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. / 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. / Tesis

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

El presente trabajo reúne de forma ordenada los errores que se cometen durante los procesos constructivos de un edificio multifamiliar, y se ha orientado la atención exclusivamente hacia el “concreto armado”. Además se han incluido en forma didáctica los anexos “procedimientos constructivos erróneos en albañilería” y “tratamiento inadecuado del concreto simple”, como complemento del tema principal. El trabajo está dividido en tres capítulos: cimentaciones, elementos estructurales verticales y elementos estructurales horizontales; se finaliza con las respectivas observaciones y conclusiones, más una referencia bibliográfica. Al final se incluyen seis anexos, los cuatro primeros como una ampliación de los temas referidos en los tres capítulos principales, y los dos últimos ya mencionados en el primer párrafo. La metodología a seguir comienza con la detección de errores dentro de los procesos constructivos, los cuales se van archivando y documentando sobre todo con fotografías, y de ser necesario se incluyen gráficos para la explicación. Al problema encontrado se le asigna un lugar dentro de la estructura del trabajo, haciendo una explicación previa de la importancia desde el punto de vista teórico de porqué es necesario proceder correctamente. Después se hace una recomendación basada en normas y reglamentos de Ingeniería en el Perú, así como en estudios previos de especialistas reconocidos a nivel mundial. En algunos casos y a través de los anexos, se han ampliado las explicaciones mediante un análisis numérico, con el fin de reforzar el sustento científico presentado. Se ha puesto énfasis en la presentación visual de la tesis, con fotografías en su mayor parte recolectadas por el autor así como gráficos explicativos. También se ha recurrido a otras fuentes como Internet y/o publicaciones pasadas. El trabajo propone una solución ante las dificultades que se presentan durante el proceso constructivo, y quedando demostrado que en nuestro medio, el seguir los estándares de calidad en estructuras, no es imposible. / Tesis

En este proyecto se desarrolla una metodología simple para determinar el riesgo sísmico de viviendas informales de albañilería confinada. Para ello, se ha realizado un estudio sobre los errores arquitectónicos, constructivos y estructurales de 270 viviendas construidas informalmente en 5 ciudades de la costa del Perú. Las viviendas informales son construidas por pobladores, albañiles y maestros de obra, sin asesoramiento técnico o profesional. Muchas veces las viviendas informales son vulnerables ante los sismos y colapsan, causando innumerables pérdidas económicas y lamentables pérdidas de vida. Para recolectar información sobre las construcciones informales se encuestaron un total de 270 viviendas ubicadas en Chiclayo (30), Trujillo (30), Lima (150), Ica (30) y Arequipa (30). Las tareas de recolección de información en campo se realizaron en fichas de encuesta por alumnos de la PUCP. Después la información recogida fue procesada en fichas de reporte donde se obtuvo la vulnerabilidad, peligro y riesgo sísmico de las viviendas encuestadas. Luego, con la información obtenida se elaboró una base de datos para clasificar los principales defectos de las viviendas analizadas. Los resultados obtenidos contribuyeron al desarrollo de una cartilla para la construcción y mantenimiento de viviendas de albañilería confinada en zonas de alto peligro sísmico. La cartilla presenta información sobre cada paso del proceso constructivo en forma gráfica y con lenguaje muy simple. Se espera que, con una adecuada difusión, esta cartilla pueda servir para que los pobladores y albañiles puedan conocer mejor cómo pueden construir viviendas sismorresistentes de albañilería confinada. Esta tesis está organizada en nueve capítulos y un apéndice distribuidos de la siguiente forma: En el Capítulo 1, “Introducción”, se plantea el problema de las viviendas informales de albañilería de arcilla de la costa del Perú. Se describen los antecedentes de trabajo y se explica la justificación de esta investigación. Además, se muestran las hipótesis propuestas y los objetivos que se esperan cumplir. En el Capítulo 2, “Marco teórico y metodología”, se presenta la relación que existe entre el problema particular de estudio y las teorías e investigaciones similares realizadas anteriormente. También, se presenta la metodología seguida y se explican los conceptos relacionados en el desarrollo de la investigación. En el Capítulo 3, “Descripción de las zonas estudiadas”, se muestran las características geográficas, demográficas y socio económicas de las zonas donde se han realizado encuestas de viviendas informales. En el Capítulo 4, “Fichas de encuesta y fichas de reporte”, se describen las fichas de encuesta y de reporte, y se explican detalladamente los cálculos para determinar el riesgo sísmico de las viviendas de albañilería. En el Capítulo 5, “Defectos de la construcción de las viviendas informales”, se describen los problemas de ubicación, constructivos y estructurales más comunes de las viviendas autoconstruidas. También, se realiza un análisis de la calidad de mano de obra en la construcción de las viviendas. En el Capítulo 6, “Base de datos de los errores constructivos”, se presentan tablas de conteo donde se han organizado estadísticamente los errores constructivos encontrados en las viviendas informales. En el Capítulo 7, “Construcción de viviendas”, se desarrolla un conjunto de recomendaciones básicas para que el poblador pueda construir adecuadamente su vivienda sismorresistente de albañilería. En el Capítulo 8, “Reparación y reforzamiento de viviendas”, se presenta un conjunto de recomendaciones básicas para la reparación y reforzamiento de viviendas sismorresistentes de albañilería. Se espera que con estas recomendaciones el poblador sea capaz de realizar reparaciones y reforzamientos sencillos. Finalmente, en el Capítulo 9, “Conclusiones y recomendaciones”, se escriben las conclusiones del trabajo y se resumen los resultados de la investigación. Además, se muestran las recomendaciones para futuras líneas de investigación sobre vulnerabilidad de viviendas de albañilería. El apéndice, “Cartilla de recomendaciones técnicas para la construcción y mantenimiento de viviendas de albañilería”, contiene una cartilla gráfica que muestra cómo construir y reparar viviendas de albañilería confinada sismorresistente. / Tesis

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.

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.

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

Water desalination is one approach to force water scarcity. One of the processes used for desalination is reverse osmosis. Like other systems, a reverse osmosis plant is susceptible to faults. A fault can lead to a loss of efficiency, or if the fault is severe to a total breakdown. Appropriate measures can minimize the impact of faults, but this requires in time fault detection. The following thesis shows a proposal for an online fault diagnosis system of a reverse osmosis plant. For the model-based approach, a mathematical model of a reverse osmosis plant has been developed. The model contains a new approach for modeling the interaction between the high-pressure pump, the brine valve, and the membrane module. Furthermore, six faults considered for fault diagnosis have been modeled. Two of the faults are plant faults: The leakage of the feed stream and membrane fouling. The other four faults are sensor or actuator malfunctions. The fault diagnosis system is developed via structural analysis, a graph-based approach to determine a mathematical model’s overdetermined systems of equations. With the structural analysis, 73 fault-driven minimal structurally overdetermined (FMSO) sets have been determined. The results show that all six faults are detectable. However, two faults are not isolable. Five of the FMSO sets have been chosen to deduce the residuals used for online fault detection and isolation. The simulations demonstrate that the calculated residuals are appropriate to detect and isolate the faults. If one assumes that only the considered faults occur, it is possible to determine some faults’ magnitude.