Hoy en día, es evidente el crecimiento de la práctica deportiva en el Perú. De hecho, esta actividad se ve impulsada por la infraestructura y la moderna tecnología deportiva implementada con miras a los Juegos Panamericanos Lima 2019. Sin embargo, si bien estos complejos poseen la ventaja de beneficiar a la mayor cantidad de atletas por su capacidad, la tecnología no se proyecta de la misma manera debido a la aún limitada oferta existente. Ante este panorama, resulta importante identificar una oportunidad de mejora que pueda reducir la brecha tecnológica que existe en el deporte peruano. Por esto, se propone diseñar una solución tecnológica que optimice el proceso de control de la fatiga neuromuscular (FN) durante la preparación deportiva. Sobre el control de la FN, existen alrededor de 6 métodos convencionales para medir el nivel de la fatiga. Algunos de estos, recientemente, han variado con el fin de reducir su complejidad. Prueba de ello es un nuevo estudio que ha demostrado que la altura máxima del centro de masa en el salto en contramovimiento (CMJ, por sus siglas en inglés) puede ser utilizado como una herramienta moderna y práctica para determinar el nivel de la FN. Entonces, con base en este método, se propone diseñar un sistema mecatrónico que obtenga el nivel de dispersión de la potencia mecánica máxima del CMJ, variable física directamente relacionada con la altura del centro de masa, para que se utilice como herramienta para medir el nivel relativo de la FN. Así mismo, el sistema a diseñar debe ser capaz de verificar la ejecución del CMJ. El sistema mecatrónico se compone de un subsistema que utiliza 8 celdas de carga para medir las fuerzas pie-piso y un segundo subsistema compuesto de una cámara digital para la captura de imágenes que corresponden al desarrollo del CMJ. Luego, para el procesamiento de los algoritmos que culminan en el nivel de dispersión de la potencia mecánica máxima se emplea un microcontrolador; y para el procesamiento de las imágenes que culminan en la verificación del CMJ, un mini ordenador. Al respecto, el procesamiento de imágenes comprende, principalmente, la etapa de reconocimiento de articulaciones en el espacio 2D. Para esto, se utiliza el modelo Open Pose de tipo open source, que fue elegido por su precisión (79.7 %), tiempo de detección (< 0.20 s) e implementación. La presente inicia revisando el estado del arte, luego se define la lista de requerimientos, estructura de funciones, matriz morfológica y conceptos preliminares según la norma VDI 2221. También, se revisa el diseño del sistema dentro del ámbito mecánico, eléctrico y procesamiento. Al final, se revisa la parte de costos y conclusiones.

En el presente trabajo de tesis se realiza la evaluación energética del proceso de secado, de forma experimental y teórica, en un prototipo de secador solar para el ají amarillo en el distrito de San Miguel, en la provincia de Lima, Perú. El secador solar basa su construcción en una estructura de domo geodésico de bajo costo, de fácil construcción y portátil, con una cubierta con determinadas características para los fines de secado. El secador solo requiere de energías renovables para su funcionamiento. Para la evaluación del secador en el secado del ají amarillo se midió el tiempo de secado, la humedad final del producto y la temperatura al interior del domo. Adicionalmente, para un mayor conocimiento del comportamiento del ají en el domo se realizaron comparaciones del secado de ají con diferentes tipos de corte y con sombra. Además, se desarrolló un modelo para determinar para determinar teóricamente el tiempo de secado y la humedad del producto. Para el cálculo teórico se hizo un análisis energético del ají en base a datos experimentales obtenidos y los resultados se validaron con las dos pruebas de secado experimentales realizadas. Se obtuvieron los siguientes resultados: Se halló una diferencia promedio de 20 °C entre las 10 am y 3 pm, entre la temperatura ambiental y la temperatura interior al domo, con una temperatura promedio de 50 °C adecuada para el secado. Se evaluó la distribución de temperaturas en el interior del domo a diferentes alturas y se obtuvo una diferencia de 5 °C entre el punto más alto y más bajo medido en el domo. Se registraron las curvas de secado para una carga de 18 kg y se obtuvo que entre el día 4 y 5 se obtiene una humedad de conservación en el rango de 12 – 20 %. Además, La curva teórica se valida adecuadamente con los resultados experimentales.

El presente trabajo presenta el diseño de los miembros superiores de un exoesqueleto de cuerpo completo, con cinco grados de libertad en cada brazo, de los cuales cuatro son actuados, para soportar una carga de hasta 30kg durante la acción de elevar un objeto desde el suelo hasta la zona media del cuerpo. Incrementar las capacidades físicas de la persona a través del uso de exoesqueletos, consiste en que estos mismos cubran el cuerpo entero de la persona. Por lo tanto, debido a la complejidad del mismo, es que en este proyecto solo aborda el diseño de los miembros superiores del exoesqueleto, además se proporcionan las fuerzas en el extremo que se debe conectar con el resto del exoesqueleto, para su desarrollo en futuros trabajos. En los primeros capítulos se realizó un estudio sobre las tecnologías existentes en el campo de los exoesqueletos, tanto de modelos comerciales, como de exoesqueletos que forman parte de trabajos de investigación aun en desarrollo. Además, se presenta una breve introducción sobre conceptos anatómicos del cuerpo humano como también de antropometría, esto con el fin de entender y aplicar dichos conceptos en el posterior diseño mecánico. Con esta información recopilada y haciendo uso de la metodología VDI 2221, se realizó el diseño conceptual del exoesqueleto en base a una lista de requerimientos previamente propuestos. Por último, se desarrolló el diseño mecánico del exoesqueleto, una vez realizado esto se obtuvo y analizó todos los procesos que el exoesqueleto debía cumplir para su funcionamiento y en base a estos requisitos se seleccionaron los componentes electrónicos que cumplan dicha tarea. Así mismo, los costos de diseño y fabricación se estiman en S/. 20,000 y S/ 43,000, respectivamente.

El siguiente trabajo se presenta el diseño mecánico, electrónico y de control de una maquina para la rehabilitación de las extremidades superiores en pacientes que han sufrido derrames cerebrales. Para la realización del objetivo general , se tuvo que definir la exigencias que debe cumplir el sistema, realizar un estudio del arte actual para reconocer el estado de la tecnología relacionada con robots de rehabilitación. Para el diseño se consideró un mecanismo paralelo de 5 barras y dos grados de libertad. A partir de ello se desarrolló la estructura mecánica, luego se seleccionó todos los componentes electrónicos y finalmente, se aplicó un algoritmo de control no lineal llamado Sliding Mode para el control de la trayectoria.

Los adultos mayores suelen sufrir ciertos problemas de salud, deterioro físico, entre otras afecciones que son propias de la edad. En el Perú, son más de 800 000 personas mayores que viven en hogares unipersonales y carecen de un acompañante. Ante una situación de emergencia y al vivir solos, los adultos mayores corren el riesgo de no recibir atención inmediata, ya que no poseen una forma de comunicación rápida con sus familiares o cuidadores, quienes, a la vez, no poseen una herramienta que les informe de lo ocurrido. El presente trabajo de tesis consiste en el diseño e implementación de un sistema de monitoreo intradomiciliario y remoto para las viviendas unipersonales de adultos mayores en el Perú. El diseño se basa en el enfoque AAL (vida asistida por el ambiente), el cual tiene como objetivo mejorar la calidad de vida independiente de las personas mayores y discapacitadas mediante la aplicación de nuevas tecnologías para integrar funcionalidades de monitoreo y cuidado en su vivienda. El sistema se divide en cinco subsistemas: módulo wearable, tecnologías integradas en la vivienda, unidad de control y comunicaciones, base de datos y un aplicativo móvil. El sistema desarrollado es capaz de monitorear en tiempo real el pulso cardíaco del usuario con una precisión del 93%, y detecta si ha sufrido una caída intradomiciliaria con una precisión del 72%. También, se integra un sistema de botones de emergencia en la vivienda, los cuales, al ser accionados, envían una alerta inmediata al familiar indicando que se requiere su atención. Se integra un módulo de prevención de caídas, el cual emite advertencias sonoras en zonas de riesgo de accidentes para reforzar el cuidado al transitarlas. Por último, el familiar de la persona mayor visualiza el pulso cardíaco en tiempo real en un aplicativo móvil para Android OS, y recibe alertas vía aplicación y SMS en caso de una situación de emergencia ocurrida en la vivienda.

Los próximos capítulos de la presente tesis se contempla una revisión de dispositivos wearable como estado del arte. Lo que le sigue es una explicación de los puntos teóricos importante para el desarrollo. Finalmente, se cuenta con la solución y los resultados. Se empieza mencionando los diferentes desarrollos tecnológicos en base a los dispositivos wearable y cómo estos han tenido resultados prometedores en el uso con personas o animales. Después de eso, se menciona la motivación para continuar con el desarrollo del trabajo; y se continúa con el estado del arte de las topologías para el diseño de filtros pasabajos en tecnología CMOS. En la parte de la revisión teórica, se desarrollarán aspectos necesarios tales como el análisis en pequeña señal, la obtención función transferencia por medio del Teorema de Blackman y el método de análisis en frecuencia del profesor Ali Hajimiri, y el uso de un Level Shifter. Para finalizar, se realizarán las simulaciones en condiciones nominales y PVT para cada tipo de respuesta: AC, DC, transitoria, ruido y potencia; luego se muestra la comparativa de este trabajo con la literatura.

Los próximos capítulos del presente trabajo tratarán sobre una revisión del estado del arte de los dispositivos “wearable”, seguido de una revisión teórica de la tecnología CMOS para empezar una estrategia de diseño y finalizar con el diseño propuesto. Se inicia con temas relacionados a la problemática y desarrollo de los dispositivos “wearable” y La revisión del estado del arte de estos dispositivos y de la tecnología CMOS. En la revisión teórica se desarrollarán aspectos referidos al filtro que será diseñado para poder empezar una estrategia de diseño mediante las ecuaciones planteadas. Este proceso es salvaguardado por simulaciones realizadas con la herramienta “Analog Design Enviroment” de la empresa Cadence. Para finalizar se abordarán simulaciones en condiciones nominales, PVT y de Montecarlo para cada una de las respuestas del circuito: respuesta AC, respuesta DC, respuesta Transitoria y Ruido.

El Perú es uno de los países que exporta productos del sector agrícola alrededor del mundo y uno de los frutos que está logrando un crecimiento en ventas es la palta Hass, ya que ha demostrado un aumento en ventas el 2021 del 44% respecto al 2020 (Adex, 2021). Por este motivo, los agricultores están comenzando a regularizar sus producciones; sin embargo, actualmente, los procesos de obtención de calidad se realizan por inspección manual y visual. Estos presentan desventajas como la demora de procesamiento, la contratación de personal calificado, baja precisión y podría dañar la fruta; además del alto costo de la maquinaria. La presente tesis desarrolla el diseño de una máquina automática de clasificación de paltas Hass, por medio de procesamiento de imágenes, cuya capacidad de procesamiento será de 1 000 kg de paltas por hora, acorde con la producción del pequeño y mediano agricultor. El diseño propuesto comprende tres subsistemas. El primer subsistema lo conforman dos fajas transportadoras denominadas de acumulación y principal; la primera faja se encarga de alinear y ordenar las paltas en dos canales, y la siguiente transporta las paltas hacia el módulo de clasificación. El segundo, es un subsistema neumático, encargado de depositar las paltas en bandejas por medio de paletas, las cuales se accionan por actuadores giratorios neumáticos. Estos son accionados por electroválvulas que reciben señales de activación de un PLC acorde al calibre previamente detectado. El subsistema de visión comprende una cámara y un microprocesador configurado con el código de procesamiento. Se cuenta con una metodología de detección de madurez por medio de una variable que contiene la proporción de colores respecto a una palta madura e inmadura. Para el cálculo de largo y ancho se modela la palta como elipse, obteniendo una precisión del algoritmo de clasificación del 92.85%.

La manufactura de suturas quirúrgicas en el país es una actividad creciente y requiere de mano de obra para desarrollarla, sin embargo, al ser productos estériles es necesario contar con equipos que usuarios puedan operar de manera que no entren en contacto con el producto. Así es como la actividad de imprimir sobre los empaques requiere el diseño de un dispositivo que permita trabajar con formas irregulares y de forma continua. Debido a esta necesidad, el objetivo de este proyecto era diseñar una impresora con la capacidad de imprimir sobre un grupo de cartulinas de formato no rectangular, conocidas como troquelados. La adaptabilidad del diseño permite configurar los soportes si se desea cambiar de forma o tamaño de troquel. Y usando el principio de impresión por termotransferencia alcanzar velocidades constantes de impresión de 10 mm/s. La metodología en la que se basó el desarrollo de este documento es el indicado por la norma alemana VDI 2206 y presentada por la Asociación de Ingeniero Alemanes, donde se plantea el desarrollo de productos mecatrónicos en diversas etapas (Gausemeier, 2002). El trabajo se dividió en tres partes principales: la definición del problema y sus antecedentes, el diseño conceptual y un diseño integral del sistema. Siendo el ultimo donde se ha desarrollado un sistema mecatrónico para la impresión de troquelados de suturas, con la particularidad de permitir la impresión en blanco y negro sobre troquelados de diversas formas a una velocidad de aproximada de 4 troquelados por minuto. Con este sistema se ha reducido el costo de impresión y tiempo en el proceso de codificado de las suturas quirúrgicas, además de minimizar la probabilidad de contaminación de los empaques al reducir el contacto humano. Con lo cual se sugiere la implementación del prototipo en planta para analizar la viabilidad del proyecto y las posibles recomendaciones y mejoras para futuras investigaciones.

Los seguros vehiculares se han convertido en un tema muy relevante en ciudades como Lima. Esto se debe a la gran cantidad de accidentes existentes (Perú 21, 2019)., que se agudiza por la excesiva congestión de carros (El Comercio, 2019), que se presenta sobre todo en horas punta, por el mal estado vehicular y la conducción imprudente de los conductores en muchos casos. Sin embargo, según un estudio de Bankrate, el uso real del seguro vehicular por temas graves como choques, que es uno de los accidentes más comunes, es en promedio de solo 5.8 veces cada 100 años (Bankrate, 2022). Por este motivo, esta tesis expone el diseño de un dispositivo que monitoree los factores de riesgo más comunes dentro de un modelo de seguro vehicular basado en su forma de manejo. Este se instalará en la parte interna delantera de los carros asegurados. Asimismo, registrará en tiempo cercano al real los cambios de velocidad excesivos y si este se desplaza en lugares y tiempos riesgosos, como en las horas punta, y el kilometraje del carro de manera mensual. Esto brindará un reporte que tanto el asegurado como la aseguradora podrán visualizar para monitorear su nivel de riesgo. Este dispositivo beneficia 3 frentes principales. Primero, esto ayudaría a la sociedad buscando promover una conducción más responsable, ya que reducir entre un 12% y un 15% los siniestros vehiculares (Litman, 2022). Segundo, apoyaría al asegurado en reduciendo la prima de su seguro que pagaría. Tercero, contribuiría con la aseguradora en la reducción de sus costos con estos clientes, puesto que serían menos propensos a accidentes más graves y por lo cual causando un costo menor a la empresa.