAPITULO V…………………………………………………………………. 72
CONCLUSIONES …………………………………………………………… 73
RECOMENDACIONES……………………………………………………… 74
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS…………..…………………………… 75
REFERENCIAS WEB………………………………………………………. 77
ANEXOS……………………………………………………………………… 78

iv
ÍNDICE DE TABLAS
N.º DESCRIPCIÓN PÁG.
1 EQUIPOS UTILIZADOS………………………………………………… 58
2 RECURSOS HUMANOS……………………………………………….. 58
3 SERVICIOS PROPIOS………………………………………………….. 58
4 PRESUPESTO DE SERVICIOS……………………………………….. 59
5 PRESUPUESTO DE MATERIALES Y SUMINISTROS……………… 59
6 PRESUPUESTO GENERAL……………………………………………. 59

v
ÍNDICE DE FIGURAS
1 34
2 ALTERNATIVA DE DISEÑO 1…..….………………………………….. 35
3 ALTERNATIVA DE DISEÑO 2………………………………….………. 35
4 ALTERNATIVA DE DISEÑO 3……………………..……………………. 36
5 FUERZA HIDROSTATICA EN UNA SUPERFICIE
SUMERGIDA...............................................................…………
37
6 FUERZAS QUE ACTUAN EN UN PUNTO……………………………. 39
7 LISTA DE COTEJO……………………………………………………….. 67
8 EQUIPO FME-08………………………………………………………….. 69
9 EQUIPO HM150.05……………………………………………………….. 69
10 EQUIPO H11………………………………………………………………. 70
11 DEPOSITO DE AGUA…………………………………………………… 72
12 DEPOSITO DE AGUA…………………………………………………… 72
13 PAREDES DEL DEPOSITO DE AGUA………………………………… 72
14 VISTA EN CAD DEL DEPOSITO………………………………………. 73
15 ESTRUCTURA BASE DEL EQUIPO…………………………………… 73
16 ESTRUCTURA BASE DEL EQUIPO…………………………………… 73
17 VISTA EN CAD DE LA ESTRUCTURA BASE………………………… 74
18 VISTA EN CAD DEL SOLIDO…………………………………………... 74
19 VISTA EN CAD 3D DEL SOLIDO………………………………………. 74
20 VISTA EN CAD LATERALDEL EQUIPO………………………………. 74
21 VISTA EN CAD 3D DEL EQUIPO………………………………………. 75
22 MARCAJE PARA CORTAR…………………………………………….. 76
23 HERRAMIENTA DE CORTE……………………………………………. 76
24 PROCESO DE CORTE………………………………………………….. 77
25 ESTRUCTURA BASE……………………………………………………. 77
26 MEDICION Y TRAZADO………………………………………………… 77
27 TRAZADO EN ACRILICO……………………………………………….. 77
28 TRAZADO DE CUARTO DECIRCULO………………………………… 78
29 CORTE CON CALADORA………………………………………………. 78

vi
30 DESBASTE DEL ACRILICO……………………………………………. 78
31 DESBASTE DE LA CARA DEL SOLIDO………………………………. 78
32 MOLDEADO Y LIJADO………………………………………………….. 79
33 APLICACIÓN DE PEGAMENTO………………………………………... 79
34 PEGADO Y ENSAMBLADO DEL SOLIDO…………………………….. 79
35 EJE ROSCADO PARA CONTRAPESO………………………………… 80
36 PROCESO DE SOLDADURA……………………………………………. 80
37 ENSAMBLE DEL SOLIDO Y CONTRAPESO CON EL BRAZO…….. 80
38 MATERIAL DE PLOMO………………………………………………….. 81
39 FUNDICION DEL MATERIAL…………………………………………… 81
40 CALIBRACION DE LAS PESAS………………………………………... 81

vii
INDICE DE CUADROS
1 CUADRO DE VARIABLES…………………………………………….. 44
2 PLAN DE TRABAJO……………………………………………………. 55
3 CRONOGRAMA DE
ACTIVIDADES…………………………………….
57

viii
ÍNDICE DE GRAFICOS
N° DESCRIPCIÓN. Pág.
1 Gráfico de distribución por porcentajes para el Ítem N°1 ...…… 62
2 Gráfico de distribución por porcentajes para el Ítem N°2 ……... 62
5 Gráfico de distribución por porcentajes para el Ítem N°5 ……… 64

ix
CONSTRUCCIÓN DE UN BANCO DE PRUEBA DE PRESIÓN HIDROSTÁTICA,
PARA DETERMINAR LA FUERZA EJERCIDA SOBRE
LAS SUPERFICIES PLANAS SUMERGIDAS
Autor: Elvis E. Colina A.
Tutora: Ing. Sandy Morales
Año: 2022
RESUMEN
El desarrollo del trabajo de grado presentado a continuación se ve enmarcado en el
diseño y construcción de un banco hidrostático que permite determinar la fuerza
ejercida sobre superficies planas sumergidas, para ello se realizó un proceso de
indagación de las condiciones existentes con respecto a este tema haciendo uso de
técnicas de recolección de información como la observación y entrevistas para
obtener la mayor cantidad de información posible, lo que permitió analizar de
manera clara las causas y consecuencias de la problemática presentada, originando
una serie de acciones como el estudio de diversas teorías, revisión de guías,
manuales de laboratorios y diferentes catálogos para determinar el diseño
apropiado para la construcción del equipo y dotar al laboratorio de Mecánica de los
fluidos de la Aldea UNEFM Municipalización Tocópero de uno de los equipos que
se requieren para realizar las experiencias prácticas en lo que a esta materia se
refiere.
Palabras claves: Diseño – Construcción – Banco hidrostático.

x
CONSTRUCTION OF A HYDROSTATIC PRESSURE TEST BENCH
TO DETERMINE THE FORCE EXERTED ON SUBMERGED FLAT SURFACES
Author: Elvis E. Colina A.
Tutor: Ing. Sandy Morales
Date: 2022
ABSTRACT
The development of the degree work presented below is framed in the design and
construction of a hydrostatic bench that allows determining the force exerted on
submerged flat surfaces, for which a process of investigation of the existing
conditions with respect to this topic was carried out. use of data collection techniques
such as observation and interviews to obtain as much information as possible, which
allowed a clear analysis of the causes and consequences of the problem presented,
leading to a series of actions such as the study of various theories, review of guides,
laboratory manuals and different catalogs to determine the appropriate design for
the construction of the equipment and to provide the Fluid Mechanics laboratory of
the UNEFM Municipalization Tocópero Village with one of the equipment required to
carry out the practical experiences in what it refers to this matter.
Keywords: Design – Buiding – Hydrostatic bank.

1
INTRODUCCIÓN
La ingeniería es una de las profesiones más completas, exigentes y
complejas que existe ya que la misma requiere manejar una cantidad de
conocimientos teórico prácticos y matemáticos de distintas ciencias al mismo
tiempo, permitiendo así ponerlos en práctica en el gran reto que significa
desempeñar día a día esta prestigiosa y exigente profesión en cada una de sus
vertientes, y es que el ingeniero en el área laboral tiene una gran responsabilidad
en cuanto al desarrollo de las operaciones sea cual sea el campo en el que este se
destaque, ya que en sus actividades diarias debe detectar, analizar y corregir fallas,
así como también diseñar y crear equipos que le permitan solventar una
problemática, ser más eficientes o simplemente más seguros
El ingeniero como un profesional completo debe ser capaz de aplicar
estrategias de gestión que permitan aumentar la productividad y eficiencia en el
trabajo, velar por que las condiciones de operación sean seguras a la vez que puede
crear y diseñar planes de mantenimiento para garantizar el correcto funcionamiento
y operatividad de determinados procesos. Es por todo esto que la formación de los
ingenieros implica un esfuerzo extraordinario por parte de los profesores que
imparten estos conocimientos y los alumnos que se capacitan en cualquiera de sus
ramas.
Tradicionalmente en la enseñanza para la formación de ingenieros consta de
exposiciones magistrales realizadas por los facilitadores académicos en todos los
aspectos teóricos y la resolución constante de problemas matemáticos y de análisis.
En muchas ocasiones no basta con los conocimientos teóricos adquiridos en un
aula de clase o simplemente algunas unidades requieren visualizar a través de la
práctica el manejo de distintos instrumentos, componentes y equipos, para así tener
un conocimiento más completo del comportamiento de los diferentes elementos,

2
dispositivos y sustancias cuando todos estos son sometidos a diferentes tipos de
condiciones presentes en el área en que estos operan normalmente.
Las áreas de laboratorio y las experiencias prácticas que en ellas se efectúan
ayudan a complementar todos los conocimientos adquiridos en la teoría,
permitiendo un mayor entendimiento al llevarlos a un contexto de situaciones
cotidianas a las cuales se enfrentaran como profesionales de la ingeniería, es por
esto que resulta esencial para una buena formación contar con la dotación de los
equipos y herramientas mínimas que garanticen estas rutinas prácticas para así
conocer y familiarizarse con los más importantes y principales fenómenos que
inciden en los diferentes dispositivos o que se encuentran presentes en los distintos
procesos de operación industrial.
Por lo anteriormente planteado se logra que este proyecto de grado tenga
como objetivo general Construir un banco de prueba de presión hidrostática para
determinar la fuerza ejercida sobre las superficies planas sumergidas, para así dotar
a este laboratorio de las herramientas necesarias para llevar a cabo esta importante
práctica, y así solventar en parte esta problemática y encaminar esta aldea hacia
una autonomía universitaria.
Cabe destacar que los trabajos de investigación recientes se encuentran
enmarcados dentro de diversas líneas de investigación previamente establecidas
por la UNEFM, donde las mismas orientan y buscan impulsar los estudiantes a la
ejecución de trabajos de grado para que estos se vean inmersos dentro de áreas
ya señaladas universidad. Existen distintas líneas y a la vez sub-líneas de
investigación dentro de cada área por la cual los trabajos deben regirse, debemos
enfatizar que este proyecto de grado se encuentra dentro del área mecánica,
específicamente en la línea de investigación de diseño mecánico, la cual comprende
el diseño mecánico, construcción de máquinas, estudios experimentales de distintos
materiales y sustancias y las propiedades mecánicas de las mismas.

3
Durante el desarrollo de los diferentes capítulos de este proyecto de grado
se ven reflejados un conjunto de pasos donde se realiza una indagación de la
situación y un análisis profundo de toda la información obtenida, para afrontar así la
problemática escogida de la manera más idónea posible, a su vez que se realizan
investigaciones y un profundo estudio en el desarrollo de teorías, principios y la
resolución de problemas todo esto para establecer el diseño y concebir la
construcción del equipo para ejecutar las prácticas de laboratorio, dotando al mismo
de un manual de uso y mantenimiento del dispositivo luego de haber realizado
ensayos y pruebas que corroboren el buen funcionamiento y que el porcentaje de
error en las pruebas sea el menor posible.

4
DIAGNÓSTICO PARTICIPATIVO
A la necesidad de efectuar una investigación de la situación actual de la
comunidad. Dicho diagnostico arrojara ciertas interrelaciones con el entorno,
planteando una visión sistemática. Para que dicho diagnostico sea efectivo, es
básico conocer la comunidad. Veliz A. (2014).
Es necesario la utilización de este instrumento para conocer de manera
específica las capacidades, potencialidades y necesidades que pueda presentar
determinada área para adaptar el trabajo de investigación de manera que el mismo
sea el más adecuado para ella.
Para lograr que un proyecto se desarrolle con eficiencia y eficacia es preciso,
en primera instancia mantener un contacto con la comunidad donde se va a efectuar
la investigación, esto se consigue con reuniones que se sostienen con personas de
dicha comunidad, ya que son ellos los principales interesados en la solución de sus
problemas.
El área de estudio en cuestión es la aldea UNEFM municipalización Tocópero la
cual se encuentra ubicada en el casco central del municipio Tocópero. Dicha
institución presenta grandes problemas, así como deficiencias en algunas áreas que
funcionan de manera irregular, esto se conoció a través de procesos de
acercamiento y abordaje, además de observaciones realizadas por los autores de
esta investigación.
Con el fin de indagar y conocer de manera directa y precisa las problemáticas
presentes en la comunidad a estudiar (UNEFM municipalización Tocópero) el día
26 de enero del 2022, siendo las 9.30 am. se estableció una entrevista abierta con
el coordinador Lic. Rommel Rodríguez donde se sostuvo una conversación de

5
manera muy fluida; surgiendo de la misma una serie de problemas que afectan
actualmente a la aldea universitaria, donde mediante el uso de una matriz de
jerarquización (ver anexo N°2) se plasmaron las más resaltantes y prioritarias y se
procedió a escoger una de ellas de acuerdo a nuestro perfil y posibilidad de solución,
entre las problemáticas planteadas se encuentran:
• Insuficiencia de espacio para ampliar las instalaciones de la aldea
universitaria.
• La falta de taller de tecnología mecánica 1 y 2.
• Ausencia de equipos para laboratorios de química.
• Falta de un plan de mantenimiento a los aires acondicionados.
• Carencia de los equipos del laboratorio de ciencias de los materiales.
• La falta del equipo necesario para llevar a cabo la práctica número 3 de
mecánica de los fluidos.
• Falta de transporte.
• Carencia de biblioteca y centro de copiado propio.
• Escasez del suministro de agua.
La ausencia de recursos y falta de dotación de organismos competentes ha
conllevado que estos problemas persistan en el tiempo y que los mismos se agraven
y padezcan con mayor severidad debido al deterioro de ciertas áreas en esta aldea
universitaria.
La mayoría de estos problemas no pueden ser solventados por los estudiantes
debido a que esto requiere una gran cantidad de recursos económicos y la situación
actual del país dificulta aún más resolverlos. En tal sentido luego de haber

6
jerarquizado las dificultades antes mencionadas conjuntamente con el coordinador
de la universidad, tomando en cuenta su alcance, complejidad, beneficios
obtenidos, facilidad de solventar y que cumpla con el perfil de Ing. Mecánica. La
matriz de jerarquización arrojó con mayor puntaje la problemática de la
CONSTRUCCIÓN DE UN BANCO DE PRUEBA DE PRESIÓN HIDROSTÁTICA
PARA DETERMINAR LA FUERZA EJERCIDA SOBRE LAS SUPERFICIES
PLANAS SUMERGIDAS.
Para la elaboración del árbol del problema (ver anexos N°9) se realizó un
análisis de la problemática existente en compañía del Lic. Ronmer Rodríguez,
centrándose en las posibles causas que dan origen al problema y que permiten que
el mismo permanezca en el tiempo o se agrave más aún y las consecuencias que
esta situación ocasiona a la institución, personal docente y estudiantes al no
plantearse una posible solución inmediata o a corto plazo que venga a mitigar este
padecer en esta importante área de la formación.
Ya habiendo conocido la problemática antes descrita y algunas de las causas
que la originan a través de un proceso de indagación, se puede decir que esta
problemática en particular y otras afines, pueden ser resueltas algunas de ellas de
manera parcial o total, si las mismas son atacadas en conjunto entre comunidad,
universidad y estudiantado al incentivar y motivar a la vez que se dote al estudiante
del apoyo y las herramientas necesarias para aplicar sus conocimientos adquiridos
durante su formación ya que rara vez tienen la oportunidad de ponerlos en práctica
para la creación de equipos y dotación de espacios como estos.

7
CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
“Consiste en describir de manera amplia la situación objeto de estudio, ubicándola
en un contexto que permita comprender su origen y relaciones” Arias (1999)
La ingeniería es la profesión en la que los conocimientos de las ciencias
adquiridos durante la formación académica se utilizan con el fin de desarrollar las
distintas aplicaciones en que se pueden usar de manera económica segura y
eficiente, los materiales y las fuerzas de la naturaleza en beneficio de la humanidad.
Dentro de la ingeniería existen diversas unidades curriculares que garantizan
una formación completa e integra como ingenieros siendo una de estas la mecánica
de fluidos la cual es una ciencia de gran importancia y utilidad en esta profesión, la
misma se encarga del estudio de los fluidos y el comportamiento de los mismos, así
como sus características físicas ante diferentes circunstancias a las cuales sean
sometidos.
Esta ciencia busca el entendimiento de los fluidos para su manejo, transporte
y aprovechar sus propiedades obteniendo beneficios como la generación de trabajo,
para esto se deben tener los conocimientos necesarios que se logran con la
investigación de estos temas, anexando a la teoría convencional los fenómenos
visibles y comprobables que se experimentan en los laboratorios fortaleciendo así
los conocimientos que el estudiante adquiere en la teoría con la realización de
actividades prácticas, ya que por medio del análisis matemático y pruebas se
pueden demostrar y comprobar los teoremas y ecuaciones que rigen el
comportamiento de los fluidos, tanto en reposo como en movimiento.

8
En Venezuela las prácticas de laboratorio por lo general siempre se han
venido realizando en los principales núcleos y sedes de las más prestigiosas casas
de estudio, sin embargo, estas no se encuentran exentas de la crisis que atraviesa
nuestro país actualmente, debido a esto las áreas de laboratorio presentan grandes
deficiencias en cuanto a insumos y funcionamiento de equipos por falta de
mantenimiento, y otras causas.
En el estado Falcón una de las universidades de mayor renombre es la
UNEFM la cual cuenta con 2 núcleos principales en cuanto a programas de
tecnología se refiere, estas sedes cuentan con sus diferentes áreas de laboratorio
los cuales fueron planificados para el uso y formación de los estudiantes que en
ellas hacen vida. Dichos recintos educativos presentan deficiencias al llevar a cabo
las experiencias prácticas debido a la falta de materiales y sumado a ello el deterioro
de los equipos al no contar con los remplazos ni mantenimiento necesario.
El programa de municipalización de la Educación Universitaria ha sido
ampliamente aceptado en todo el territorio trayendo consigo un aumento
exponencial de las matriculas que ya venían manejando las universidades
tradicionales. Desde el principio este programa de aldeas municipalizadas comenzó
de manera tal que las sedes donde funcionan estas aldeas no fueron previstas para
este fin, si no que han sido adecuadas para impartir los distintos conocimientos de
las diferentes carreras académicas que en ellas se ofrecen.
Lamentablemente la UNEFM municipalización Tocópero no escapa de está
seria problemática, viéndose afectada de distintas formas en lo que a su
funcionamiento se refiere, siendo así quizás las actividades prácticas que se
realizan principalmente en las áreas de laboratorio, una de las afectadas en mayor
proporción.

9
Debido al difícil desarrollo y complejidad para llevar a cabo, se han convertido
en un reto arduo sortear todos los obstáculos que implica contar con la
indumentaria, herramientas, materiales, sustancias y más importante aún las
instalaciones propicias para ello al igual que los distintos equipos los cuales son
imprescindibles a la hora de ejecutar alguna experiencia práctica ya que son estos
los que permiten apreciar y determinar los fenómenos visibles que vienen a reforzar
y facilitar en gran manera el entendimiento y los conocimientos que se adquieren a
través del estudio e investigación de la teoría convencional de estas materias
teórico-practicas
Numerosas han sido las acciones que se han tomado para tratar de atenuar
la situación antes mencionada, una de ellas es que se ha optado por trasladarse
hacia los núcleos centrales para cumplir con la adecuada formación que un futuro
ingeniero requiere.
Todo esto ha venido originando una serie de problemáticas adicionales unas
de ellas son (desinterés por parte de los estudiantes, experiencias menos didácticas
debido a la acumulación excesiva de estudiantes en algunos casos, menor tiempo
para observar e interactuar con los equipos durante la práctica, costos adicionales
de transporte entre otros), Es por ello que los coordinadores y autoridades de cada
una de ellas han tratado por distintas vías gubernamentales, autogestión, apoyo
institucional, empresas privadas entre otros la manera de llevar adelante las
diversas actividades académicas que en ellas se ofrecen.
Una de las medidas para dar solución a esta situación que viene aquejando
a la comunidad estudiantil de la UNEFM (municipalización Tocópero) ha sido el
llamado que se le ha hecho a los estudiantes a la hora de la ejecución de trabajos
de grado, que con la ayuda y asesoría por parte de los tutores y profesores de las
distintas materias han realizado un aporte invaluable a la hora de realizar diversos
proyectos que han logrado desarrollar y construir una serie de equipos.

10
Todo esto ha permitido visualizar algunos de los fenómenos en las
experiencias prácticas, dotando poco a poco a esta casa de estudios de algunos de
los medios necesarios para realizar algunas de las practicas requeridas y así
solventar en parte la problemática del área de laboratorio que, evitando así la
necesidad de trasladarse a núcleos foráneos lo que ha permitido alcanzar una mejor
experiencia didáctica a la vez que se alcanza un nivel de autonomía mayor por parte
de UNEFM municipalización Tocópero.
1.2 Formulación del problema.
Para lograr que este proyecto se desarrolle con eficiencia y eficacia bajo los
objetivos y lapsos previstos es preciso en primera instancia realizar un chequeo en
las instalaciones de la universidad, específicamente en el área de laboratorio donde
se va a desarrollar la investigación, esto se consigue con visitas para observar las
condiciones que estas presentan y a través de reuniones que se sostienen con
alumnos, profesores y coordinadores, ya que son ellos los principales conocedores
de la problemática e interesados en solventar las carencias que la misma posee. En
base al problema expuesto se plantea la siguiente interrogante:
¿Qué parámetros se deben de tomar en consideración para construir un
banco de presión hidrostática para determinar la fuerza ejercida sobre superficies
planas sumergidas?
1.3. Objetivos de la investigación.
“Los objetivos de investigación son metas que se traza el investigador en relación
con los aspectos que desea indagar y conocer. Estos expresan un resultado o
producto de labor investigativa”, Arias (1998).

11
1.3.1 Objetivo general.
Construir un banco de prueba de presión hidrostática para determinar la
fuerza ejercida sobre las superficies planas sumergidas.
1.3.2 Objetivos específicos.
• Diagnosticar la situación actual del laboratorio de mecánica de los
fluidos de la UNEFM Municipalización Tocópero.
• Establecer el diseño adecuado para la fabricación del banco de
presión hidrostática.
• Construir el equipo de presión hidrostática para determinar la fuerza
ejercidas sobre las superficies planas sumergidas.
• Elaborar la guía didáctica de uso y mantenimiento del equipo de
presión hidrostática sobre superficies planas sumergidas.
1.4 Justificación.
“Toda investigación está orientada a la resolución de algún problema; por
consiguiente, es necesario justificar, o exponer, los motivos que merecen la
investigación. Asimismo, debe determinarse su cubrimiento o dimensión para
conocer su viabilidad”. Augusto (2010).
Las experiencias prácticas constituyen un papel fundamental en la formación
de cada uno de los estudiantes que hacen vida en este recinto educativo, por ende,
es primordial contar con los espacios y equipos básicos para así obtener las

12
experiencias que permiten complementar los estudios teóricos con la realización de
las prácticas.
Por otra parte, el que la aldea UNEFM municipalización Tocópero alcance su
total autonomía a nivel de los laboratorios la ubicaría como la primera en el estado
Falcón en cumplir con estos requisitos de formación, lo cual le proporcionaría un
gran renombre y estatus a nivel social al ser un ejemplo a seguir para otras aldeas
municipalizadas. En otro sentido también habría un aporte al prestarle los espacios
a otras municipalizaciones aledañas en la ejecución de sus prácticas de laboratorio
cuando se cuente con todos estos espacios en funcionamiento.
En otro aspecto toda la comunidad que hace vida en esta aldea se estará
beneficiando desde el punto de vista económico al disminuir los gastos en transporte
que se generan al tener que movilizarse a otros municipios y pasar todo el día para
la ejecución de las prácticas, por otra parte en el aspecto educativo permitirá mayor
tiempo para consultas y asesorías y así mismo una mejor visualización de los
fenómenos a observar en dichos laboratorios al tener más tiempo para la realización
de las prácticas.
En el ámbito social no solo beneficiará a los estudiantes de Ingeniería de la
aldea Universitaria Tocópero sino también a los profesores y alumnos de otras
municipalizaciones ya que se contará con una herramienta que les permitirá
desarrollar sus conocimientos de manera más completa y evitando el trasladarse a
otros lugares para realizar dichas prácticas, ahorrando así en gran medida tiempo y
gastos de transporte.
En lo político la ejecución de este proyecto de investigación se ve enmarcado
y cumple con lo establecido en el plan de la patria al promover y desarrollar
actividades científicas y tecnológicas que vayan abocadas a la solución de

13
problemas específicos con un impacto social beneficioso en la formación de
personas integras capaces de aportar a la solución de los problemas
socioeconómicos que hoy nos aquejan.
El plan de la patria reza específicamente en su objetivo nacional 1.5:
desarrollar nuestras capacidades científicas tecnológicas vinculadas a las
necesidades del pueblo.
1.5.1.1: Desarrollar una actividad científica, tecnológica y de innovación
asociada directamente a la estructura productiva nacional, que permita la
construcción de las condiciones necesarias para la consecución de la soberanía
económica e independencia tecnológica, como requisito indispensable para la
satisfacción efectiva de las necesidades sociales.
1.5 Delimitación de la investigación.
“La delimitación habrá de efectuarse en cuanto al tiempo y el espacio, para situar
nuestro problema en un contexto definido y homogéneo”. Sabino (1986).

14
La ejecución de esta investigación se llevará a cabo en la UNEFM
municipalización Tocópero la misma se enmarca dentro de las líneas de
investigación establecidas por la UNEFM. Este trabajo de grado se encuentra
enmarcado específicamente en el área de mecánica y su línea de investigación de
diseño mecánico y tiene como finalidad, solventar la problemática del laboratorio de
la unidad curricular mecánica de fluidos en la experiencia práctica nº3 donde se
comprueba la presión hidrostática ejercida sobre las superficies planas sumergidas
en esta institución, por lo que se prevee el estudio, diseño y creación de un equipo
hidrostático, para lo que se tiene planteado un tiempo estimado de 13 semanas.

15
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
En este segmento se presenta el marco conceptual del proyecto, el cual se
plantea con el objeto de dar unidad, coherencia y consistencia a los postulados y
principios. En el mismo se desglosa, desarrolla, analiza y define el problema de
estudio desde un determinado punto de vista, con base en datos acumulados en el
transcurso de la investigación.
2.1.- Antecedentes.
“Vienen a ser la relación o el conjunto de toda conclusión obtenida por otros
investigadores, o por el mismo investigador en tiempos pasados respecto al
problema que se investiga, o en trabajos de investigación muy similares o
relacionados”. Carrasco (2009)
Con la finalidad de afianzar este estudio se recurrió a la revisión de diversas
investigaciones sobre trabajos relacionados con el problema planteado; entre ellos
se tienen:
Arcila y Marchan (2019) Realizaron un proyecto de grado que tuvo como
objetivo general el Rediseñar el Banco Didáctico para el Análisis de Flujo a través
de Redes de Tuberías de la UNEFM Municipalización Tocópero, enfocándose para
la realización del mismo en la metodología positivista aplicada. Los mencionados
autores hicieron énfasis en la importancia del estudio profundo para realizar un
adecuado diseño a la hora de fabricar un equipo para que el mismo tenga un buen
funcionamiento y cumpla satisfactoriamente con la función para la cual fue creado.

16
Habiendo estudiado previamente el trabajo de grado presentado por Arcila y
Marchan se ha llegado a la conclusión que trabajos como este motivan a los futuros
autores a la hora de diseñar y fabricar equipos con la mayor calidad y confiabilidad
que estos requieren en su uso cotidiano, otro de los aportes relevantes que tiene
dicho proyecto con este trabajo de grado ha sido la importancia que recae en
elaborar y seguir un plan de mantenimiento optimo, todo esto de la mano de los
respectivos pasos y normas de uso que debe dársele al equipo diseñado para que
este perdure en el tiempo en buenas condiciones de operatividad.
Ruiz (2018) Realizo un trabajo de grado el cual tuvo como objetivo principal la
Construcción de un Equipo para el Experimento de Reynolds de Mecánica de
Fluidos para la Universidad Nacional Experimental Francisco de Miranda núcleo
Tocópero, dicho trabajo de grado se realizó bajo la metodología (IAP) investigación
acción participante, resalto a través del abordaje realizado la falta de los equipos de
laboratorio para complementar con la práctica los estudios que se adquieren con la
teoría, por todo esto se propuso equipar el Laboratorio de Mecánica de Fluidos de
la UNEFM Municipalización Tocópero con los equipos para llevar a cabo la
experiencia práctica del experimento de Reynolds.
Habiendo analizado el trabajo de grado presentado por Ruiz (2018) se llegó a
la conclusión que dicho trabajo se relaciona con la presente investigación en varios
aspectos como el tema de estudio, la problemática presentada, la manera de
abordarla y el interés para solucionarlo y dotar a esa casa de estudio de los medios
los cuales carecían y que resultan importantes en la formación como ingenieros.
Este trabajo tiene un aporte sustancial con esta investigación sobre todo en la parte
teórica, y la importancia que recae en formular y diseñar adecuadamente la guía
práctica de manera explicativa y paso a paso para llevar a cabo las experiencias
prácticas del laboratorio.

17
García y Quispe (2018) presentaron una tesis que tuvo como objetivo general
una propuesta para la implementación del laboratorio de mecánica de fluidos e
hidráulica en la Universidad Científica del Perú, desarrollaron el mismo bajo un
diseño de investigación de tipo no experimental, transeccional – descriptivo en el
cual no manipularon variables.
Durante la investigación se evidencio el interés por parte de los mencionados
autores en resaltar la importancia de contar con las experiencias prácticas y que las
mismas se efectúen bajo los más altos parámetros de confiabilidad logrando esto a
través de la selección de los mejores equipos y las guías prácticas acordes para
cada ensayo los cuales son complemento de la formación científica que debe
poseer los ingenieros, además cabe destacar la interesante relación demanda -
costo – beneficios con respecto a la implementación de este laboratorio planteado
por los autores.
Luego de haber revisado detenidamente el proyecto de grado presentado por
García y Quispe (2018), llegamos a la conclusión que el mismo ha sido muy bien
fundamentado, explicativo y detallado, y que dicho proyecto tiene una contribución
muy positiva a este trabajo de investigación aportando una buena sustentación
teórica y aportando detalles y conocimientos técnicos de los equipos y empresas de
mayor renombre en estas áreas los cuales serán utilizados específicamente durante
el diseño y construcción del equipo, sobre todo a la hora de realizar la calibración
del equipo para que las practicas se lleven a cabo de la manera más confiable
posible, con mayor índice de aprendizaje y con el menor margen de error posible.

18
2.2Sustento Teórico.
2.2.1 Mecánica de fluidos.
“La mecánica de los fluidos es el estudio del comportamiento de los fluidos ya
sea que estén en reposo (estática de fluidos o hidrostática) o en movimiento
(dinámica de fluidos) en equilibrio, hidrostática y en movimiento, hidrodinámica”.
Mott. (2006, pag. 1).
2.2.2 Fluido.
“Un fluido se define como una sustancia que cambia su forma continuamente
siempre que esté sometida un esfuerzo cortante, sin importar que tan pequeño sea”.
Shames. (S.F, Pag. 3).
Los fluidos son sustancias capaces de “fluir” las cuales no tienen forma
definida ya que se adaptan a la forma de los recipientes que los contienen. Todos
los fluidos son compresibles en cierto grado y ofrecen poca resistencia a los
cambios de forma.
2.2.3 Peso.
“Peso es la fuerza con la que un cuerpo es atraído hacia la tierra por la acción
de la gravedad”. Mott, (2006, pag. 3).
se representa con el símbolo 𝑤 para el peso.
El peso está relacionado con la masa (𝑚) y la aceleración debida a la
gravedad (𝑔)”. 𝑤 =𝑚𝑔

19
2.2.4 Densidad.
“Densidad es una propiedad intrínseca de la materia. La densidad de una
sustancia se define como la masa por unidad de volumen y se representa con la
letra griega ρ (rho)”. Reinoso M (06,2010). Manual para los ensayos de viscosidad,
centros de presión, líneas de corriente e impacto de un chorro del laboratorio de
mecánica de fluidos [trabajo de pregrado], Universidad de San Carlos de Guatemala
Para un fluido homogéneo, la densidad no varía de un punto a otro y puede
definirse mediante la siguiente relación matemática.
𝜌=
𝒎
𝒗
Donde m es la masa de la sustancia y V el volumen. La unidad para la densidad
en el Sistema Internacional de medidas es
𝑘𝑔
𝑚3
2.2.5 Viscosidad.
“Definimos la viscosidad como la propiedad de un fluido que ofrece resistencia
al movimiento relativo de sus moléculas. La pérdida de energía debida a la
friccionen un fluido se debe a su viscosidad” Mott, (S.F, pag. 23).
La facilidad con que un líquido se derrama es una indicación de su viscosidad.
La viscosidad se denota con la letra: μ

20
2.2.6 Flotabilidad.
“Un cuerpo que se encuentre en un fluido, ya sea flotando o sumergido, es
empujado hacia arriba por una fuerza igual al peso del fluido desplazado”. Mott,
(S.F, pag. 115).
2.2.7 Principio de Arquímedes.
Los cuerpos sólidos sumergidos en un líquido experimentan un empuje hacia
arriba. Este fenómeno, que es el fundamento de la flotación de los barcos, era
conocido desde la más remota antigüedad, pero fue el griego Arquímedes quien
indicó cuál es la magnitud de dicho empuje. De acuerdo con el principio que
lleva su nombre, todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un líquido
experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso del volumen de
líquido desalojado. Según Falconi, Chinchayan y López (2013).
2.2.8 Estabilidad de cuerpos sumergidos y flotantes.
La fuerza de flotación sobre un cuerpo siempre actúa a través del centroide
del volumen desplazado, mientras que el peso lo hace a través del centro de
gravedad.
Estas características pueden hacer que un cuerpo parcial o totalmente
sumergido sea estable o inestable. Un objeto se encuentra en equilibrio estable si
un ligero desplazamiento genera fuerzas o momentos que restablecen la posición
original del objeto. Un objeto está en equilibrio inestable si un ligero desplazamiento
genera fuerzas o momentos que desplazan aún más el objeto. Un objeto se
encuentra en equilibrio indiferente si el desplazamiento no genera fuerzas ni
momentos. La estabilidad es similar a lo que le sucede a una bola cuando se
desplaza ligeramente sobre las tres superficies que se muestran en la Figura 2.

21
Fig. (1) Ilustración del concepto de estabilidad.
Para un cuerpo sumergido o flotante en equilibrio estático, el peso y la fuerza
de flotación que actúan sobre él se equilibran entre sí y, de manera inherente, esos
cuerpos son estables en la dirección vertical. Si un cuerpo sumergido neutralmente
flotante se asciende o desciende hasta una profundidad diferente, el cuerpo
permanecerá en equilibrio en esa ubicación. Si un cuerpo flotante se asciende o
desciende mediante una fuerza vertical, el cuerpo regresará a su posición original
tan pronto como se elimine el efecto externo. Por lo tanto, un cuerpo flotante posee
estabilidad vertical, mientras que uno sumergido neutralmente flotante está en
equilibrio indiferente, puesto que no regresa a su posición original después de una
perturbación.
2.2.9 La Hidrostática.
“La hidrostática o estática de fluidos estudia el comportamiento de los fluidos
cuando estos se encuentran en condición de reposo”. Mott, (2006, pag. 1).
2.2.10 Banco de pruebas hidrostáticas.
“El banco hidrostático es una mesa equipada con los instrumentos
adecuados para realizar ensayos sobre líquidos en reposo. En ellos se pueden
desarrollar dos tipos de prácticas las que requieren presión y las que se realizan a
presión atmosférica”. Matos C. y De la marck Ingeniería Ambiental y Sanitaria,

22
Facultad de Ingeniería, Universidad del Magdalena Santa Marta, Magdalena,
Colombia
Básicamente existen tres tipos de bancos hidrostáticos para determinar la
fuerza ejercida sobre superficies sumergidas a continuación, se muestran tres de
los diferentes modelos existentes.
Figura N°2: Alternativa N° 1 equipo Fme-08
Figura N°3: Alternativa N°2 Equipo Hm 150.5

23
Figura N°4: Alternativa N°3 Equipo H11.
Para este proyecto de investigación se creó un banco de pruebas
hidrostáticas atmosférico, que permite verificar y analizar las fuerzas ejercidas sobre
superficies sumergidas mediante la comprobación de forma experimental. Cabe
destacar que este equipo se diseñó y construyó tomando como referencia la
alternativa N°1 (figura N°3) por lo que guarda algunas similitudes en el diseño y
ciertos criterios básicos.
2.2.11 Presión.
“La presión se define como la cantidad de fuerza ejercida sobre un
área unitaria de una sustancia.” Mott, (S.F, pag. 9).
Esto se puede establecer con la siguiente ecuación.
𝑝 =
𝐹
𝐴

24
2.2.12 Fuerzas hidrostáticas sobre superficies sumergidas.
La presión o intensidad de presión es la fuerza por área unitaria que actúa
sobre cualquier superficie real o imaginaria dentro de un fluido. La presión del fluido
actúa normal a la superficie en todos los puntos. A cualquier profundidad la presión
actúa por igual en todas las direcciones. Esto es el resultado de la incapacidad de
un fluido para transmitir esfuerzo cortante cuando está en reposo.
Si se considera el caso general en que el plano donde se encuentra la
superficie plana sumergida A forme un ángulo α con el plano piezométrico, La
presión p en cada punto multiplicada por dA forma un sistema de fuerzas
elementales paralelas dFp, normales al plano A, cuya resultante es una fuerza
normal también a dicho plano. La intersección de la línea de aplicación de esta
fuerza con la superficie A determina un punto C. que se llama centro de presión,
que no coincide en general con el centro de gravedad G de A.
Figura N°5: Fuerza hidrostática en una superficie sumergida.

25
2.2.13 Fuerza resultante.
“La fuerza resultante se define como la suma de las fuerzas que actúan sobre
pequeños elementos del área de interés”.
Se denota como 𝐹𝑟.
2.2.14 Centroide de área.
“El Centroide o baricentro es un punto que define el centro geométrico de un
objeto, está estrechamente relacionado con el centro de gravedad de un cuerpo,
vale decir, con el punto donde se ubica el peso resultante de un cuerpo”. Aramos
(2017).
2.2.15 Centro de Presiones.
“Es aquel punto sobre un área en el que se puede suponer que actúa la fuerza
resultante para tener el mismo efecto que la fuerza distribuida sobre el área entera,
debida a la presión del fluido”. Mott, (2006, pag. 87)
Centro de Presión, ypteo:
𝒚𝒑𝒕𝒆𝒐 = 𝒚𝒄 +
𝑰𝒙𝒄
𝒚𝒄 . 𝑨
[𝒎]
2.2.16 Gradiente de presión.
“El gradiente de presión es el cambio producido en la presión por unidad de
profundidad, expresado normalmente en unidades de psi/pie o kpa/m. la presión
se incrementa en forma predecible con la profundidad, en las áreas de presión
normal. El gradiente de presión hidrostática normal para el agua dulce es de

26
0,433psi/pie o 9,792kpa/m”.
https://glosary.oifield.slb.com/es/terms/p/presure_gradient.
2.2.17 Presión en un punto de un fluido.
“La presión en un punto de un fluido a densidad y temperatura constantes
tiene la misma magnitud en todas las direcciones”. Ҫengel y Cimbala (2006), Para
demostrar esta afirmación hace el siguiente razonamiento:
Figura N°6: Fuerzas que actúan sobre un elemento de fluido con forma de
cuña, en equilibrio. Fuente: Tomado de Mecánica de Fluidos de Ҫengel y Cimbala
(2006).
2.2.18 Experiencias prácticas de laboratorio de mecánica de los fluidos
(UNEFM).
El Laboratorio de Mecánica de los Fluidos está conformado por un total de
cinco (5) prácticas de laboratorio, en las cuales se hacen visibles distintos
fenómenos para cada área de esta unidad curricular y que sirven como experiencia
práctica en las cuales se puede observar, interactuar con los equipos y manipular

27
variables. Las prácticas están constituidas por diferentes experiencias señaladas a
continuación.
I. Propiedades de los fluidos
• Experiencia A. Determinación de densidad.
• Experiencia B. Determinación de viscosidad dinámica.
II. Manometría
• Experiencia A. Medición de presión atmosférica.
• Experiencia B. Presión ejercida por líquidos en reposo.
• Experiencia C. Verificación de la calibración de manómetro
III. Fuerza hidrostática sobre superficies planas sumergidas.
• Experiencia A: Determinar la magnitud de la fuerza hidrostática ejercida por
el líquido sobre una superficie plana parcialmente sumergida.
• Experiencia B: Analizar el comportamiento del centro de presión (C.P.)
cuando varía la altura de agua sobre una superficie plana vertical.
• Experiencia C: Determinar el porcentaje de error al realizar la experiencia
práctica y compararla con el cálculo teórico.
IV. Medición de caudal por medio del método volumétrico, Tubo Venturi y
placa orificio
• Experiencia A. Medición de caudal por el método volumétrico.
• Experiencia B y C. Medición de caudal por medio del tubo Venturi y/o placa
orificio.
V.Pérdidas de carga primaria y secundaria en sistemas de tuberías
• Experiencia A. Pérdidas de carga en un tramo de tubería recto.
• Experiencia B. Pérdidas localizadas en codos de 90º curvos o en escuadra.
• Experiencia C. Pérdidas localizadas en una válvula de compuerta

28
2.3 Bases Legales.
Para este estudio se consideró establecer las bases legales que enmarcan
la calidad, tomando en cuenta lo descrito en la Constitución de la República
Bolivariana de Venezuela y la ley del Sistema Venezolano de Calidad.
Constitución De La República Bolivariana De Venezuela publicada en
Gaceta Oficial Del jueves 30 De diciembre De 1999, N.º 36. 860. La
constitución en pro de garantizar la calidad, en los siguientes artículos señala:
Artículo 103. “toda persona tiene derecho a una educación integral, de calidad,
permanente, en igualdad de condiciones y oportunidades, sin más limitaciones que
las derivadas de sus aptitudes, vocación, y aspiraciones. La educación es
obligatoria en todos sus niveles, desde el maternal hasta el nivel medio
diversificado. La impartida en las instituciones del estado es gratuita hasta el
pregrado universitario. A tal fin, el estado realizara una inversión prioritaria, de
conformidad con las recomendaciones de la organización de las naciones unidas.
El estado creará y sostendrá instituciones y servicios suficientemente
dotados para asegurar el acceso, permanencia y culminación en el sistema
educativo. La ley garantizara igual atención a las personas con necesidades
especiales o con discapacidad y a quienes se encuentren privados o privadas de su
libertad o carezcan de condiciones básicas para su incorporación y permanecía en
el sistema educativo.
Las contribuciones de los particulares a proyectos y programas educativos
públicos a nivel medio y aniversario serán reconocidas como desgravámenes al
impuesto sobre la renta según la ley respectiva”.

29
Tomando en cuenta el articulo ya mencionado podemos decir que este
proyecto de investigación se encuentra enmarcado dentro del articulo antes citado,
al asegurar una adecuada formación de los estudiantes dotando a los mismos de
las herramientas necesarias para una óptima consolidación de sus conocimientos.
Así como también en el capítulo II de la competencia del poder público
nacional en su artículo 156 indica: Es la competencia del poder público nacional: el
régimen de metrología legal y control de calidad, lo cual está referido en el ordinal
17. Ley Del Sistema Venezolano Para La Calidad Publicada En Gaceta Oficial
de la N.º 37555 del 23 de octubre del 2002.
En el Plan de la Patria 2013-2019 se enfatiza la necesidad del desarrollo
científico-tecnológico de las comunidades para resolver sus problemáticas como lo
mencionan los siguientes objetivos:
Objetivo Nacional
1.1. Desarrollar nuestras capacidades científico-tecnológicas vinculadas a
las necesidades del pueblo.
Objetivos Estratégicos y Generales
1.5.1. Consolidar un estilo científico, tecnológico e innovador de carácter
transformador, diverso, creativo y dinámico, garante de la independencia y la
soberanía económica, contribuyendo así a la construcción del Modelo Productivo
Socialista, el fortalecimiento de la Ética Socialista y la satisfacción efectiva de las
necesidades del pueblo venezolano.

30
Consideramos que el presente trabajo de grado abarca en gran manera lo
mencionado en este objetivo, ya que al aplicar las experiencias, conocimiento e
ingenio creativo adquirido durante la formación y enfocar todo esto a solventar las
problemáticas y deficiencias existentes contribuye a la autonomía, soberanía e
independencia
1.5.1.2. Fortalecer y orientar la actividad científica, tecnológica y de innovación hacia
el aprovechamiento efectivo de las potencialidades y capacidades nacionales para
el desarrollo sustentable y la satisfacción de las necesidades sociales, orientando
la investigación hacia áreas estratégicas definidas como prioritarias para la solución
de los problemas sociales.
La consolidación del siguiente proyecto de grado se encuentra enmarcados
en este objetivo perteneciente al plan de la patria, ya que se busca fomentar la
investigación científica e innovación aplicándolas a solventar necesidades que
afectan a una comunidad.
2.4 Hipótesis.
La hipótesis indica lo que estamos buscando o tratando de probar y se definen
como explicaciones tentativas del fenómeno investigado, formuladas a manera de
proposiciones.
¿Se podrá construir un equipo donde se demuestre de forma experimental la
incidencia de la presión hidrostática sobre superficies planas sumergidas, Que
permita ampliar los conocimientos antes visto en la teoría?

31
2.5 Cuadro de variables.
Cuadron°1: cuadro de variables.
Objetivos Específicos Variable Definición Conceptual Dimensiones Indicadores Ítems
-Diagnosticar la
situación actual del
laboratorio de
mecánica de los fluidos
de la UNEFM
municipalización
Tocópero.
_Establecer el diseño
adecuado para la
fabricación del banco
de presión hidrostática.
- Construir el equipo de
presión hidrostática
para determinar la
fuerza ejercida sobre
las superficies planas
sumergidas.
- Elaborar la guía
didáctica de uso y
mantenimiento del
equipo de presión
hidrostática sobre
superficie planas
sumergidas.
BANCO DE
PRUEBA DE
PRESION
HIDROSTATICA
“El banco hidrostático
es una mesa equipada con los
instrumentos adecuados para
realizar ensayos sobre
líquidos en reposo. En ellos
se pueden desarrollar dos
tipos de prácticas las que
requieren presión y las que se
realizan a presión
atmosférica”. Matos C. y De la
marck Ingeniería Ambiental y
Sanitaria, Facultad de
Ingeniería, Universidad del
Magdalena Santa Marta,
Magdalena, Colombia.
-Situación actual. -Condiciones de
espacio.
-Actividades prácticas
de laboratorio de
mecánica de los fluidos
disponible
-Interés sobre el tema.
1, 2
- Diseño del
banco de presión
hidrostática
-Alternativas de diseño.
-Descripción de
materiales y
dimensiones del equipo
3,4
-Construcción
del equipo de
presión
hidrostática.
-Fabricación y
ensamblaje de las partes
del equipo.
-Funcionamiento del
equipo
5,6
-Manual de uso y
funcionamiento
del equipo
-Guía práctica.
-Guía de mantenimiento.
7,8

32
CAPÍTULO III
MARCO METODOLÓGICO
3.1 Tipo de investigación.
“El tipo de investigación determinara los pasos a seguir del estudio, así
como las técnicas y métodos a emplear en el mismo; en general determina todo
el enfoque de la investigación influyendo en instrumentos, hasta la manera de
cómo se analizan los datos recaudados” Abascal (2009).
Partiendo de lo anteriormente citado se puede decir que este proyecto de
investigación se encuentra enmarcado dentro de los tipos de diseños de
investigación aplicada y descriptiva ya que en el desarrollo del mismo se realiza una
indagación constante que permite conocer y describir la realidad de la situación a
estudiar, a la vez que se aplican los conocimientos obtenidos previamente para
tratar de dar solución a determinada problemática.
“Las investigaciones descriptivas, son todas aquellas que se orientan a
recolectar informaciones relacionadas con el estado real de las personas,
objetos, situaciones o fenómenos tal cual como se presentaron en el momento
de su recolección, describe lo que se mide sin realizar inferencias ni verificación
de hipótesis”. Chávez (1994).
Considerando la definición anterior acerca de las investigaciones de tipo
descriptivas, dentro de las cuales está comprendido este proyecto de grado ya que
en el mismo se evidencia la realización de un proceso de indagación en el que se
busca obtener la mayor información posible acerca del fenómeno en estudio y sus
relaciones con el entorno para abordarlo de la manera más idónea.

33
“Son consideradas aplicadas aquellas investigaciones que buscan resolver
un problema en un periodo de tiempo determinado, mediante la utilización de los
conocimientos, para ser aplicados en la mayoría de los casos, en provecho de la
sociedad”. Chavez (2007)
Tomando en cuenta lo expresado por el autor se puede decir que esta
investigación es del tipo aplicada ya que la misma tiene como objetivo encontrar
estrategias, que permitan confrontar la teoría con la práctica aplicándola así a una
situación o realidad específica generando simultáneamente un conocimiento a la
vez que se puede resolver determinada problemática.
3.2 Diseño de investigación.
“El diseño consiste en el planeamiento de una serie de actividades
sucesivas y organizadas, adaptadas a las particularidades de cada modalidad
de investigación, para indicar los pasos y pruebas a efectuar, así como las
técnicas para recolectar y analizar los datos”. Tamayo y Tamayo (2007)
“La investigación de campo se realiza en el propio sitio donde se encuentra
el objeto de estudio. Ello permite el estudio más a fondo del problema por parte del
investigador y puede manipular los datos con más seguridad”, Bavaresco (2006).
Tomando en cuenta lo antes expuesto. Esta investigación es de campo ya
que la misma se realiza en la misma área donde se va a estudiar el tema del
proyecto permitiendo esto mayor facilidad a la hora de obtener y manipular los datos
requeridos para llevar a cabo la investigación.
“La investigación documental es un proceso basado en la búsqueda, recuperación,
análisis, critica e interpretación de datos secundarios, es decir, los obtenidos y

34
registrados por otros investigadores en fuentes documentales ya sean impresas,
audiovisuales o electrónicas”. Arias (2006).
Partiendo de la definición anterior este proyecto es de tipo documental ya que
en él mismo se realiza toda la indagación teórica que da el sustento a todo el trabajo,
logrando esto a través de la revisión de textos bibliográficos, consultas de sitios
electrónicos, proyectos de grado y textos legales para recabar toda la información
necesaria.
3.3 Población y muestra.
3.3.1 Población.
“Es el universo de estudio de la investigación, sobre el cual se pretende
generalizar los resultados, constituida por características o estratos que le permiten
distinguir los sujetos unos de otros”.
Chávez (2007)
La población objeto de estudio en este trabajo es una población finita la cual
está constituida por (04) estudiantes de ingeniería que cursan la unidad curricular
Mecánica de los Fluidos de la UNEFM Municipalización Tocópero.
3.3.2 Muestra.
“Una parte (sub-conjunto) de la población obtenida con el propósito de investigar
propiedades que posee la población”. Parra (2003)
En este sentido la muestra de la investigación está conformada por la totalidad
población es decir los cuatro (04) estudiantes que actualmente cursan la materia

35
mecánica de los fluidos y que requieren de los equipos necesarios para llevar a
cabo las prácticas de laboratorio.
3.4 Técnicas e instrumentos.
Instrumentos para la recolección de información.
“El conjunto de mecanismos, medios y sistemas de dirigir, recolectar, conservar,
reelaborar y transmitir los datos”. Sabino (2002).
Se deduce que los instrumentos de recolección de datos no es más que los
recursos, objetos y equipos que facilitan la recopilación de la información, siendo
en este caso específicamente la grabadora, el block de notas y la cámara
fotográfica los que serán utilizados de determinada manera por parte de los
investigadores, teniendo como objetivo principal la captación de datos que se
requieren y que aportan un apoyo fundamental al trabajo de grado.
Técnicas para la recolección de información.
“Se entenderá por técnica de investigación, el procedimiento o forma particular de
obtener datos o información”. (Arias 2006).
En Toda investigación se requiere de medios para obtener y almacenar
informaciones que sean de interés para los investigadores y luego utilizarlas durante
la ejecución del proyecto. Por tal razón, para recolectar las informaciones que se
consideran relevantes para esta investigación, utilizaremos diversas técnicas como
la entrevista, la encuesta y la observación.

36
La entrevista individual estructurada.
“Este tipo de entrevista se basa en una serie de preguntas
preestablecidas e invariables que están plasmadas en un cuestionario guía el
entrevistador realiza su labor siguiendo una guía de preguntas específicas y se
sujeta exclusivamente a ésta; el instrumento prescribe qué cuestiones se
preguntarán y en qué orden” (Hernández, Fernández, & Baptista, 2014).
En este sentido se utilizó un cuestionario (ver anexos) como instrumento
para aplicar esta técnica, las funciones de dicho instrumento son: Cubrir de forma
global el tema de investigación mientras se tiene un enfoque primordial en los datos
más relevantes que se ameritan para la investigación.
Es importante mencionar que para recoger toda la información obtenida
utilizaremos de apoyo otros instrumentos como la grabadora de voz y el block de
notas esto con la finalidad de guardar registros para su posterior reproducción y
tomar datos como apuntes claves de los asuntos más relevantes para luego usarlos
a lo largo de la investigación.
En este proceso de recolección de información también se hizo uso de LA
encuesta para recabar datos importantes de una serie de sujetos que podían
suministrar información relevante para el desarrollo de este trabajo de grado, la
misma se realizó de forma escrita aplicando un instrumento o cuestionario (ver
anexo) que fue llenado por los encuestados sin la intervención de los
encuestadores.
Otra de las técnicas que se utilizó para recolectar información es la
observación ya que nos permite captar directamente un conjunto de datos y
fenómenos que se pueden presentar en el área u objeto de estudio, siendo esta
“una técnica que consiste en visualizar o captar mediante la vista, en forma

37
sistemática cualquier hecho, fenómeno o situación que se produzca en la naturaleza
o en la sociedad, en función de unos objetivos de investigación preestablecidos”.
F. Arias (6ta edición 2012).
3.5 Validez y confiabilidad.
3.5.1 Validez.
“La validez en términos generales, se refiere al grado en que un instrumento
realmente mide la variable que quiere medir” Hernández, Fernández y Baptista
(1998).
Esta investigación fue evaluada y revisada durante su desarrollo hasta su
culminación con la construcción del banco hidrostático para que la misma
cumpliera con los requerimientos necesarios exigidos por las normas que rigen los
proyectos de grado, todo esto se logró al ser sometido a evaluación por tres (3)
expertos que garantizaran su validez, en este caso dichos expertos son
profesionales que actualmente imparten diversas materias de ingeniería en esta
casa de estudio.
3.5.2 Confiabilidad.
“Una medición es confiable o segura, cuando aplicada repetidamente a un
mismo individuo o grupo, o al mismo tiempo por investigadores diferentes, da
iguales o parecidos resultados” Sánchez y Guarisma (1995)
La confiabilidad de esta investigación se alcanza mediante la revisión y
seguimiento a los instrumentos de recolección de información que nos arrojan datos
estadísticos los cuales son representados a través de gráficos para mayor facilidad
de comprensión y análisis de los mismos, además de los ensayos de laboratorio

38
que se repetirán una cantidad considerable de veces en compañía de un experto,
para proporcionar datos confiables y representados con las cifras de los porcentajes
obtenidos durante el proceso de prueba y calibración del equipo.
3.6 Técnicas para el análisis de la información:
“Se refiere al conjunto de estrategias y técnicas que se utilizarán para analizar
la información recolectada, la cual permite al investigador obtener el conocimiento
que estaba buscando”. Fulano (2000).
Partiendo de lo expresado por el autor se puede decir que mantener la
información de una forma gráfica, descriptiva y organizada tras su recogida, facilita
la comprensión y el análisis de la misma, ayuda a ilustrar las relaciones entre varios
puntos y la transición entre diversas etapas de investigación durante el desarrollo
del proyecto de grado.
“La Estadística descriptiva consiste en la caracterización de un hecho, fenómeno,
individuo o grupo, con el fin de establecer su estructura o comportamiento”. Fidias,
(2016).
Durante este estudio se analizarán los datos recabados al poner en práctica
las técnicas de recolección de datos como observación, entrevistas entre otros.
Dichas técnicas dejaran plasmada gran cantidad de información que será vaciada
en distintos instrumentos como cuestionarios, cuadernos de notas entre otros, con
la finalidad de ser descrita, analizada y relacionada con el fin de facilitar la
comprensión de los datos para la investigación.
De igual manera se manejará la técnica de resumen lógico que es aquella que
condensa de manera lógica las ideas de un texto de acuerdo a su importancia y con

39
las relaciones existentes entre ellas. Esta técnica será utilizada a lo largo del trabajo
de grado para darle una secuencia lógica a toda la información obtenida durante el
abordaje a distintos sujetos y la indagación textual realizada a través de las técnicas
utilizadas para recolectar la información, relacionándola y contrastándola entre sí.
3.7 Procedimiento de investigación.
En esta parte se describen cada uno de los objetivos establecidos,
permitiendo explicar detalladamente como se desarrollarán cada uno de ellos.
• Obj. N°1: Diagnosticar la situación actual del laboratorio de mecánica
de los fluidos de la UNEFM Municipalización Tocópero.
En este objetivo se plantea toda la indagación que se requiere para conocer
las condiciones que atraviesa actualmente el laboratorio de mecánica de los
fluidos, logrando esto a través de visitas a las instalaciones del laboratorio y
entrevistas sostenidas con el coordinador y profesor de la materia.
• Obj. N°2: Establecer el diseño adecuado para la fabricación del banco
El desarrollo de este objetivo comprende el estudio e indagación sobre los
diferentes modelos de equipos y así comparar sus diferentes características y
ventajas que permiten escoger el más idóneo y que el mismo se adapte a los
requerimientos para lo cual será construido, lo cual tendremos en cuenta para
establecer su diseño logrando esto a través del estudio para determinar las

40
condiciones de operación, dimensiones entre otros, todos estos necesarios para
seleccionar los materiales para la construcción del banco hidrostático y
garantizar que dicho equipo permita determinar las fuerzas hidrostáticas
ejercidas sobre superficies planas sumergidas.
• Obj.N°3 Construir el equipo de presión hidrostática para determinar la
fuerza ejercidas sobre las superficies planas sumergidas.
A lo largo de este objetivo se lleva a cabo el proceso de construcción del banco
hidrostático para determinar las fuerzas ejercidas sobre superficies sumergidas,
partiendo del diseño previamente establecido en el objetivo anterior, esto se logra
obteniendo los materiales, equipos y herramientas necesarios para realizar la
construcción del equipo y de esta manera obtener un equipo confiable capaz de
demostrar cualitativa y cuantitativamente la ejecución de la práctica.
• Obj.N°4 Elaborar la guía didáctica de uso y mantenimiento del equipo
de presión hidrostática sobre superficies planas sumergidas.
Ya culminada la construcción del equipo y verificadas las condiciones de
operación a través de distintas pruebas y ensayos se procede a realizar un manual
con el fin de establecer las condiciones de funcionamiento y un desglose completo
de cada uno de los componentes del banco hidrostático para la revisión y
mantenimiento que ameriten cada uno de ellos a futuro.
Además, en este objetivo se crea la guía para ejecutar la experiencia práctica,
esto se logra a través de la indagación y estudio de diversos manuales prácticos de
laboratorio para lograr concebir un procedimiento experimental acorde para este

41
equipo que garantice ejecutar las prácticas alcanzando la mejor experiencia
didáctica para los estudiantes, obteniendo el menor margen de error posible, sin
provocar esfuerzos innecesarios o fallas en el equipo.
3.8 Aspectos administrativos.
3.8.1 Plan de trabajo.
Cuadro N° 2: plan de trabajo.
Objetivo/metas Actividades/ tareas Recursos Tiempo Producto
-Diagnosticar la
situación actual
del laboratorio
de mecánica de
los fluidos de la
UNEFM
Municipalización
Tocópero.
- Observar el espacio
destinado al
laboratorio.
- Entrevistar al Prof.
de la unidad
curricular.
Materiales:
-Cuaderno de
notas.
-Cámara
fotográfica.
- Grabadora de
voz.
-Computadora.
Humanos:
-Profesor de la
materia
mecánica de
fluidos
-Tutor.
-Investigadores.
2
semanas
-condiciones de
espacio del
laboratorio.
-equipos con
que cuenta
este laboratorio
-prácticas que
se realizan
actualmente en
este laboratorio
-Establecer el
diseño
adecuado para
la fabricación
del banco de
presión
hidrostática.
-Revisar alternativas
de diseño.
-Realizar los cálculos
para determinar la
capacidad del equipo
y selección de
materiales para el
equipo de presión
hidrostática.
-Realizar el diseño
en diferentes vistas.
Materiales:
- Cuaderno de
notas.
-Lápiz.
-Calculadora.
-computadora
Humanos:
-Asesor.
-tutor
-Investigadores
4
semanas
-Diseño del
banco de
presión
hidrostática.

42
-Construir el
equipo de
presión
hidrostática para
determinar la
fuerza ejercidas
sobre las
superficies
planas
sumergidas.
-Solicitar
presupuesto.
-Obtener materiales
y herramientas
requeridos para la
construcción del
equipo.
-Fabricación y
ensamble del
equipo.
Materiales:
-Cuaderno de
notas.
-Cámara
fotográfica.
-Materiales y
herramientas
para el
ensamblaje y
fabricación del
equipo
Humanos:
-Tutor.
-Investigadores
4
semanas
-Equipo de
presión
hidrostática.
- Comprobar el
correcto del
funcionamiento
del equipo.
Elaborar la guía
didáctica de uso
y mantenimiento
del equipo de
presión
hidrostática
sobre
superficies
planas
sumergidas.
-Identificar las partes
del equipo expuestas
a agentes externos.
-Comprobar las
piezas que están
sometidas a
desgaste y esfuerzos
- Establecer un
correcto proceso de
ensamblaje y
desmontaje del
equipo.
-Estudio de distintos
procedimientos
experimentales de
prácticas de
superficies planas
sumergidas.
-Establecer los
objetivos,
procedimientos y
tablas de resultados
de la práctica.
- Comprobar que los
fenómenos de
estudio sean
apreciables y que los
márgenes de error
sean aceptables.
Materiales:
-Cuaderno de
notas.
-Calculadora.
Humanos:
-Tutor.
-Investigadores
3
semanas
- Manual de uso
y
mantenimiento
del equipo.
- Guía práctica
de presión
hidrostática
sobre
superficies
planas
sumergidas.
Fuente: Colina y Sánchez (2022).

43
3.8.2 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES.
Cuadro N°3: cronograma de actividades.
Actividades Fuente: Colína y Sánchez
(2022)
Semanas
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Observar el espacio destinado al
laboratorio.
Entrevistar al Prof. de la unidad
curricular.
Revisar alternativas de diseño de
otros equipos.
Realizar los cálculos para determinar
la capacidad del equipo y selección de
materiales para el equipo de presión
hidrostática.
Solicitar presupuesto
Obtener materiales y herramientas
requeridos para la construcción del
equipo.
Fabricación y ensamble del equipo.
Identificar las partes del equipo
expuestas a agentes externos.
Comprobar las piezas que están
sometidas a desgaste y esfuerzos
Establecer un correcto proceso de
ensamblaje y desmontaje del equipo.
Indagación de experiencias prácticas
con equipos similares.
Estudio de distintos procedimientos
experimentales de prácticas de
superficies planas sumergidas
Establecer objetivo, procedimientos y
hoja de resultados de la practica
Comprobar que los fenómenos de
estudio sean apreciables y que los
márgenes de error sean aceptables.

44
3.8.3 RECURSOS Y PRESUPUESTO.
3.8.3.1 EQUIPOS.
Tabla N°1: Equipos utilizados.
DESCRIPCIÓN CANTIDAD PROCEDENCIA
Computadora portátil 1 Propio
Cámara Fotográfica 1 Propio
Grabador de voz 1 Propio
Calculadora 1 Propio
Fuente: Colína y Sánchez (2022).
3.8.3.2 RECURSOS HUMANOS.
Tabla N°2: Recursos Humanos
Fuente: Colína y Sánchez (2022).
3.8.3.3 SERVICIOS
Tabla N°3: Servicios propios.
DESCRIPCIÓN CANTIDAD PROCEDENCIA
Internet 15 horas Privado
Transporte 8 viajes Propio
Impresión 2 Privado
DESCRIPCIÓN CANTIDAD
HORAS/
HOMBRE
TOTAL, H/H
Investigadores 2 150 300
Tutor 1 20 20

45
Tabla N°4: Presupuesto de servicios
DESCRIPCIÓN CANTIDAD
MONTO
(Bs.S.D)
TOTAL
(Bs.S.D)
Internet 4 horas 6,00 24,00
Transporte de Tocópero a
Cumarebo
4 8,00 32,00
Copias 6 0,80 4,80
Impresión 4 1,00 4,00
(Bs.S.D 64,80)
Fuente: Colina y Sánchez (2022)
3.8.3.4 PRESUPUESTO DE MATERIALES Y SUMINISTROS.
Tablan°5: Presupuesto De Materiales y suministros.
DESCRIPCIÓN CANTIDAD MONTO (Bs.S.D) TOTAL (Bs.S.D)
Lápiz de grafito 2 1,50 3,00
Saca puntas 1 1,50 1,50
Borrador 1 2,00 2,00
Bolígrafo 1 2,00 2,00
8,50(Bs.S)
3.8.3.5 PRESUPUESTO GENERAL.
Tabla N°6: Presupuesto General
DESCRIPCIÓN MONTO (Bs.S)
Servicios 64,80
Materiales y suministros 8,50
73,30(Bs.S.D)

46
CAPÍTULO IV
PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
4.1 Análisis de los resultados.
Para Méndez (2008) el análisis de resultados es “un proceso que implica el
manejo de los datos obtenidos y contenidos en cuadros, gráficos y tablas” (p. 135).
Basándose en la información obtenida por los autores habiendo hecho uso
de distintas metodologías, se procede a analizar y plasmar la misma de manera
clara y cuantitativa para su mayor entendimiento.
Como técnica de recolección de información se realizó una encuesta de tipo
cerrada la cual conto con la participación de 10 encuestados, la misma fue aplicada
con el fin de recabar información necesaria para el desarrollo del trabajo de grado y
verificar ciertos parámetros del diseño para la construcción del banco hidrostático.
• Obj. N°1: Diagnosticar la situación actual del laboratorio de mecánica
de los fluidos de la UNEFM Municipalización Tocópero.
Durante el desarrollo de este objetivo se realizó todo el proceso de indagación y
diagnóstico de las condiciones del laboratorio de mecánica de fluidos, para ello se
realizaron diferentes actividades como parte del proceso de abordaje y
acercamiento, entre estas se sostuvieron reuniones, entrevistas y visitas para
observar las condiciones del área de laboratorio.

47
Resultado de las encuestas.
ÍTEM N°1: ¿Considera usted que hay condiciones adecuadas para
realizar prácticas en el área de laboratorio?
Grafico N°1
Como se puede observar en el grafico N° 1. El 90% de los encuestados indicó
que considera que las condiciones son adecuadas para realizar prácticas en el área
de laboratorio.
ÍTEM N° 2: ¿Cree usted que se pueden agregar más equipos al laboratorio de
mecánica de los fluidos?
Grafico N° 2
90%
10%
SI
NO
90%
10%
SI
NO

48
Habiendo observado el grafico N°2 podemos apreciar que la encuesta realizada
nos arroja un porcentaje de afirmación del 90% con respecto a la interrogante de
poder agregar más equipos al área de laboratorio.
• Obj. N°2: Establecer el diseño adecuado para la fabricación del banco
A lo largo de este objetivo se realizó todo el proceso de indagación y estudio de
diferentes modelos de equipos lo cual permitió escoger una de esas alternativas y
así dar comienzo al proceso de diseño y todos los cálculos pertinentes para
determinar un diseño especifico.
ÍTEM N° 3: ¿Piensa usted que el diseño es apropiado para este tipo de equipo?
Grafico N° 3
Con respecto al ítem N°3 podemos observar en el grafico N°3 que el 100% de
los encuestados considera que el diseño es el apropiado para este tipo de equipo.
100%
0%
SI
NO

49
ÍTEM N°4 ¿Cree usted que los materiales son acordes para la
fabricación de este equipo?
Grafico N°4
Como se puede observar en el grafico N°4 el 100% de los encuestados
considera que los materiales son adecuados para la fabricación del equipo.
• Obj.N°3 Construir el equipo de presión hidrostática para determinar la
fuerza ejercidas sobre las superficies planas sumergidas.
Durante este objetivo se consolidó la construcción del equipo previamente
diseñado para ello se comenzó haciendo una solicitud de presupuesto y obtención
de materiales, insumos y herramientas las cuales hicieron posible la culminación del
equipo planteado.
100%
0%
SI
NO

50
ITEM N°5 ¿Considera usted que la fabricación de este equipo permita
comprobar los fenómenos a estudiar?
Grafico N°5
En el grafico N°5 podemos ver que la totalidad de los encuestados considera
que con la fabricación de este equipo se podrán comprobar los fenómenos de
estudio.
ÍTEM N°6 ¿El funcionamiento de este equipo cumple con el objetivo para el
cual fue creado?
Grafico N°6
Con respecto al ítem N° 6 se puede observar en el grafico anterior que el 100%
de los encuestados afirma que el equipo cumple con los objetivos para los cuales
fue creado.
100%
0%
SI
NO
100%
0%
SI
NO

51
• Obj.N°4 Elaborar la guía didáctica de uso y mantenimiento del equipo
de presión hidrostática sobre superficies planas sumergidas.
Para cumplir este objetivo se investigaron diferentes manuales de laboratorio y
guías prácticas para equipos similares a este teniendo en cuenta diferentes
parámetros como el control de calidad, confiabilidad, calibración del equipo y que
tanto la guía práctica como el manual sean lo más detallados, sencillos y
explicativos posibles.
ÍTEM N° 7 ¿Cree usted que la guía está diseñada de manera explicativa y
detallada para realizar la experiencia práctica?
Grafico N°7
Como se puede observar en el grafico anterior la totalidad de los encuestados
afirma y cree que la guía para realizar la práctica fue diseñada de manera
explicativa, detallada y fácil para el entendimiento y la ejecución de la experiencia
de laboratorio.
100%
0%
SI
NO

52
ÍTEM N°8 ¿Considera usted que el plan de mantenimiento establecido en
el manual es adecuado para este tipo de equipo?
Grafico N°8
Partiendo de la descripción del grafico N°8 en el cual se puede apreciar que la
encuesta realizada con respecto al ítem N° 8 arrojó un total del 100% de aceptación
en cuanto al plan de mantenimiento establecido para el equipo creado por los
autores de esta investigación.
Objetivo N°1: Diagnosticar la situación actual del laboratorio de mecánica de
los fluidos de la UNEFM Municipalización Tocópero.
Actividad N° 1: Observar el espacio destinado al laboratorio.
Para desarrollar esta actividad se procedió a revisar el espacio de los
laboratorios de la aldea UNEFM Tocópero, haciendo uso de técnicas como la
observación y apoyándose en diversas herramientas que permitieron plasmar toda
la información recolectada, para luego ser analizada y posteriormente llegar a la
conclusión que dicho espacio no cuenta con la totalidad de los equipos necesarios
para las prácticas de la materia Mecánica de Fluidos y que sin embargo este espacio
cumple con las condiciones mínimas para poner en práctica el laboratorio de presión
100%
0%
SI
NO

53
hidrostática para determinar la fuerza ejercida sobre las superficies planas
sumergidas.
Figura N°7: Lista de cotejo para realizar la observación al espacio del
laboratorio.
Actividad N°2: Entrevistar al Prof. de la unidad curricular.
Para cumplir con esta actividad se realizaron acciones que permitieron el
acercamiento y obtención de la información requerida. Esto se logró haciendo uso
de técnicas de recolección de información tales como entrevistas con el profesor de
la unidad y la encuesta realizada a algunos estudiantes del área de mecánica de
fluidos, con lo que se constató la situación actual y la importancia que recae en
promover actividades que vayan al rescate y dotación de los distintos laboratorios.
Objetivo N°2: Establecer el diseño adecuado para la fabricación del banco de
presión hidrostática.
Actividad N° 1: Revisar alternativas de diseño.
Para el desarrollo de esta actividad se procedió a revisar numerosas
bibliografías, manuales de laboratorios, catálogos de equipos y trabajos de grados
previos con el fin de conocer sus diferencias, ventajas y desventajas en cuanto a

54
diseño y funcionamiento para así realizar la escogencia del equipo que mejor se
adapte a las necesidades requeridas.
Alternativa N° 1 Equipo de presión sobre superficies de cuadrante sellado
(FME08).
Esta alternativa está basada en el equipo de presión sobre superficies
sumergidas (FME08) desarrollado por la empresa EDIBON. Este equipo consiste
en un cuadrante sellado montado sobre el brazo de una balanza que bascula
alrededor de un eje. Cuando el cuadrante está inmerso en el depósito de agua, la
fuerza que actúa sobre la superficie ejerce un momento con respecto al eje de
apoyo.
Figura N°8: Equipo FME08
Alternativa N° 2 Balanza de presión hidrostática de cuadrante abierto
(HM150.05)
La segunda alternativa se trata de un equipo desarrollado por la empresa
(GUN) que permite medir la fuerza ejercida sobre superficies sumergidas, utilizando
para ello un brazo para determinar la fuerza que se produce en el cuadrante en
forma de cuarto de circulo, el mismo es de tipo abierto ya que a la vez funciona
como depósito del agua

55
Figura N°9: Equipo HM150.05
Alternativa N° 3 Aparato de centro presión hidrostática de cuadrante abierto
(H11)
La tercera alternativa está basada en el aparato para determinar el centro de
presión en superficies parcial y totalmente sumergidas (H11) desarrollado por la
empresa TQ (TECQUIPMENT). El cual presenta un diseño compacto sencillo y
practico con menor cantidad de piezas móviles.
Figura N°10: Equipo H11

56
Luego de haber analizado detenidamente cada una de las alternativas
presentadas verificando distintos parámetros como practicidad, facilidad de
construcción, costos de los materiales entre otros aspectos, procedimos a escoger
la alternativa N° 1 para llevar a cabo el diseño y construcción del equipo.
Actividad 2: Realizar los cálculos para determinar la capacidad del equipo y
selección de materiales para el equipo de presión hidrostática.
Durante el desarrollo de esta actividad se realizaron los cálculos matemáticos
partiendo de las dimensiones en las que se planea fabricar el equipo para así
determinar el volumen del mismo.
Calculo del volumen del depósito de agua.
1𝑚3
= 1000 𝐿
0,28𝑚 ∗ 0,137𝑚 ∗ 0,247𝑚 = 9,47𝐿
Distancia del punto de pivota al borde inferior del sólido.
0,195𝑚 = 19,5𝑐𝑚 = 195𝑚𝑚
Distancia del punto de pivote al porta pesas.
0,288𝑚 = 28,8𝑐𝑚 = 288𝑚𝑚
Peso total del brazo de equilibrio.
2,05𝑘𝑔 = 2050𝑔

57
Actividad 3 Realizar el diseño en diferentes vistas.
En esta actividad se procedió a realizar en diferentes vistas los diseños de
distintas partes del equipo plasmando los mismos en papel, haciendo uso de
distintas herramientas como regla, transportador, compás, lápiz y borrador al igual
que también se hizo uso de distintos softwares para el diseño digital de ciertas
partes.
Figura N°11: Depósito de agua Figura N°12: Depósito de agua
Figura N°13: Paredes del depósito de agua

58
Figura N°14: Vista en CAD del depósito de agua.
Figura N°15: Estructura base del equipo. Figura N°16: Estructura base del equipo.

59
Figura N°17: Vista en CAD de la estructura base.
Figura N°18: Vista en CAD del solido. Figura N°19: Vista en CAD 3D del solido
Figura N°20: Vista en CAD lateral del equipo

60
Figura N°21: Vista en CAD 3D del equipo.
OBJETIVO N°3: Construir el equipo de presión hidrostática para determinar la
fuerza ejercida sobre las superficies planas sumergidas.
ACTIVIDAD N°1. Solicitar presupuesto.
Luego de haber escogido entre los diferentes tipos de equipos de presión
hidrostática y Haber concebido el diseño con el cual se planea construir, se procedió
a visitar algunos establecimientos como ferreterías, recicladoras de chatarra,
talleres mecánicos y de fabricación de vidrio y aluminio todo esto con el fin de
obtener el costo total que implicaría adquirir todos los materiales para el equipo.
ACTIVIDAD N°2. Obtener materiales y herramientas requeridos para la
construcción del equipo.
Después de haber realizado una indagación previa del costo de cada uno de
los materiales necesarios para el equipo se inició el proceso de compra y búsqueda
de los mismos, así como también de las herramientas necesarias para alcanzar la
fabricación del equipo de presión hidrostática.

61
ACTIVIDAD N°3. Fabricación y ensamble del equipo.
Una vez determinado el diseño final del dispositivo y obtenidos todos los
materiales y herramientas necesarias para la construcción del mismo, se dio inicio
al proceso de medición, marcaje, cortes, soldadura, desbastado, moldeado y
finalmente acoplado de todos los componentes que integran el equipo de presión
hidrostática.
Etapa # 1. Estructura:
Se procedió inicialmente a medir las dimensiones establecidas en el diseño
para luego cortar, dar forma y soldar los ángulos metálicos de una pulgada 1” que
conforman la estructura base del equipo.
Figura N°22: Marcaje para cortar. Figura N°23: Herramienta de corte.

62
Figura N°24: Proceso de corte. Figura N°25: Estructura base
Etapa # 2. Solido:
En esta etapa se realizaron las mediciones y trazados sobre el material
acrílico de 4 mm para posteriormente realizar todos los cortes, moldeado, desbastes
y ensamblado necesarios para dar forma a cada una de las piezas que conforman
el sólido.
1er. Paso: Medición y trazado en el acrílico.
Figura N°26: Medicion y trazado. Figura N°27: Trazado en el acrilico.

63
Figura N°28: Trazado del cuarto de circulo
2do. Paso: Corte y desbaste del material.
Figura N°29: Corte con caladora usando Figura N°30: Desbaste del acrilico
agua como refrigerante.
Figura N°31: Desbaste de la cara del solido

64
3er. Paso: Molde y ensamble del sólido.
Figura N°32: Moldeado y lijado. Figura N°33: Aplicación de pegamento.
Figura N°34: Pegado y ensamblado del solido.
Etapa # 3. Contrapeso y brazo de equilibrio:
En esta etapa se realizó el proceso de corte y unión mediante soldadura del
tubo de acero inoxidable con la rosca donde se desplazará el contrapeso movible,
para posteriormente acoplar el sólido en su posición final.

65
1er: Paso; Union del tubo de acero con la rosca del contrapeso movil.
Figura N°35: Eje roscado para el contrapeso. Figura N°36:Proceso de
soldadura.
2do. Paso: Union de brazo de equilibrio con cotrapeso movil y solido.
Figura N°37: Ensamble del sólido y contrapeso con el brazo.
Etapa # 4. Portapesas y pesas.
En esta etapa se ejecutó el trabajo de cortar y dar forma a una barra de acero
la cual descansa sobre el brazo de equilibrio donde a su vez se colocan las pesas
para la práctica. La labor de realizar las pesas se elaboró a partir de piezas de plomo
recolectadas para luego ser fundidas, darle forma y levarlas a determinados pesos.

66
Figura N°38: Material de plomo. Figura N°39: Fundicion del material.
Figura N°40: Calibracion de las pesas.
OBJETIVO N°4 Elaborar la guía didáctica de uso y mantenimiento del
equipo de presión hidrostática sobre superficies planas sumergidas.
ACTIVIDAD N°1 Identificar las partes del equipo expuestas a agentes externos.
En esta actividad se procedió a hacer una revisión del funcionamiento del
equipo para verificar las partes que requieren más cuidado y que pueden estar
expuestas a agentes externos.

67
ACTIVIDAD N °2 Comprobar las piezas que están sometidas a desgaste y
esfuerzos.
Para ello se comprobó cada uno de los elementos al máximo de carga y
capacidad para constatar su resistencia y comprobar cuáles de ellos están más
propensos a fallar por la naturaleza de su funcionamiento.
ACTIVIDAD N°3 Establecer un correcto proceso de ensamblaje y desmontaje del
equipo.
Durante esta actividad se procedió a determinar una manera específica del montaje
y desmontaje del equipo para que la misma no afecte ni ponga en riesgo la
integridad de los componentes más frágiles y que este proceso no afecte la
calibración del equipo.
ACTIVIDAD N°4: Estudio de distintos procedimientos experimentales de prácticas
de superficies planas sumergidas.
Para realizar esta actividad se realizó un estudio revisando distintas guías y
experiencias prácticas efectuadas en diferentes laboratorios y con diversos equipos
de diseños similares y distintos al nuestro.
ACTIVIDAD N° 5: Establecer objetivo, procedimientos y hoja de resultados de la
práctica.
En esta actividad se revisaron diferentes guías para distintos equipos de laboratorio
de presión hidrostática, en las cuales se analizaron los objetivos a establecer y la
rutina que se debe emplear paso a paso para ejecutar la experiencia práctica de
manera correcta mientras se plasman los datos obtenidos en una hoja de resultados
acorde a las operaciones que realizamos con el equipo.

68
ACTIVIDAD N° 6: Comprobar que los fenómenos de estudio sean apreciables y que
los márgenes de error sean aceptables.
A lo largo de esta actividad se procedió a comprobar la facilidad de observación de
los fenómenos, el proceso para tomar las distintas lecturas y datos y la utilización
de los mismos de manera clara y sencilla para realizar la comprobación de la teoría
con la práctica permitiendo esto verificar el porcentaje de error y constatar el
correcto funcionamiento del equipo.

69
CAPÍTULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES
Los equipos de laboratorios forman parte imprescindible en la formación de
los estudiantes como futuros profesionales, puesto que las experiencias prácticas
permiten reforzar los conocimientos, familiarizarse con los equipos y los fenómenos
que se estudian y presentan en el campo de trabajo, Este trabajo de investigación
generó una serie de conclusiones las cuales se presentan a continuación.
- Habiendo realizado una investigación profunda de diferentes modelos de equipos
y guías de laboratorio se llegó a la conclusión que los seleccionados son los más
acordes ya que permiten la mayor facilidad de entendimiento y facilidad de
manipulación del equipo.
- La búsqueda de materiales adecuados hicieron posible la construcción de un
equipo capaz de comprobar de manera práctica y confiable la fuerza ejercida sobre
las superficies planas sumergidas y lo más importante que estos materiales
garantizaran un periodo de vida útil prolongado al equipo.
- Las pruebas de seguridad y métodos de calibración permitieron comprobar el buen
funcionamiento del equipo dentro de márgenes de error mínimo.
-El presupuesto de construcción del equipo fue relativamente bajo en comparación
al valor de adquisición de un equipo comercial.
-Este equipo tiene una gran contribución con la UNEFM Municipalización Tocópero
al dotarle del equipo para la realización de una práctica la cual se venía realizando
a las afueras de esta institución, además motivara al estudiantado a realizar
proyectos de grado como este que tengan como fin solventar una problemática
específica.

70
RECOMENDACIONES
✓ Motivar, incentivar y buscar financiamientos por parte de distintos entes e
instituciones a todos los estudiantes para el desarrollo de proyectos de grado
que vayan en pro de la innovación, el desarrollo y a todos aquellos que
buscan solventar necesidades sea en la universidad o determinada
población.
✓ Procurar adquirir o incentivar el desarrollo de equipos como este para todos
aquellos equipos faltantes en las áreas de laboratorios y talleres de esta
universidad.
✓ Realizar los mantenimientos establecidos con los intervalos de tiempo
especificados en el plan de mantenimiento para que el funcionamiento del
equipo sea óptimo durante el mayor periodo de tiempo posible.
✓ Revisar siempre las condiciones del equipo nunca dejarlo con exceso de
humedad o agua porque podrían aparecer síntomas de corrosión en la
estructura o manchas en el cristal del depósito de agua.
✓ Verificar siempre que el fluido de trabajo esté libre de sedimentos que puedan
obstruir el desagüe o que puedan dificultar la lectura de la toma de datos.

71
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Arias, F. (2006). El Proyecto de Investigación. Editorial Episteme. Caracas
Venezuela.
Constitución De La República Bolivariana De Venezuela. Gaceta Oficial 30 De
diciembre De 1999, Nº 36. 860
Investigación bajo el paradigma positivista (Basado en Gómez, 2006. Introducción
a la Metodología Científica. 1era edición. Editorial Brujas, Argentina)
Robert L. Mott Mecánica de fluidos aplicada cuarta edición
Irving H. Shames (1995) Mecanica de fluidos tercera edición
Robert L Mott (2006) Mecánica de fluidos sexta edición
Marval, Mavarez, Maldonado, Quintero y Rosas (2010). Universidad Nacional
experimental “Francisco de Miranda” Núcleo el Sabino. GUIA DE LABORATORIO
DE MECÁNICA DE LOS FLUIDOS.
Reynoso (2010). Universidad de San Carlos de Guatemala. Manual para los
ensayos de viscosidad, centros de presión, líneas de corriente e impacto de un
chorro del laboratorio de mecánica de fluidos.
Universidad Pedagógica Experimental Libertador (2008). Manual de Trabajos de
Grado y Tesis Doctorales. Ediciones FEDEUPEL. Caracas Venezuela.
Véliz, A. (2014). Proyectos comunitarios e investigación cualitativa. 16º edición. Ed.
Grupo Impregráficas, Caracas.

72
Dirinot, Parra, Fuguet y Aguilar (2015) Guía sobre esquema para la elaboración de
los proyectos y trabajos de grado de los programas nacionales y municipalizados
de la universidad nacional experimental francisco de miranda, Santa Ana de Coro.
Fidias G. Arias (1999). EL PROYECTO DE INVESTIGACION, Guía para su
elaboración (3RA. EDICIÓN) Caracas.
Fidias G. Arias (2006). El proyecto de investigación: Introducción a la metodología
científica (5ta edición). Caracas, Episteme.
REFERENCIAS EN LA WEB:
Aramos “Centroides de área”, [En Línea]; [febrero, 2022] Disponible en web:
ublog.cl/archivos/1310/apendice_1
Carla Santaella “Planteamiento del problema”, [En línea ]; [febrero, 2022]
http://www.monografias.com/trabajos91/proyectocomunitario/proyectocomunitario.
shtml
Gorka Elorduy.” Equilibrio de los cuerpos sumergidos” [ En línea], [diciembre,
2021] Disponible en la web:
https://eluniversomatematicoblog.wordpress.com/2022/06/07/equilibrio-de-los-
cuerpos-sumergidos/
Rigoberto Martínez “GRADIENTE DE PRESION” [ En línea], [mayo, 2022]
Disponible en la web: https://www.lacomunidadpetrolera.com/showthread.php/175-
GRADIENTE-DE-PRESION.
UNEFM Municipalización Tocópero (2011) Reseña Histórica de Tocópero.
http://municipalizaciontocopero.blogspot.com/2011/07/tocopero-historia.html

74
Anexo N°1 Tabla de Ítems.
Anexo N°2 Matriz de jerarquizacion
ÍTEMS
Matriz de Jerarquización de Problemas
Escala de Puntuación
Dos puntos (2) Un punto (1) Cero puntos (0)
Gravedad Muy muy grave Medianamente grave Poco grave
Tendencia En aumento Estático En descenso
Posibilidad de modificar Modificable Poco modificable Inmodificable
Tiempo de solución Corto plazo Mediano plazo Largo plazo
Interés en solucionar Alto Bajo No hay interés
Situaciones problemáticas
ITEMS
Gravedad
Tendencia
Posibilidad
de
modificar
Tiempo
de
solución
Interés
en
solucionar
Total
1. La falta de taller de tecnología mecánica 1 y 2. 1 1 0 0 1 3
2. Ausencia de laboratorio de química . 0 1 0 0 2 3
3. Falta de un plan mantenimiento a los aires
acondicionados.
1 2 2 1 2 7
4. Carencia de los equipos del laboratorio de
ciencias de los materiales.
2 2 0 0 2 6
5. La falta de los equipos necesarios para llevar a
cabo la práctica número 3 de mecánica de los
fluidos.
2 2 2 1 2 9

75
Anexo N°3 Indagación sobre problemática en la UNEFM Tocópero.
Anexo N4 Elaboración del árbol de problemas.
Anexo N°5 Entrevista con el coordinador de la UNEFM Tocópero.

76
Anexo N° 6 Identificando y jerarquizando problemáticas existentes.
Anexo N°7 Cuestionario para la entrevista semiestructurada con el
coordinador.
Anexo N° 8 Lista de cotejo para realizar la observación al espacio del
laboratorio.

77
Anexo N° 9 Árbol del problema

78
Anexo N°10 Operacionalizacion de la variable

79
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
“FRANCISCO DE MIRANDA”
ÁREA DE TECNOLOGÍA
ALDEA UNIVERSITARIA TOCÓPERO ESTADO FALCÓN
Instrumento de validación
TUTOR ACADEMICO: AUTORES
Ing. Sandy Morales Colina Elvis
CI:21.546.501
Sánchez Juan
CI: 21.447.641

80
Tocópero, 2022
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
“FRANCISCO DE MIRANDA”
ÁREA DE TECNOLOGÍA
MUNICIPALIZACIÓN TOCÓPERO
CUESTIONARIO
El presente instrumento ha sido diseñado con la finalidad de recabar información
para el proyecto de investigación “CONSTRUCCION DE UN BANCO DE PRUEBA
DE PRESIÓN HIDROSTÁTICA PARA DETERMINAR LA FUERZA EJERCIDA
SOBRE LAS SUPERFICIES PLANAS SUMERGIDAS” El desarrollo de este
registro de información permitirá culminar el trabajo de grado, por lo tanto, se
requiere de una información veraz, de manera que se pueda realizar un análisis
confiable y real de cada cargo. Por lo que se recomienda que lea cuidadosamente
las preguntas antes de responderlas.
Ítem Pregunta Si No
1 ¿Considera usted que hay condiciones adecuadas para realizar
prácticas en el área de laboratorio?
2 ¿Cree usted que se pueden agregar más equipos al laboratorio de
mecánica de los fluidos?
3 ¿Piensa usted que el diseño es apropiado para este tipo de
equipo?
4 ¿Cree usted que los materiales son acordes para la fabricación de
este equipo?
5 ¿Considera usted que la fabricación de este equipo permitirá
comprobar los fenómenos a estudiar?
6 ¿El funcionamiento de este equipo cumple con el objetivo para el
cual fue creado?
7 ¿Cree usted que la guía está diseñada de manera explicativa y
detallada para realizar la experiencia práctica?
8 ¿Considera usted que el plan de mantenimiento establecido en el
manual es adecuado para este tipo de equipo?

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