El sistema de monitoreo implementado para un resucitador infantil es parte del proyecto Resucitador de Fácil Uso, denominado ETUR (Easy To Use Resucitator), que se encuentra en desarrollo en la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP) por el Grupo de Investigación y Desarrollo de Equipos Médicos y Sistemas (GIDEMS). Mediante el desarrollo de este sistema se busca reducir el índice de lesiones pulmonares asociados a la aplicación de la ventilación mecánica usando el resucitador infantil, ya que este dispositivo inyecta una cantidad descontrolada de flujo de aire debido a que no posee la capacidad de dosificar el volumen y la presión del trabajo respiratorio aplicado al paciente. El presente trabajo de tesis tiene como objetivo principal el diseño e implementación del sistema de monitoreo de parámetros ventilatorios, los cuales podrán ser visualizados en una interfaz de usuario en tiempo real. Para desarrollar el sistema mencionado, primero se estudió el proceso de respiración natural y se analizó los conceptos básicos referentes a la ventilación mecánica y los equipos comerciales usados en este tratamiento. Luego se planteó una propuesta de diseño a través del diagrama de bloques y se seleccionó los componentes adecuados según los requerimientos de diseño planteados. Por último se comprobó mediante ensayos que el sistema alcanzó una desviación máxima de 2.0% con respecto a los parámetros sensados. Este sistema realiza las mediciones de la presión y el volumen del flujo gaseoso generado por la práctica ventilatoria aplicada con el resucitador manual infantil, en el rango de 0 – 40 cmH2O para presión y 0 – 300 ml para volumen. Finalmente, el equipo desarrollado fue probado en un entorno de tratamiento ventilatorio real mediante un ensayo preclínico realizado con un cerdo sedado en el Instituto Nacional del Niño - Sede San Borja. / Tesis

Gran parte del crecimiento económico de las regiones del Perú se ve influenciado por las adecuadas condiciones de conexión entre sus centros económicos más relevantes. Este es el caso de la región Huánuco, cuyo desarrollo económico se ve favorecido por las actividades de agricultura y turismo. Estas actividades económicas son posibles por la infraestructura vial existente. Sin embargo, existen aún deficiencias, por ejemplo, en la carretera que sirve como vía de paso entre la provincia de Huánuco, Ancash, y la mina Antamina. Por ello, la presente tesis es una propuesta de mejora del transporte en el Tramo 5 de la vía mencionada, partiendo del centro poblado de Nuevas Flores, en la provincia huanuqueña de Huamalíes, hasta el poblado de Tingo Chico, en la provincia de Dos de Mayo, Huánuco. El objetivo principal es mejorar el transporte de carga y pasajeros a partir de una propuesta de diseño geométrico de la vía (como alternativa a la existente). Así mismo, es diseñar la señalización pertinente a modo de otorgarle la seguridad que toda carretera debe tener. Ambos diseños a partir del Manual de Diseño Geométrico de Carreteras DG-2014 y el Manual de Dispositivos de Control del Tránsito Automotor para Calles y Carreteras 2016, respectivamente. A partir de estudios básicos de ingeniería, como son la topografía, geología y geotecnia, ha sido posible definir los mejores criterios y soluciones de diseño geométrico. La vía, actualmente trocha carrozable, sería una carretera de tercera clase a nivel de asfaltado diseñada en 40 Kph, aumentando en 15 Kph la velocidad con la se movilizan los usuarios actualmente. Se ha definido un ancho de calzada de 6.0 m y pendientes longitudinales en el orden de 3.5%. Y respecto a la seguridad vial, se ha optado por usar los más adecuados dispositivos de seguridad, así como las señales reglamentarias, preventivas e informativas. Se han definido, también, demarcaciones en el pavimento a manera de complementar información y prevenir accidentes en la carretera diseñada. Por último, se ha desarrollado una rutina de cálculo (macro) en Microsoft Excel que permite el cálculo automático de ciertos parámetros de diseño basados en la norma DG-2014, la cual permite automatizar el diseño. Finalmente, a partir del diseño geométrico y la señalización planteada, se logra una mejora en el transporte de carga y pasajeros, pues se reducirían tiempos y costos de viaje. Y esto es lo parte importante en lo que se refiere a rentabilidad del proyecto y el posterior crecimiento económico de la región. / Tesis

Los puentes de mampostería de piedra o ladrillo forman una parte importante del patrimonio arquitectónico del Perú. Aunque no muy numerosos su importancia radica en que representan el estado del arte de la ingeniería de aquel entonces, los cuales en muchos casos se siguen utilizando hasta nuestros días, como es el caso de varios puentes ubicados en las ciudades de Lima, Arequipa, Huánuco, etc. En el presente trabajo de Tesis se describe el proceso de evaluación estructural al Puente Trujillo o Puente de Piedra, ubicado en el centro histórico de la ciudad de Lima y construido a inicios del siglo XVII, con el fin de conocer su comportamiento estructural y sugerir una adecuada intervención, así como promover una cultura de conservación. La metodología expuesta a continuación nos muestra el desarrollo de la evaluación estructural en base a las cartas internacionales en monumentos históricos, al conocimiento histórico, la geometría, los materiales y la forma constructiva. Usando la teoría de los elementos finitos se desarrolló un modelo tridimensional del puente, aplicando al modelo un análisis estático lineal, un análisis modal, un análisis sísmico estático y un análisis frente a una sobrecarga vehicular. Siendo esencial los dos primeros análisis para obtener el comportamiento global de la estructura. / The bridges of stone or brick masonry are an important part of the architectural heritage of Peru. Although they aren’t very numerous, its importance focuses in representing the art’s state of engineering that time, which in many cases are still used to this day, as is the case of several bridges located in the cities of Lima, Arequipa, Huánuco etc. This thesis’s work describes the structural evaluation process to Trujillo Bridge or known as Stone Bridge, located in the historic center of the Lima city and built in the early seventeenth century, in order to know its structural behavior and suggest an appropriate intervention, so as promote an education of conservation. The methodology described to following shows us the development of the structural evaluation based on international charters of historical monuments, historical knowledge, geometry, materials and type of construction. The finite element theory was used for development a three dimensional model from the bridge, applying to model a linear static analysis, a modal analysis, a seismic static analysis and a vehicular overload analysis. The first two analyzes are essential for getting the global behavior of the structure. / Tesis

El crecimiento urbano y poblacional de la ciudad de Arequipa en los últimos 15 años, hace cada vez más complicado ubicar terrenos para construir nuevos proyectos de vivienda, existiendo una fuerte tendencia a la depredación de terrenos agrícolas que se encuentran más próximos al casco urbano de los distritos con mayor demanda en el mercado, como son Cayma, Sachaca y Cerro Colorado. Dicha situación genera que cada vez haya menos suelo disponible y menos áreas verdes, indispensables para brindar una buena calidad de vida a la población. Además de ello, existe en la ciudad una creciente densificación poblacional, creciente movimiento comercial y empresarial, sumado a infraestructura vial que no permite flujos adecuados de movilidad urbana, lo cual ocasiona una constante congestión en la ciudad. / Tesis

En el mundo existen alrededor de mil millones de personas con algún tipo de discapacidad según lo indica la Organización Mundial de la Salud (World Healt Organization - WHO). Como respuesta a esta necesidad existe una línea de investigación orientada a la salud (física y emocional) que cada vez cobra mayor interés. El presente trabajo sigue esta línea de investigación y propone una integración de un sistema mecatrónico que permita el libre traslado de un lugar a otro a personas que tengan impedimento para el uso de brazos y piernas, y sin necesidad de la ayuda de una segunda persona. Esta solución es basada en un algoritmo que interpreta los movimientos cervicales y los traduce a órdenes de movimiento para una silla de ruedas motorizada, que cuenta además con sensores de obstáculos para facilitar la navegación del usuario; y tiene como propósito generar un sentimiento de autosuficiencia que repercuta positivamente en su salud. Finalmente se presentarán los resultados obtenidos durante la etapa de experimentación que valide la propuesta planteada. / Tesis

La ingeniería sismo resistente ha seguido un desarrollo importante en los procedimientos de análisis sísmico en los últimos años. Uno de los principales factores que sustentan este desarrollo es la aparición de herramientas computacionales que permiten realizar cálculos más complejos. Sin embargo, a lo largo de este desarrollo, se han presentado sismos de gran magnitud que nos obligan a cuestionar los métodos empleados y la necesidad de investigar sobre el comportamiento completo de las estructuras ante sismos severos. El análisis sísmico comúnmente empleado se basa en un método elástico lineal, en la cual se amplifican las cargas para llegar a casos de solicitaciones últimas. Por otro lado, el diseño de elementos de concreto armado (y de muchos otros materiales) se realiza en una etapa de rotura o de resistencia última. A este procedimiento en conjunto se le conoce como “Diseño en base a resistencia” o “Diseño por factores de carga y resistencia” (Load and Resistance Factor Design, LRFD). Sin embargo, este método de diseño, por basarse en fuerzas, no contempla las fallas posibles por deformación que se pueden presentar en el comportamiento no lineal de los componentes de la estructura. Por ejemplo, la influencia de tener un piso blando, el comportamiento de unas columnas cortas o la capacidad de tener suficiente redundancia en la estructura son temas que no pueden ser revisados de manera analítica mediante métodos elásticos. Estas posibles fallas podrían llevar a la estructura a un estado cercano al colapso. En general, la deficiencia de los métodos en base a fuerzas es la de no poder disponer en la evaluación el comportamiento de la estructura luego de superar los límites elásticos de los componentes y de los materiales. Si se pudiese disponer de la historia del comportamiento inelástico de la estructura, se podría ajustar el diseño con el fin poder proporcionar a la estructura mayor capacidad, principalmente ante cargas sísmicas. Es por ello que las diferentes normas internacionales brindan recomendaciones o lineamientos que intentan evitar fallas o comportamientos no deseados para la estructuras. Por otro lado, el diseño realizado en la etapa de rotura no establece como requisito indispensable el cálculo de la ductilidad disponible en los elementos y, mucho menos, la verificación de la capacidad de la estructura de formar rótulas plásticas sin alcanzar el colapso bajo las cargas sísmicas. Para estos casos también existen recomendaciones para proporcionar a los elementos mayor ductilidad y para disponer de rótulas plásticas más largas, aunque estas hipótesis no podrán ser evaluadas empleando métodos elásticos de análisis. Es por ello que los últimos códigos y normas consideran un “Diseño en base a desplazamiento” o “Diseño en base a desempeño”, los cuales requieren del cálculo de la ductilidad de los componentes y de la estructura, comparándolos con la ductilidad demandada por los sismos máximos considerados. Estas exigencias son generalmente aplicadas a edificaciones sumamente importantes o a estructuras con elementos de disipación de energía, como aisladores o amortiguadores. Cabe mencionar que, a pesar de no haberse mencionado antes, la rigidez de la estructura cumple un rol muy importante al mantener la integridad de los elementos no estructurales y reducir la percepción del movimiento sísmico. Esta rigidez se va degradando conforme la estructura disipe energía mediante la formación de rótulas plásticas. Es por ello que el cálculo y la verificación de los desplazamientos y de las derivas en el rango inelástico es una parte fundamental en el “Diseño en base a desempeño”. El desempeño exigido para cada estructura puede variar según la funcionalidad y la importancia que tenga la edificación. Por ejemplo, un hospital, al ser una edificación que debe mantenerse funcional luego del sismo, debe generar pocas rótulas plásticas en el sismo severo en relación a las que puede ser capaz de presentar. De tal manera, la estructura mantiene niveles bajos de daños, la rigidez se degrada en menor medida y es económicamente reparable. Por otro lado, una edificación menor, como una vivienda, puede tener mayor pérdida de rigidez y mayor cantidad de rótulas plásticas, pero manteniendo su estabilidad y evitando el colapso de la estructura. Por motivos económicos y de funcionalidad, es necesario diferenciar los enfoques de desempeño exigidos para cada tipo de edificación. Es por ello que el Comité VISION 2000 de la Asociación de Ingenieros Estructurales de California (SEAOC, 1995) definió niveles de desempeño sísmico exigidos según la importancia de las edificaciones. En resumen, para estructuras que se encuentran en zonas con alta sismicidad, es necesario tener un enfoque basado en fuerzas, en deformaciones y en ductilidad para cumplir con el nivel de desempeño establecido, según sea el caso. Actualmente, existen herramientas que agilizan y simplifican el cálculo considerando propiedades y métodos no lineales, como el DRAIN-2DX, DRAIN-3DX, PERFORM-3D y SAP2000. (Inel y Baytan, 2006) Muchos de los edificios dañados debido a últimos terremotos ocurridos, han sido diseñados y construidos bajo los principios de diseño sísmico más modernos. Es probable que estos daños sean producto de la falta de comprensión del comportamiento de los materiales estructurales bajo cargas dinámicas y el comportamiento inelástico de los diferentes sistemas estructurales. (Villaverde, 2007). Se han propuesto diferentes métodos, entre simplificados y complejos, para desarrollar análisis estáticos y dinámicos no lineales, de los cuales algunos han sido incluidos como alternativas de análisis en reglamentos y códigos internacionales (Fajfar, 2002). Aun así, es difícil saber si estas herramientas nos permiten evaluar el desempeño de las estructuras debido a solicitaciones que producen al colapso. (Villaverde, 2007) En contraparte de estos nuevos procedimientos que pretenden ser más “exactos”, existe una enorme participación de variables que no pueden tener la misma precisión que estos procedimientos. El ejemplo inmediato es la amplificación del movimiento del terreno, pues es un valor que varía por una gran cantidad de aspectos. Otro ejemplo claro es el amortiguamiento considerado en la estructura, pues es un parámetro dinámico que también es dependiente del daño de la estructura. Es por todo lo mencionado que es necesario estudiar el concepto del comportamiento de las estructuras antes de sumergirse en la tarea de buscar número “precisos” y “exactos”. En los siguientes capítulos se describirá la filosofía actual en la ingeniería sismo resistente y los conceptos necesarios para lograr el comportamiento sísmico requerido de cada estructura. / Tesis

En los últimos años, el mercado hotelero peruano ha experimentado un importante crecimiento, no solo debido al aumento del turismo extranjero que ve con mucho interés tanto el patrimonio nacional como la gran variedad culinaria que atesora hoy en día El Perú, si no también gracias al gran crecimiento del país que se ha vivido en estos últimos años dando como resultado el desarrollo de grandes inversiones y generando un importante flujo de turistas y de viajeros corporativos. La Ciudad de Lima, es uno de los mejores ejemplos que representan este desarrollo, situada en la costa central del país a orillas del Pacifico presenta un extenso entramado urbano conocido como Lima Metropolitana y que como Capital constituye el principal centro económico, comercial y financiero del País además de ser sede de las principales instituciones gubernamentales y de los principales organismos internacionales. Este plan de proyecto, tiene la finalidad de determinar mediante su estudio, la factibilidad económica de invertir en la construcción de un Hotel Upscale (4 Estrellas) para su venta a un determinado operador en pleno corazón del distrito de Miraflores. Lima. Y la cual tendrá sentido si, inversionistas, desarrolladores y directivos de la constructora que llevara a cabo el Hotel, toman como una herramienta útil este documento para llevar a cabo dicho proyecto en beneficio mutuo. El proyecto, materia de éste trabajo, se encuentra localizado en el distrito de Miraflores, específicamente la Av. Ricardo Palma esquina con la Calle Alfonso Ugarte, colindando con un centro empresarial de construcción nueva realizada por la misma empresa inmobiliaria y con otra edificación catalogada como monumento histórico por el Ministerio de Cultura. La propuesta de éste trabajo es desarrollar un Hotel Upscale de 19 pisos y 5 sótanos con un área construida de 20,272.24 m2 en un terreno de 1,579.49 m2 de área total. El propietario del terreno y gerente de la Inmobiliaria es en este caso el principal inversor y su equipo encargado de proyectos es el que llevara a cabo el análisis y supervisión del proyecto desde su concepción hasta su venta y entrega al operador elegido. En este trabajo de tesis se utilizarán los conceptos y herramientas aprendidos durante la Maestría para realizar un estudio completo: político, económico y social del sector además un estudio del mercado en relación al flujo de turistas y corporativos del distrito para evaluar la viabilidad del proyecto. / Tesis

En esta tesis se desarrolla el diseño de un sistema de control basado en un predictor de Smith modificado mediante un compensador anticipatorio, para el control efectivo de plantas con retardos de tiempo dominante y sometidas al efecto de perturbaciones externas. En el capítulo 1 se expone el estado del arte de los sistemas de control de plantas con retardos de tiempo dominante, mostrando las principales contribuciones científicas realizadas en los últimos 30 años abordando la problemática actual. En el capítulo 2 se muestran algunos ejemplos de plantas típicas con retardos de tiempo inherentes, la caracterización de las mismas y los problemas asociados. Como objeto de estudio se seleccionó un horno siderúrgico de una industria de fabricación de planchones de acero. Mediante la aplicación de las herramientas de identificación de sistemas se obtiene un modelo matemático de dicha planta. En el capítulo 3, se diseña un controlador basado en un PS modificado mediante un compensador anticipatorio para el control de plantas con retardos de tiempo y sometidas al efecto de perturbaciones medibles, localizadas en la entrada de la planta, sobre la planta y a la salida de la planta. Se muestran resultados comparativos de simulación del sistema de control desarrollado. En el capítulo 4 se realiza un análisis de robustez del controlador diseñado considerando diferentes escenarios de perturbaciones externas. Para tal fin, se utilizaron los índices de desempeño IAE (integral del error absoluto) e ISE (integral del error cuadrático). Se realiza una propuesta de implementación práctica del controlador diseñado. Finalmente, se ofrecen las conclusiones generales y las recomendaciones. / Tesis

El programa de Maestría de Ingeniería Mecatrónica de la PUCP desea contar con un brazo robot de 5GDL, teniendo a la fecha la estructura mecánica; ahora desea agregarle la parte electrónica para la enseñanza de robótica avanzada. El desarrollo del sistema experimental ha sido dividido en 3 partes en el curso Proyecto Electrónico 1 de la especialidad de Ingeniería Electrónica y está generando 3 tesis de pregrado, una ya sustentada; acá se abordan las partes más relevantes de esos trabajos: el hardware electrónico, la interface de usuario, y el control electrónico que permite la cinemática directa e inversa, así como el seguimiento de una trayectoria. Lo que se ha desarrollado en esta tesis en la parte de hardware es la selección de los motores, excitadores y sensores de posición, se ha diseñado e implementado un controlador Maestro y 5 controladores Esclavos. En la parte de software se ha desarrollado una interfaz desde una PC en Visual Basic para que se ingresen los movimientos que debe realizar cada una de sus 5 articulaciones del brazo robot, ya sea de un punto inicial a otro final, o para que describa una trayectoria. También se ha realizado la comunicación en lenguaje C entre la mencionada interfaz y el controlador maestro, y la comunicación de este último con los 5 controladores esclavos; finalmente se ha realizado un control PD en cada articulación. El brazo robot cuenta con sensores de fines de carrera y detectores de sobre corriente que cuando se activen harán que el robot detenga su movimiento para evitar cualquier accidente. / Tesis

El sector agrícola en el Perú está creciendo de manera constante en el especial la producción de arándanos pero hay una demanda peruana insatisfecha en las maquinarias necesarias para la automatización de los procesos, el Perú acostumbrado a la compra de maquinarias necesita de una tecnología propia y más económica siendo esto una prioridad en el sector. La presente tesis es un aporte para el desarrollo de tecnología propia en la cual se diseñó un sistema Mecatrónico que selecciona arándanos en función de su forma color y tamaño mediante sistemas mecánico-eléctrico y de procesamiento de imágenes que influyen directamente en la adecuada selección de arándanos de forma unitaria además de ello también se tuvo en consideración la velocidad de procesamiento, la dosificación adecuada por tamaños y la conservación de la textura del arándano, el diseño se desarrolló usando la metodología basada en la VDI 2221 el cual es un método morfológico generalizado para el diseño de sistema mecánicos y mecatrónicos. Finalmente en la elaboración de detalles se desarrolla se desarrolla a partir de proyecto definitivo obtenido desde la metodología VDI 2221, obteniendo la documentación necesaria del diseño para la fabricación y selección de cada una de las piezas, finalmente en el análisis de costos se determinó el valor de la construcción del sistema Mecatrónico obteniendo un valor de 10574 dólares americanos el cual se vuelve económicamente atractivo para los agroexportadores nacionales. / Tesis