En la industria de la pesca existen empresas dedicadas a la fabricación de madejas, enrollados de nylon utilizados para la reparación y mantenimiento de las grandes mallas de arrastre. En una de las etapas de fabricación, las madejas son sumergidas en una solución alquitranada mediante inmersión por Bach. A la salida del baño, se deberá remover el excedente de solución en el producto para finalmente llevarlas a un túnel de secado. Una de las empresas dedicadas a la fabricación de madejas realiza la remoción del excedente de alquitrán mediante un escurrido por gravedad, proceso lento y con necesidad de un espacio considerable en la planta. En el presente trabajo se realizó el diseño de un equipo que aproveche la fuerza centrífuga generada por la rotación de cuerpos para remover el excedente de la solución, con la finalidad de reducir el tiempo empleado en el escurrido por gravedad, reducir el espacio utilizado y dejar abierta la posibilidad de la recolección del excedente liberado para que pueda ser utilizado posteriormente. La primera parte de esta tesis describe las madejas y su proceso de fabricación. En este parte también se establecen las condiciones de tiempo y velocidad de centrifugado a partir de datos tomados de equipos análogos en visitas hechas a otras plantas que realizan el mismo trabajo. En el segundo capítulo se explica el funcionamiento del equipo, así como su ciclo de trabajo. Los procesos de carga, ciclo de centrifugado, frenado y descarga. En los capítulos 3 se desarrolla todo el sistema motriz del equipo y en el capítulo 4 se desarrolla todo la estructura que soporte. Para esto, se aplicaron los conceptos fundamentales de la ingeniería para el dimensionado y selección de los componentes y también se consideraron factores como mantenimiento del equipo, posibilidad de un mal manejo del operador y comodidad del mismo. Finalmente se presentan las conclusiones que podemos sacar de la aplicación de este equipo en el proceso de fabricación de la planta y las recomendaciones para su correcto funcionamiento. / Tesis

El siguiente trabajo presenta el diseño mecánico, eléctrico y electrónico de una máquina seleccionadora de semillas de Sacha Inchi peladas por color. Estas semillas se presentan en la etapa posterior al descascarado, las cuales están mezcladas entre semillas completamente descascaradas (color almendra) y semillas con cáscara (color marrón oscuro), las cuales deben de regresar al proceso anterior para poder descascararse completamente. Para alcanzar el objetivo general del trabajo se tuvieron que definir las exigencias específicas que debe cumplir el sistema, realizar un estudio del estado del arte actual que permita reconocer el estado de la tecnología relacionada con el tema de selección de semillas, seguir la metodología del diseño según la norma VDI 2221, calcular los parámetros necesarios para el desarrollo mecánico y electrónico del sistema, diseñar la estructura mecánica, seleccionar todos los componentes electrónicos para un buen reconocimiento del color de la semilla, seleccionar todos los componentes eléctricos y estimar los costos involucrados en el proyecto. En el diseño se consideraron todos los materiales en contacto con las semillas como no contaminantes, el flujo de salida final es de 200 Kg/h distinguiendo entre semillas café oscuras y color almendra. Para futuras mejoras, la estructura del sistema es apta a modificaciones hacia un sistema de procesamiento de imágenes capaz de controlar la calidad de las semillas a procesar. El costo, dimensiones y capacidad de procesamiento final del sistema, lo hacen competente frente a las demás opciones existentes actualmente en el mercado, además de aumentar la productividad en el proceso de selección de semillas, ya que se traduce en tiempos más cortos de producción y por ende mayores ganancias comerciales. / Tesis

En el presente proyecto se diseñó un sistema de producción de hielo fluido para pequeñas embarcaciones pesqueras. El sistema propuesto está compuesto por varios subsistemas. El proceso se inicia con el ingreso de agua a un tanque elevado de almacenamiento y luego desciende hasta al productor a través de tuberías. Luego el agua es rociada por medio de orificios sobre la superficie interna de un cilindro refrigerado externamente. Posteriormente, conforme va descendiendo se forma la capa de hielo que es raspada continuamente empleando una cuchilla. Finalmente el hielo raspado sale del productor hacia la cámara para enfriar el producto de la pesca. Como fuente de potencia del sistema se seleccionó un motor estacionario de pequeña capacidad ya que en las embarcaciones no se cuenta con flujo eléctrico. El motor se encargará de accionar al compresor y a la cuchilla de raspado. En el caso del sistema de refrigeración empleado se seleccionó como refrigerante al propano (R-290) debido a sus adecuadas propiedades físicas y que es de fácil adquisición en el mercado nacional. El presente proyecto abarcó el diseño térmico y mecánico del productor de hielo, el diseño del dispositivo de expansión, la selección de componentes del sistema de refrigeración y del sistema de transmisión. / Tesis

La energía eólica en el Perú emplea en un 100% aerogeneradores de eje horizontal para la generación de energía eléctrica. El uso de aerogeneradores de eje vertical no se promueve para la construcción de granjas eólicas debido a la baja eficiencia de sus rotores; sin embargo, su geometría favorece su aplicación para la generación de energía en aplicaciones domésticas. El rotor de eje vertical Savonious fue desarrollado con la finalidad de poder generar electricidad a velocidades tan bajas como 5 m/s. Sin embargo, sus alabes no permiten una sustentación del movimiento del rotor a velocidades tan bajas. Como consecuencia, se desarrolló el rotor Savonious-curvado que genera un mayor torque; debido a que, tiene mayor número de puntos de contacto entre el rotor y el viento. Esta tesis se propone el diseño de un aerogenerador vertical Savonius-curvado, para su ensayo en un túnel de viento de 50 x 50 cm de área de sección de ensayo, para la determinación de sus coeficientes de desempeño para velocidades desde 0.5 m/s a 30 m/s. Se realizara los planos mecánicos del rotor y del sistema de sujeción que se empleara para posicionar el rotor en el túnel de viento. Además, se planteara el protocolo de ensayo para determinar el torque y la velocidad del rotor experimentalmente. / Tesis

Actualmente el agotamiento de los combustibles fósiles combinados con la creciente preocupación por la contaminación ambiental, ha llevado a pensar en nuevas alternativas para la generación de energía eléctrica. Las energías renovables son una alternativa ecológica dentro de las cuales la energía del viento es capaz de cubrir las necesidades energéticas en varias regiones del mundo. Los aerogeneradores son herramientas que permiten capturar y convertir la energía cinética del viento en mecánica y posteriormente en eléctrica. En Perú se está implementando un plan a largo plazo para la electrificación rural por energías renovables para localidades remotas en el cual se espera que se introduzcan formas eficientes de generación eléctrica a escala pequeña. Debido a eso, surge la necesidad de conocer nuevas alternativas de energías consideradas como limpias. La presente tesis tiene como objetivo diseñar un aerogenerador vertical modelo Darrieus, como una alternativa adicional a los aerogeneradores horizontales convencionales, el cual se empleará posteriormente para realizar ensayos en el túnel de viento del Laboratorio de Energía de la PUCP con la finalidad de estudiar sus posibilidades técnicas para la generación de electricidad a pequeña escala. Para alcanzar el objetivo propuesto, en primer lugar, se realizó un análisis aerodinámico matemático en el software Matlab para poder definir los parámetros más eficientes y obtener los valores de los coeficientes de arrastre y sustentación, así como las fuerzas producto de ellos, el torque y el desempeño evaluados en un rango promedio de velocidades (3-6 m/s) que se producen en la región peruana. En segundo lugar, luego de determinar las cargas sobre las palas del aerogenerador, se realizó el diseño estructural, dimensionamiento y selección de los materiales, a una velocidad máxima de 10 m/s, que conforman los componentes de tal forma que sean lo más ligero y pequeño posibles para que no interfieran con el flujo de aire. Finalmente, se realizó la cotización para la fabricación del diseño del aerogenerador Darrieus. Como resultado se obtuvo un aerogenerador modelo Darrieus con 3 palas de 330 mm de longitud y 6 cm de longitud de cuerda, cuyo máximo coeficiente de potencia resultó ser 0,3619 y se da cuando la longitud de la pala es igual al diámetro del rotor; es decir, con un diámetro de 330 mm. Finalmente, el presupuesto para la fabricación del proyecto propuesto asciende a s/ 15 418,66 que incluye costo de asesor y tesista, costos de los elementos normalizados, elementos estructurales y costos de fabricación y maquinado / Tesis

La presente tesis desarrolla el diseño de un mecanismo robótico de dos grados de libertad para rehabilitación de miembro superior en usuarios con post-infarto cerebral como solución alternativa de rehabilitación al método convencional en mejorar la recuperación del miembro superior. El proyecto responde a un aumento de la población adulta que sufre de alguna discapacidad, el déficit de atención hospitalaria y de infraestructura adecuada en los centros de rehabilitación que generan secuelas en la vida del paciente por no haber sido atendido en el momento oportuno. En el presente documento se describe el mecanismo diseñado, el cual contempla realizar los movimientos de flexo/extensión con un rango de 0 º a 120 º y el de prono/supinación con un rango de 0 º a 90 º. El mecanismo se desarrolló para trabajar con órdenes de un interfaz cerebro computadora, pero puede adaptarse a otras formas de interacción debido a que recibe señales. El primer movimiento se realiza por transmisión de engranajes y el segundo por cable de acero. Además, el mecanismo está acoplado a una base que permite adaptar el diseño robótico a diferentes miembros superiores. El costo de diseño y de fabricación de este dispositivo está alrededor de los S/. 6,000. En el desarrollo de este trabajo se empleó la metodología de diseño de la norma alemana VDI 2206 / Tesis

La presente tesis comprende el diseño de una máquina centrífuga, la cual posee como objetivo y función principal el aprovechamiento absoluto de las proteínas del suero de leche, mediante la producción del requesón a una humedad relativa cercana al 60%. La máquina ha sido proyectada exclusivamente para el sector rural por lo cual el motor seleccionado es monofásico con una potencia de 1.5 kW, esto se debe a que en muchas zonas rurales no se cuenta con un sistema trifásico, por ello se deja la opción directa para el motor monofásico; por otro lado, la máquina centrífuga es un prototipo, lo que condiciona que su capacidad de trabajo sea baja, esto es de 1kg/hora de requesón. A su vez se ha diseñado lo más compacta posible, por lo cual ocupa un espacio de 1064mm de largo por 500mm de ancho y una altura de 1147mm. El encendido de la máquina será por medio de un tablero de control, en el cual se ha incorporado el cambio de velocidades. Se ha propuesto dos velocidades de trabajo: una baja de 1200 rpm y otra alta de 2600 rpm. La transmisión de potencia se realizará a través de un sistema de poleas y fajas trapezoidales. La máquina cuenta con una canasta rotor en la cual se verterá el suero de leche precalentado y por medio de un filtro se realizará la separación de la precipitación de caseína (requesón), dicha separación se intensificará y se acelerará con la ayuda de la fuerza centrífuga debido a que el rotor estará girando a altas revoluciones (1200 rpm o 2600 rpm). El tiempo de centrifugado es aproximadamente de 20 minutos, tiempo en el cual la máquina estará trabajando sin interrupciones, cerrada en su totalidad. Luego se procederá a apagar la máquina para descargar el requesón obtenido en la canasta rotor, para finalmente vaciar el contenido de manera manual. / Tesis

La presente tesis comprende el diseño mecánico de un gripper (garra o manipulador) para brazo robot para el paletizado de cajas de 20kg y pallets de 25kg. La función principal del gripper es sujetar y descargar pallets y cajas por separado. La función del conjunto es transportar un pallet proveniente de un conjunto de pallets apilados hacia la zona de paletizado. Después, transportar cajas de una en una, provenientes de una faja transportadora, hacia la zona de paletizado. En esta zona, se descargan las cajas sobre el pallet formando un arreglo. El diseño óptimo fue el resultado de un proceso de selección dentro de las alternativas de solución planteadas, las cuales, se evaluaron tanto técnica como económicamente hasta llegar a la mejor opción que cumpla con las exigencias de diseño. La metodología utilizada en el presente diseño está basada en las recomendaciones de la Asociación Alemana de Ingenieros (VDI 2221). Posteriormente, se calculan, dimensionan y seleccionan los elementos principales que permitan al gripper la sujeción de cajas y de pallets. Dentro del cálculo, se experimentó en el laboratorio de manufactura de la PUCP, la deformación que sufre la caja al aplicarle la fuerza de sujeción, concluyéndose así que la caja no sufre daños en la manipulación. Además, se presentan los planos de ensamble y despiece del gripper así como los materiales necesarios para su construcción. Finalmente, se presenta la cotización para la fabricación de este, obteniéndose un costo aproximado de S/.12 279,6 Nuevos Soles, costo que podría disminuir optimizando formas constructivas y materiales utilizados. / Tesis

La presente tesis consiste en el diseño mecánico de una máquina que sea capaz de cortar yucas en rodajas delgadas de 5 mm de espesor, que serán el insumo inicial de un proceso de peletizado y obtener un nuevo producto que será el sustituto del maíz como alimentos para aves principalmente. Obteniendo ese espesor se garantiza la cocción uniforme de la yuca el cual es requerido en los posteriores procesos de peletizado. El precio del maíz se viene incrementando año a año debido a que los EEUU, primer productor mundial de maíz, impulsan el uso del biocombustible siendo el maíz materia prima para la elaboración de etanol. Es por ello, la necesidad de remplazar la alimentación de las aves a base de maíz por yucas, debido a que éste contiene el mismo valor nutricional que el maíz y abundancia en el Perú. Para comenzar con el diseño de la maquina se estudió las propiedades físicas de la yuca, principalmente la forma y dureza, ya que el principal problema era encontrar la manera de poder sujetarlas y saber qué fuerza emplear, dado que poseen formas irregulares. Para ello se realizó unos ensayos con distintos diámetros de yucas y distintos espesores de cuchillas en el laboratorio, obteniendo como resultado una fuerza de corte de 250 N. Con los resultados obtenidos de los ensayos ya se tenía una idea clara de la necesidad y se procedió a seguir la metodología de diseño utilizando la norma europea VDI 2221 para la evaluación de los conceptos de solución. Con esta metodología se consiguió obtener la solución óptima con la cual se llegó a alcanzar los objetivos específicos planteados. Así mismo, en el diseño se puso énfasis en la forma de cortar a las yucas, es decir la forma en que la cuchilla debe atacar a la yuca para obtener las rodajas uniformes. Y se determinó que la mejor forma es que la yuca ingrese a la máquina de forma vertical hacia abajo en el cual se encuentra un disco portando la cuchilla, espaciado del disco 5mm, girando a 500 rpm en torno a un eje con una fuerza de ataque de 250 N y un radio de ataque de 220 mm. Además, se realizó los cálculos de todos los elementos que componen la máquina, llegando a necesitar de una potencia de 2.8 kW para realizar el trabajo de corte. Como resultado del desarrollo del proyecto, se obtuvo una maquina ergonómica que llega a satisfacer todos los requerimientos del listado de exigencias con costos accesibles y materiales disponibles en el mercado. Siendo el Costo de Diseño US$ 2950.0 y el Costo de Fabricación US$ 3650.0 / Tesis

El diseñado planteado en el siguiente proyecto demuestra una propuesta bastante económica y versátil de una máquina para ensayos de desgaste del tipo pin on disk, ya que puede adaptarse a cualquier modificación planteada posteriormente sin afectar su buen funcionamiento durante los ensayos que se realicen. Esta máquina simula fenómenos de desgaste adhesivo, de esta manera permitiendo conocer las propiedades tribológicas de estos bajo ciertas condiciones de trabajo. El alcance de la tesis abarca desde el diseño mecánico de todos los componentes necesarios para el funcionamiento de la máquina hasta la elaboración de planos de despiece y ensamble de esta misma. Otro tema que incluye la tesis es la elaboración de un balance de costos que nos permite estimar el precio por la fabricación de la máquina de desgaste y comparar con los precios de otras máquinas que presenten similares funciones. La propuesta para el diseño de la máquina incluye un pin, el cual será forzado a hacer contacto con un disco giratorio y generar contacto sobre el mismo. El contacto entre el pin y el disco originará una huella, la cual se acentuará mientras va transcurriendo el ensayo, y brindará información del comportamiento del material frente al desgaste. Para el diseño se tomó como referencia los parámetros exigidos por la norma ASTM G-99 “Standard test method for wear testing with pin on disk apparatus”, los cuales nos indicaban que la velocidad de giro de la probeta debe encontrarse entre 60 a 600 rpm. Para la regulación de la carga se utilizarán pesas que nos permitan cuantificar la fuerza ejercida del pin hacia el disco. / Tesis