Durante las últimas dos décadas, el mantenimiento ha cambiado, más que cualquier otra disciplina gerencial. Estos cambios se deben a la gran cantidad y complejidad de los equipos con los cuales se cuenta hoy en día. Debido a estos cambios, se ha visto por conveniente implementar un programa de mantenimiento basado en la metodología RCM para evitar consecuencias de alto impacto por fallas de las plantas de trituración de roca. En el presente trabajo se describe una propuesta de implementación de un programa de mantenimiento basado en la confiabilidad para las plantas de trituración de roca en una empresa constructora dedicada a la ejecución de proyectos de minería, infraestructura vial. En primer lugar, se utiliza diagrama de Pareto para identificar el problema más importante que causa la baja confiabilidad y elevados costos de mantenimiento con el objetivo de aumentar la fiabilidad y reducir los costos de mantenimiento: El estudio implica la utilización de las siguientes medidas: (1) Implementación de la metodología Mantenimiento centrado en la confiabilidad (RCM), donde se logra aumentar la disponibilidad de las plantas en 10% permitiendo que los equipos trabajen dentro de los estándares establecidos, (2) El indicador de tiempo medio entre fallas MTBF mejoró en 24. 67 horas, (3) El indicador de tiempo medio para la reparación MTTR disminuyó en 5.26 horas (4) los cotos de mantenimiento disminuyen en 38%, la rentabilidad de la organización aumenta en S/111,106 en el primer periodo. / Abstract: Over the past two decades, maintenance has changed, more than any other management discipline. These changes are due to the large number and complexity of the equipment available today. Due to these changes, it has been found convenient to implement a maintenance program based on the RCM methodology to avoid consequences of high impact due to failures of rock crushing plants. In this paper, describe a proposal for the implementation of a maintenance program based on reliability for rock crushing plants in a construction Company associated with the execution of mining projects, road infraestructure. First, a Pareto chart is used to identify the most important problem that causes low reliability and high maintenance costs: The study involves the use of the following measures: (1) Implementation of the methodology reliability- centered maintenance (RCM), where it´s possible increase the availability of the plants by 10% allowing the equipment to work within the established standards, (2) The average time indicator between MTBF failures improved by 24.67 hours, (3) The average time indicator for MTTR repair decreased by 38% , the profitability of the organization increases by S/111,106 in the first period. / Trabajo de Suficiencia Profesional

Geóloga / Santiago, ciudad capital de Chile, alberga al 40,5% de la población nacional (INE, 2017). Esta concentración ha sido el resultado de su constante crecimiento y expansión areal hacia la periferia. Con el desarrollo urbano la capital ha aumentado su exposición a las amenazas naturales, de las cuales se cuenta cada vez con mayor información gracias al conocimiento científico. La Falla San Ramón (FSR) aparece como una de las potenciales amenazas de Santiago, sobre todo para las comunas precordilleranas. Esta estructura de comportamiento inverso cuenta con evidencias que comprueban su carácter activo, el cual representa dos tipos de peligros: ruptura en superficie y sacudida del movimiento sísmico. A pesar que se ha demostrado la peligrosidad de la FSR, aún no existen medidas para manejar los posibles efectos que un potencial sismo en esta estructura geológica podría tener sobre la megaciudad de Santiago. En este trabajo se busca evidenciar la relación entre la amenaza natural de la FSR y la expansión historiográfica de Santiago. Se analizan además las características y efectos del terremoto del 13 de mayo de 1647, uno de los más destructivos en la historia de la ciudad y cuya fuente aún no está clara, evaluando su posible relación con la FSR. Mediante la georreferenciación de mapas históricos y mapeo de imágenes satelitales se determinan los límites urbanos de Santiago para los años 1552, 1600, 1841, 1895, 1960, 1985, 1994 y 2017. A partir de perfiles topográficos del frente cordillerano se identifican escarpes morfotectónicos. Ambos resultados se unen para determinar que los límites de Santiago han avanzado entre 1960 y 2017 a una tasa promedio de 100,51 ha/año hacia el este de la FSR, cuya traza se ubica en los escarpes. Considerando uno de los múltiples escenarios de ruptura, el área expuesta al riesgo específico de la FSR corresponde a 337.000 has, que constituye el 42 % del área total urbanizada del Gran Santiago. Por medio del análisis de reportes históricos se discute la génesis del terremoto de 1647. El estudio comparativo indica que este terremoto, que afectó al Santiago colonial, correspondería ya sea a un sismo intraplaca de profundidad intermedia o a uno intraplaca superficial (FSR). Se propone al terremoto del 13 de mayo de 1647 como un evento intraplaca de profundidad intermedia de Ms ~7 con epicentro en Santiago a 70 km de profundidad. Sin embargo, no se cuenta con suficientes argumentos para descartar la fuente cortical asociada a la FSR. Se evidencia, a partir de los resultados de este trabajo, que las normas y planes territoriales requieren modificaciones que sean capaces de incluir en ellas la amenaza representada en este estudio. Esto, con el fin de contrarrestar el crecimiento irresponsable, preponderantemente regido por el mercado, que ha llevado a Santiago a ser una ciudad poco o nada sustentable, y en riesgo.

La presente investigación titulada “Sistema in situ de detección de fallas en los inyectores de un motor diésel de alta potencia con aplicación en minería” tiene como objetivo reducir paradas imprevistas en los camiones mineros, producto de un mal funcionamiento del motor diésel. Para reducir estos tiempos y teniendo en cuenta que la muestra en analisis corresponde a datos de motores diésel QKS78 Cummins operando en mina Antamina y Las Bambas, se propone el diseño metodológico experimental de un sistema inteligente in situ que detecte la falla en un componente crítico de los motores Diesel de alta potencia, como es el caso del inyector. El sistema está basado en el análisis del comportamiento de las temperaturas del gas de escape del motor, variable que registra una relación con el mal funcionamiento del componente en estudio. El sistema de detección de fallas cuenta con un software que realiza la detección del mal funcionamiento del inyector, cuyos resultados obtenidos en la exactitud del modelo desarrollado, mediante algoritmos de inteligencia artificial, corresponde a un 88%, con un margen de error de 2%. Con esta información se torna posible proporcionar recomendaciones en las tomas de decisiones para la parada de los camiones mineros, relacionados a un mal funcionamiento del inyector o sensor de temperatura de escape, sin necesidad de un personal capacitado.

En el presente informe se presentan tres casos de aplicación del análisis de falla metalúrgico para determinar la causa raíz de falla de componentes siniestrados pertenecientes a tres sectores de la industria peruana. Este informe se presenta como medio de verificación de la experiencia profesional del autor, quien se desempeña como Analista de Fallas Senior en el Laboratorio de Materiales PUCP; habiendo desarrollado en los últimos diez años más de 70 proyectos de análisis de falla y caracterización de materiales con diversas industrias: minería, hidrocarburos, alimentos, pesquería, farmacéutica, manufactura, entre otras. El informe inicia con la presentación de conceptos y definiciones asociadas al análisis de falla metalúrgico. Luego de ello, se presenta la metodología de análisis empleada en el Laboratorio de Materiales PUCP, la misma que ha sido utilizada para el desarrollo de los casos de aplicación. Posteriormente se desarrolla extensivamente cada uno de los casos, presentando los antecedentes, los ensayos realizados, los resultados obtenidos, y las conclusiones. El objetivo final en cada caso es determinar la causa de falla y emitir recomendaciones, factibles de implementar, para evitar que la falla vuelva a ocurrir. Los casos a presentar corresponden a una zapata de oruga de una pala de movimiento de tierras, perteneciente a la industria de maquinaria pesada; una placa soporte de un reactor de sulfato de cobre perteneciente a la industria química; y una viga principal de una zaranda vibratoria correspondiente a la industria minera. Finalmente, se presentan las conclusiones del informe profesional, haciendo énfasis en la importancia y eficacia del análisis de falla metalúrgico como una herramienta de la ingeniería para asistir en el desarrollo de la industria nacional.

La cuenca de Huancayo se ubica entre la Cordillera Oriental y la Cordillera Occidental. A lo largo de esta cuenca discurre el río Mantaro hacia el SE y el río Cunas hacia el Este. La cuenca está bordeada por fallas inversas y activas en su flanco oriental y en su flanco sudoccidental. En 1969 se reactivó un segmento de falla cerca del nevado Huaytapallana, y ello ocasionó la muerte de 130 personas. La cuenca se ubica sobre una zona de sutura producida por la acreción del “Terrane de Paracas” con el Complejo del Marañón, o sobre el límite del “Peruvian Forearc sliver” según el modelo de “continental slivers” o fragmentos de continente; además, el último mapa sísmico del IGP (2017) muestra actividad sísmica reciente en la cuenca. Todo esto sugiere que esfuerzos tectónicos compresivos están actuando sobre la cuenca, deformando a los depósitos fluviales de los ríos Cunas y Mantaro, generando pliegues cuya dirección de eje es N30°W. En esta tesis se analiza un Modelo Digital de Elevación (DEM) combinado con observaciones de campo, medición de elevaciones de terrazas y análisis de marcas de disolución en gravas de caliza. Se observaron pliegues de sedimentos del Plioceno-Cuaternario en el sector suroeste y la ausencia de éstos en el sector centro y sureste de la cuenca. Se obtiene una dirección de máxima compresión tectónica promedio de N72ºE a partir del análisis de gravas extraídas del pliegue más cercano al límite occidental de la cuenca, de una unidad de abanico aluvial del Plioceno-Cuaternario. No se encontraron marcas de disolución en las gravas del Cuaternario del río Cunas en el centro de la cuenca. El acortamiento en los pliegues estudiados aumenta desde el centro hacia el extremo Oeste de la cuenca. Todos estos resultados sugieren que los esfuerzos compresivos disminuyen desde el borde Oeste hacia el centro de la cuenca y que los esfuerzos compresivos son disipados y/o transformados en esfuerzos de cizalla por una falla de rumbo sinestral inferida, que se desarrolla a lo largo de la zona de sutura del “Terrane de Paracas” o el límite de la “Peruvian Forearc Silver” según el modelo de “Continental slivers”.

El interés por el desarrollo de nuevos materiales más livianos y con mayor resistencia mecánica ha ido aumentando considerablemente. Esto fomenta la investigación en materiales biológicos y naturales, dado que estos han existido por cientos de años y han ido evolucionando de acuerdo a sus requerimientos y necesidades. Por lo tanto, el enfoque de las investigaciones se centra en el estudio de la estructura interna de diversos materiales y la relación con las propiedades mecánicas que posee. El objetivo del presente trabajo es investigar la estructura y las propiedades mecánicas de las púas del erizo de mar. Se realizó un análisis de falla frente al colapso de las púas sometidas a compresión para diferentes condiciones, conociendo la relación que existe entre la estructura interna de estas y las propiedades mecánicas que presentan. Asimismo, se analizó el efecto que tiene la degradación natural y la degradación por rayos ultravioleta en las púas en las propiedades mecánicas y estructura interna. Las muestras utilizadas para este trabajo fueron obtenidas del erizo Loxechinus albus, retirando cuidadosamente las púas. Estas fueron medidas y limpiadas de cualquier impuridad. Más aún, se realizó una microscopía de barrido y un análisis de difracción de rayos X para observar la microestructura de la púa y su composición química. Las púas fueron sometidas a distintas condiciones de degradación. Por lo tanto, se tenía un grupo de púas frescas, púas con degradación natural de 5, 10 y 15 días, que estaban en contacto con el medio ambiente, y púas con degradación ultravioleta por 1, 3 y 6 horas, que estaban expuestas a la luz UV directa de una lámpara. Los ensayos de compresión se realizaron para 5 púas de cada condición de degradación, obteniendo su curva de esfuerzo-deformación junto con la resistencia a la compresión máxima. Asimismo, se realizó una microscopía de barrido a las púas, observando la falla a nivel microestructural. Las púas del erizo Loxechinus albus tienen una resistencia a la compresión de 139,57 MPa +/- 44,34 MPa en su estado fresco. Esta resistencia se debe a la estructura interna, que presenta una organización radial y concéntrica con diferentes concentraciones de porosidades. La resistencia de la púa se reduce hasta 97,84 MPa +/- 20,14 MPa debido a la degradación natural de 15 días y hasta 78,16 MPa +/- 34,10 MPa debido a la degradación ultravioleta por 6 horas de exposición.

Uno de los componentes más importantes en la mayoría de máquinas que existen en el mundo son los ejes. Una falla en estos componentes, involucra un elevado costo, no solo por el costo del componente en sí mismo, sino también, porque al fallar dicho componente, puede parar toda una línea de producción por varias horas e incluso días y en trabajos como operaciones mineras, dichas paradas no programadas simbolizan grandes pérdidas económicas. El presente documento tiene como objetivo determinar mediante la realización de dos análisis de falla y el estudio de data del laboratorio las causas de falla más comunes en ejes de equipos industriales. Los componentes a los que se realizarán los análisis de falla pertenecen a los casos externos que llegan comúnmente al Laboratorio de Materiales de la PUCP. La secuencia del trabajo desarrollado fue recolectar información sobre la metodología que se sigue para realizar un análisis de falla, para que de esta manera se pueda llevar a cabo los análisis de falla a 2 ejes pertenecientes a una caja reductora de un molino de bolas. La secuencia que utiliza este documento sigue los alineamientos planteados por el Laboratorio de Materiales de la PUCP. Una vez realizado los reportes de los casos mencionados, se procede al estudio y análisis de otros 7 reportes que se encuentran en la base de datos del laboratorio, para que de esta manera se pueda presentar resúmenes de cada uno de estos casos siguiendo una secuencia planteada. Finalmente, se procede a analizar los resultados donde se encuentra que el problema más recurrente tiene que ver con deficiencias en el material empleado en la fabricación del componente. Con los resultados obtenidos se plantean recomendaciones y conclusiones.

El transformador monofásico al ser una máquina eléctrica con funcionamiento continuo está propensa a fallas que se pueden producir por el envejecimiento de los materiales aislantes de la bobina o por la pérdida de las propiedades dieléctricas del aceite que actúa como refrigerante y aislante de las bobinas del transformador. Asimismo, puede darse el caso también de que por el mal funcionamiento de la máquina puedan generarse sobretensiones inadecuadas para el sistema o que por un aumento de carga se sobrecargue al transformador, que como consecuencia van disminuyendo el tiempo de vida del equipo y en el peor de los casos cuando se genera un cortocircuito externo puede provocar un colapso en el transformador dejando fuera de servicio y sin posibilidades de reparación. En este trabajo de tesis se propone el diseño de un sistema de diagnóstico de fallas basado en observadores de estado que permita supervisar el correcto funcionamiento de los transformadores monofásicos y detectar una falla o mal funcionamiento antes de que ocurra un colapso en la máquina. Para el diseño del sistema de diagnóstico de fallas basado en observadores de estado se plantea considerar un comportamiento dinámico complejo debido a la presencia de no linealidades que son difíciles de medir, lo cual implica emplear técnicas de control utilizando modelos matemáticos lineales del transformador monofásico. Para poder evaluar el desempeño del Sistema de Detección de Fallas basado en Observadores se cuenta con un prototipo para realizar pruebas con diversas fallas, donde se compararon diversos observadores resultando el Observador de orden completo el que mejor estima las variables de estado debido a que es menos sensible a la presencia del ruido. / Tesis

En esta tesis se presenta los resultados de un trabajo de investigación sobre las características estructurales de viviendas autoconstruidas en los distritos de Villa el Salvador y Carabayllo de la provincia de Lima. Además se identifican los principales factores propios o externos a las viviendas, que pueden afectar negativamente su comportamiento sísmico. Luego, se determina para estas viviendas su vulnerabilidad sísmica y se estima cuales podrían ser los daños después de un terremoto. Para conseguir la información requerida se realizó una encuesta de campo donde se recabó los datos necesarios de las viviendas autoconstruidas en los dos distritos antes mencionados. Luego se procesaron los datos recabados y se acumularon los resultados obtenidos. Para el procesamiento de los datos obtenidos, se tomó en cuenta El Reglamento Nacional de Construcciones, estudios realizados después del terremoto de Chimbote en el año 1970, estudios sobre albañilería realizados en la Pontificia Universidad Católica del Perú y demás referencias mencionadas al final de este documento. El trabajo de investigación se realizó con el fin de conocer ¿Cómo se esta autoconstruyendo en Lima. Ya que un terremoto afecta a la sociedad y a la economía porque se tendría que realizar un gasto enorme para la construcción de nuevas viviendas.

Actualmente el índice de tránsito vehicular del parque automotor está creciendo sustancialmente y con ello también los altos índices de accidentes de tránsito. Si bien muchos de dichos accidentes se deben a factores humanos, es importante considerar que estos vehículos están propensos a fallas en sus sistemas debido a múltiples factores como son, la falta de mantenimiento, el corto tiempo de vida de los elementos del sistema vehicular, el uso continuo, las condiciones de las carreteras, etc. Es por ello que la detección oportuna de estas fallas permitirá reducir drásticamente pérdidas de vidas humanas, costosos gastos de recambio de piezas y sistemas, daños al medio ambiente a causa de malos funcionamientos, etc. Un elemento crítico de los vehículos actuales es el del sistema de dirección asistida que permite reducir el esfuerzo del conductor para maniobras de orientación del vehículo reduciendo los impactos en el volante y garantizando una adecuada estabilidad del vehículo. En esta tesis se aborda el diseño de un sistema de diagnóstico de fallas para el sistema de dirección asistida de un vehículo de categoría M1 (categorizado por el Ministerio de Transportes) con el objetivo de diagnosticar las fallas más relevantes de este sistema. El desarrollo de la tesis, se inicia con un estudio del modelamiento matemático del sistema de dirección asistido eléctrico (EPS por sus siglas en inglés). Posteriormente, se diseña el sistema de diagnóstico basado en 2 etapas. La primera es la detección de fallas, la cual está basada en la generación de Relaciones de Redundancia Analítica. Como segunda etapa, se diseña el sistema de diagnóstico de fallas utilizando Redes Neuronales Artificiales a fin de poder reconocer los tipos de fallas de manera más robusta ante las perturbaciones. Las pruebas de validación del sistema de diagnóstico se realizan utilizando los software de ingeniería Matlab y Carsim. Con estas pruebas se valida el adecuado funcionamiento del sistema de diagnóstico de fallas propuesto en un vehículo de categoría M1. Finalmente se propone un sistema para implementación en un vehículo real utilizando la plataforma Arduino. / Tesis