En el presente trabajo se brinda una alternativa más apropiada a la necesidad del mercado peruano de una lavadora de botellones de capacidad media. Esto se realizó mediante el diseño mecánico de una lavadora que cumple con una frecuencia de lavado aproximada de 250 botellones por hora, lo cual se determinó en función a la duración de cada una de las etapas del lavado y del tiempo de transición entre ellas. Adicionalmente, se diseñó teniendo en mente obtener una máquina más económica que otras opciones del mercado, para lo cual todos los componentes para su construcción se seleccionaron con la condición de que se encuentren disponibles en el mercado local, evitando así gastos de importación. Este tipo de máquinas es sin duda bastante requerido por las industrias peruanas como lo demuestra el estudio realizado por el ICON Group Ltd. (1) el cual señala a Perú como el principal importador de máquinas lavadoras en Sud América, lo cual demuestra la alta demanda que existe en el mercado local. Para lograr los objetivos planteados por la tesis se siguió el método de diselio VDI 2222, en donde se determinaron los requerimientos y alcances de la máquina y se llegó a un concepto de solución único que se utilizó para el desarrollo del mismo. Se tomó en consideración que la máquina será parte de una línea de producción cuya siguiente fase sería el proceso de llenado de los botellones. Para esto, el diseño contempló la implementación de un transportador de rodillos que recibirá los botellones limpios y podrá conectar ambas máquinas. Se consideró además la reutilización del agua de lavado para la limpieza de la planta y su recirculación y reutilización en la misma máquina, no solo por economía, pero pensando también en la conservación del medio ambiente.

La minería y la construcción son actualmente dos de los sectores que más desarrollo han tenido en el Perú como consecuencia del alto precio de los minerales en el mercado mundial y la demanda de viviendas en el mercado interno. Dentro de estas industrias destaca como materia prima principal la piedra caliza que se utiliza principalmente para elaborar el cemento que conocemos, pero tiene otras aplicaciones en diferentes industrias como la química, alimenticia, minera y de medio ambiente. Dada la importancia de estas industrias, las plantas de trituración de caliza actualmente buscan mejorar sus eficiencias, reducir sus tiempos de producción, mejorar la disponibilidad de materias primas, materiales y equipos; y con esto reducir sus costos de producción. Como respuesta a estas necesidades se crean las plantas móviles de trituración, que tienen como principal ventaja su facilidad de transporte hacia las zonas de operación, debido a que toda planta puede llegar a los lugares más recónditos lo más cerca posible a la operación de trituración por su pequeño tamaño y fácil tracción; evitando así el transporte de materiales hacia un área fija de trituración con el uso de equipos de transporte como fajas transportadoras, tornillos de transporte o camiones que elevarían los costos de producción.. Otra ventaja es la reducción en el tiempo de puesta en marcha de la planta debido a que las plantas móviles deben estar listas para operar en por lo menos 1 día, en cambio las plantas estacionarias pueden demorar hasta 1 semana para empezar a producir. El presente trabajo describe el diseño completo de una planta móvil de trituración de caliza, lo cual incluye el diseño del proceso óptimo de trituración, la selección de equipos adecuados para el trabajo, el diseño de la estructura portante de la planta móvil y el montaje de los equipos en la estructura. La planta móvil de trituración de caliza tendrá un flujo de producción de 50 Toneladas por hora y podrá ser transportada fácilmente y utilizada donde sea requerida.

En el presente trabajo de tesis se enfocó en plantear una solución desde el punto de vista de la ingeniería a un problema real de los pobladores de la comunidad de Langui, Provincia de Canas, Cusco: Posibilitar el crecimiento económico aumentando sus posibilidades de comercio en el mercado de los lácteos. El objetivo se conseguiría ideando una máquina que pudiera volver más eficiente su producción de leche, entregara un producto que cumpliera con las normas de higiene para su comercio a mayor escala, fuera económicamente competitiva con las máquinas convencionales pequeñas para ordeño y que sobretodo, sea coherente con el concepto de tecnología apropiada para el sector rural. Se inició el desarrollo del diseño conociendo la situación actual de la actividad económica en la zona y definiendo el estado del arte para el diseño. A partir de ello se plantearon los objetivos generales y específicos que debería cumplir la tecnología a diseñar, los cuales se detallan a continuación: Diseñar una ordeñadora mecánica que funcione con potencia humana directa para sectores rurales alejados en los cuales no sea accesible la energía eléctrica. Además en este diseño el mecanismo de transmisión de potencia debe permitir el funcionamiento de la bomba minorizando lo mejor posible los desniveles en el vacío que se presenten por variabilidad de la entrega de potencia humana. También se deberá implementar el sistema de conducción de leche con la higiene necesaria para permitir una más amplia comercialización de la leche. Por último se deberán establecer los parámetros adecuados de generación de vacío en el diseño para realizar un adecuado ordeño y mantener la salud de la ubre de la vaca. Con los objetivos planteados se elaboró el desarrollo conceptual del diseño, desarrollo de propuesta de proyecto (preliminares), evaluación técnica-económica y por último la elección del proyecto más adecuado como solución. En la siguiente etapa se desarrolló el dimensionamiento principal de la máquina (potencia, presión de vacío, capacidad de ordeño) y luego el cálculo de detalle del diseño evaluando las cargas presentes, las fluctuaciones de presión en operación de la máquina, las pérdidas de presión en el sistema de transporte, los esfuerzos en los bastidores entre otros. Más adelante se presentan los costos aproximados del diseño satisfactoriamente realizado. Finalmente se incluyen las conclusiones del autor respecto al diseño el cual pudo cumplir los objetivos planteados adecuadamente, sin embargo el autor también incluye algunas precisiones que considera en estudios posteriores podrían mejorar el diseño.

El presente proyecto de tesis se encarga de desarrollar los temas concernientes al diseño de un banco de ensayos para ventiladores axiales de hasta 6000 m3/h., el cual está conformado por un conducto de 500 mm de diámetro de acero galvanizado y una longitud de 5m, el cual cuenta con una sección de transición, que tiene una forma de cono truncado, que permite adaptarse a ventiladores de distintos diámetros y formas. La disposición de la instrumentación (tubos de Pitot, manómetros, etc.) está realizada respetando las distancias recomendadas por las especificaciones de las Normativas Técnicas que regula el ensayo de ventiladores. En el primer capítulo se expone el estado del arte del diseño del banco. Se ha tomado como referencia la norma ISO 5810 “Industrial fans – Perfomance testing using standardized airaways” y la Norma AMCA 210-85: “Laboratory Methods of Testing Fans for Aerodynamic Performance Rating “, basadas en los parámetros y consideraciones para el correcto diseño y funcionamiento del banco, de esta forma obtener las curvas características del ventilador. En el segundo capítulo se expone el diseño y cálculos generales considerados para el desarrollo del banco, así como la selección de los componentes y accesorios. El banco está caracterizado por tener una aspiración libre y un conducto a la salida y un enderezador de flujo que permite estabilizar el flujo, y así disminuir, al menos en parte, la turbulencia generada. De esta manera se obtiene una mejor realización de los ensayos cuando se miden los valores de presión, caudal y temperatura. En el tercer capítulo se muestra el presupuesto del proyecto, realizado en función de los precios del mercado nacional, de esta forma se analiza la viabilidad económica del mismo. Luego se muestran las conclusiones, recomendaciones y la bibliografía utilizada.

En esta Tesis se diseña una Maquina Plegadora de Paneles Corrugados, con la finalidad de mejorar e incrementar la producción de Transformadores de Distribución, tema de interés para nuestra industria. El diseño se lleva a cabo empleando “El método generalizado de procedimiento en el proceso de diseño”, éste método optimiza cada una de sus fases con criterios de evaluación que conducen a la optimización del diseño. Se evalúa el estado de la tecnología, recurriendo a un sistema de patentes, rescatando la información necesaria para comprender el problema. A continuación se elabora una lista de exigencias que plantea los objetivos para el diseño, luego, a través de una abstracción se logra disgregar y ordenar la Estructura de Funciones que define el comportamiento de la maquina en cuestión; las mismas que deberán ser suplidas por portadores de función que son presentados en una Matriz Morfológica. Ordenada y asimilada la información, se elaborara y presenta, las posibles de combinaciones, a manera de esquemas cualitativos, mostrando una idea aproximada de la disposición de los portadores de función. De acuerdo a la lista de exigencias se evalúa las combinaciones y se procede a la elaboración del proyecto, enfocándolo en la función principal de “Plegado”. Se estima las cargas requeridas para el proceso de plegado, con la finalidad de dimensionar apropiadamente los componentes hidráulicos y estructurales. Posteriormente se establece la secuencia de trabajo, la selección y dimensionado de los componentes del circuito hidráulico responsable de dicha secuencia. / Tesis

En una máquina herramienta la parte más importante es el husillo pues se encarga de sostener a la pieza o a la herramienta de corte. En el caso de los tornos, el husillo sostiene el material a mecanizar y lo hace girar a elevadas revoluciones mientras la herramienta de corte se aproxima a esta y arranca material para darle la forma deseada. Un husillo está conformado principalmente por tres partes: El eje, los rodamientos y la carcasa. El presente trabajo muestra los pasos y las consideraciones tomadas para el diseño de este. Para comenzar el diseño del husillo primero se definen sus características generales como lo son el tipo y la forma de transmisión de potencia del motor. Basado en ello se partió con la idea de un husillo modular con un sistema de transmisión por fajas. Para conocer la potencia que el husillo necesitará durante el mecanizado se consideró un proceso de cilindrado con parámetros típicos en talleres de manufactura. Dado que se trata de un husillo de sujeción por pinza ER es necesario conocer la geometría de estas para poder acoplarlas al eje. Las dimensiones de las pinzas ER son establecidas por la norma ISO 15488 y estas son el punto de partida para definir la geometría final del husillo. Siguiendo esta normativa se definió el tamaño necesario de los rodamientos, el tipo de estos y la distancia entre el apoyo fijo y libre para aumentar la rigidez de todo el conjunto. Finalmente se presenta la forma final del husillo y los planos necesarios para la fabricación de este.

Actualmente el Perú está viviendo un boom gastronómico y ello lo confirma la sociedad peruana de gastronomía peruana (APEGA), indica que en Lima hay cerca de 30 mil restaurantes. En nuestros hogares y en restaurantes el corte del camote es una tarea que se realiza de forma manual. Diseñar una máquina para que realice el corte de un camote puede parecer innecesario, pero cuando se tiene que cortar grandes cantidades y realizada por una sola persona, la tarea resulta ser estresante y empeora aun con el hecho de que la fuerza de corte de este tubérculo es relativamente alta. El objetivo principal es diseñar una máquina que cumpla la función de cortar camote en rebanadas de 5 mm de espesor, y que tenga la capacidad de procesar 450 kg de camote por hora. El corte realizado por la máquina debe ser tal que se aproxime al corte realizado manualmente. El camote ingresará a la máquina pelado, una persona colocará el camote en la máquina, luego la máquina debe realizar el corte, y por último las tajadas serán descargadas. En el primera parte de la tesis se presenta el estado del arte, la lista de exigencias, y se cuantifica la fuerza de corte del camote por medio de un ensayo experimental. En la segunda parte, se aplica la metodología de diseño mecánico basado en la norma VDI 2225 para hallar el proyecto óptimo. En la tercera parte, se realiza el cálculo de detalle del árbol de transmisión, de la transmisión por faja, de las uniones atornilladas, de las cuchillas, de los cordones de soldadura, de la velocidad crítica, de la estructura, se selecciona rodamientos y se selecciona al motor eléctrico. El accionamiento de la máquina se da a través de un motor asíncrono monofásico de 1,5 kW; la transmisión de potencia se da por faja trapecial, donde se realiza una reducción de velocidad de 1725 a 350 rpm. El corte del camote se lleva a cabo gracias a dos cuchillas, las cuales se montan sobre un disco de corte y este sobre un árbol de trasmisión. La máquina ha sido diseñada para ser usada en establecimientos de comida, por ende lo más pequeña posible, sus dimensiones son de 555 x 600 x 658 mm. El suministro eléctrico considerado es monofásico y de 220 V. Finalmente, se realizó una estimación de costos, con lo cual resultó que el costo total del prototipo incluyendo el costo de diseño es de S/.2 828.

Las ruedas hidráulicas representan una alternativa sencilla, confiable y ambientalmente amigable para la generación de potencia, mecánica o eléctrica. Utilizan como fuente energética un flujo de corriente de agua, no producen desperdicios significativos en la transferencia energética, ni requieren mayores trabajos de obras civiles que alteren el área donde se instalan. Además, dada su facilidad constructiva, no requieren conocimientos técnicos avanzados en su diseño, fabricación y manejo. El objetivo de este trabajo es establecer relaciones cuantitativas sencillas que permitan ponderar el comportamiento de una rueda hidráulica basándose en características básicas del mecanismo y la fuente del recurso energético. Se desea también obtener información cualitativa del funcionamiento de la rueda para una estructura en particular.

Existe al presente una rueda hidráulica en la PUCP que no está siendo aprovechada eficientemente. En uno de los extremos del eje tiene una bomba que se acciona con el giro y al otro lado del eje simplemente está apoyado en una chumacera. Este proyecto inicia cuando se descubrió el potencial de elaborar un mecanismo que permitiría utilizar el giro del extremo libre para almacenar energía. Actualmente, la energía producida por ese lado del eje estaba en completo desuso y a través de esta iniciativa esta energía se podrá aprovechar y utilizar de manera eficiente. El proyecto se empleará a través de un sistema de embrague que fue diseñado con este propósito ya que se quiere acoplar un generador mientras el eje esté girando. Se efectuó un análisis físico, estático, técnico y económico, finalmente se diseñó un procedimiento que cumplió con las obligaciones propuestas. Esto se logró siguiendo los siguientes pasos: un estudio extenso del estado del arte, estudio de las funciones principales del sistema, las alternativas viables, las evaluaciones técnicas, evaluaciones económicas, cálculos, proceso de selección, esquemas representativos, finalizando con un estudio del mercado peruano. De acuerdo al reto asumido inicialmente, y después de la investigación, el diseño, la elaboración de planos y las respectivas revisiones se puede decir que se logró obtener los resultados previstos con este sistema de embrague. El embrague soportará el torque entregado por la rueda hidráulica de 1kW de potencia y 2m de diámetro sin esforzar al operario, prometiendo que el trabajo será seguro, liviano, confiable y económico. De esta manera se puede concluir que se cumplieron las metas establecidas logrando superar este desafío.

El escaldado es un proceso que se efectúa para de obtener estabilización térmica en frutos y hortalizas, con la finalidad de posteriormente someterlos procesos de cocción industrial. En el proyecto desarrollado, se diseñó un equipo escaldador de alcachofas con aplicación en Plantas dedicadas a la industrialización de alimentos. El equipo escaldador tiene una capacidad para procesar 180 kg/h y puede ser empleado también con otros productos agrícolas. El desarrollo de este proyecto considera tanto el diseño mecánico, como el diseño térmico del equipo escaldador y también la selección de todos los componentes que conforman el escaldador. Adicionalmente se realizó la estimación del costo del equipamiento. El diseño considera el movimiento de las alcachofas dentro del medio calefactor utilizando un transportador de tornillo sin fin. El medio calefactor es agua caliente, que eleva su temperatura de 20°C a 100°C utilizando un serpentín por el que circula vapor de agua a 2 bares de presión. El accionamiento del transportador se realiza con un motorreductor de 1 HP de potencia, con una relación de reducción 1:260 acoplado a un sistema de transmisión de cadenas con una relación de reducción 1:4, reduciendo la velocidad de rotación e incrementado el torque. El costo del equipo escaldador considera tanto aspectos de Ingeniería y Diseño, materiales y equipos, así como los costos de fabricación y montaje. El costo total asciende a S/. 35286,85 para un lote inicial de cinco (5) equipos.