El tema propuesto desarrolla una investigación que aborda el impacto de la contaminación en la eficiencia de la reparación de componentes de maquinaria pesada Komatsu y la influencia económica que genera en la utilidad de las reparaciones realizadas en el taller de componentes, por ello en la búsqueda de controlar este problema, el diseño de una sala de diálisis se convierte en una alternativa muy confiable. / Tesis

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Mecánico / El presente proyecto de trabajo de título, tiene como finalidad desarrollar un diseño mecánico funcional de un aditamento, que acoplado a una plataforma móvil (mediante tracción por orugas y levante vertical por cilindros hidráulicos), genere una herramienta modular, semiautomática y de carácter multifuncional, que cumpla con la función específica de asistir en los procesos de montaje y desmontaje de los conjuntos de eje trasero completo, y de diferencial trasero, para equipos mineros Caterpillar de las series de tractores sobre ruedas 854K y cargadores frontales 992K. El objetivo de este equipo es de hacer más seguro, fácil y rápido las tareas de los mantenedores al cambiar dichos componentes en los equipos en cuestión. El desarrollo del trabajo se basa en una metodología de diseño de tipo secuencial e iterativa, con fases de diseño conceptual, diseño de configuración y diseño de detalle. En esta primera se caracteriza y define la problemática a resolver, se conceptualiza la solución en términos abstractos, respecto a sus objetivos, funcionalidades y restricciones y una jerarquización de aquellos. En el diseño conceptual se contextualizan las ideas en un diseño tangible, que responde a las necesidades funcionales y cumple con los requisitos del diseño conceptual. Se divide la configuración del equipo en distintos subsistemas, y se modela computacionalmente en CAD la configuración del producto, por medio del software Autdesk Inventor 2018. En el diseño de detalle, se determinan concretamente los elementos y componentes del diseño, así como también sus exigencias de operación y de diseño, para posteriormente validarlos en base a una serie de cálculos analíticos respecto a su resistencia. Se realiza un análisis de criticidad para emplear como patrón respecto a las exigencias mínimas requeridas, en forma de un factor de seguridad, sobre cada pieza o estructura del equipo. Se valida también el diseño de componentes y estructuras en función de simulaciones computacionales mediante el método de elementos finitos, con el empleo del software SolidWorks profesional 2018. Se desarrolla el diseño en base a criterios conservadores respecto a la obtención de las cargas de diseño, y aún así, tanto para los resultados analíticos como por el método de elementos finitos, se obtienen factores de seguridad satisfactorios en base al criterio de criticidad planteado, validando así el diseño final del equipo. / Power Train Technologies S.A.

Actualmente las personas dedican aproximadamente dos horas de su tiempo cuando se encuentran realizando compras en las tiendas por departamento y retailers debido a la demora en decisión de elección de prendas por parte de los clientes, demora en probadores o largas colas. Por estas razones se decidió desarrollar una solución efectiva, crear un dispensador automático de prendas de vestir con probador virtual, la cual permitirá que el cliente tome una decisión de manera rápida, fácil y virtual, así evitando las largas colas y permitir probarse múltiples prendas en poco tiempo sin causar incomodidad ni dañar las prendas. Se diseñó el dispensador automático de prendas de vestir junto con el probador virtual, en el cual se implementó y validó el algoritmo de reconocimiento virtual, además de diseñar a través de modelos 3d el sistema mecánico del dispensador automático. También se realizó una estimación de costos de materiales, componentes, fabricación e implementación a través de cotizaciones reales para así obtener el costo real del proyecto. Para finalizar con el proyecto se llegó a realizar dos validaciones, la primera por parte del sistema mecánico sometiendolo a esfuerzos de las prendas de vestir logrando una excelente resistencia, y la segunda por parte del asignador de tallas virtual el cual brindaba las medidas de las prendas de los usuarios a través de una pantalla.

En la actualidad la preparación adecuada de leche para bebés es un tema que para muchos padres resulta engorroso y en algunos casos estresante, más aún si el niño se despierta hambriento a tempranas horas de la mañana. Los padres tienen que calmarlo y en simultáneo prepararle su biberón, para lo cual se debe manipular agua caliente y con la prisa cualquier accidente podría suceder. Si a esto le agregamos que los neonatos necesitan sus alimentos entre 6 a 7 veces por día, se plantea automatizar este proceso repetitivo. El objetivo de este trabajo es diseñar un sistema mecatrónico que dosifique la cantidad de agua y leche en polvo adecuada, según las medidas seleccionadas por el usuario. El sistema cuenta con depósitos para almacenar los suministros, agua y leche en polvo, un sensor de presencia para verificar que se encuentra el biberón, un motor de paso para dosificar la leche en polvo, válvulas para dosificar el agua y resistencias eléctricas para calentarla a la temperatura adecuada. El control de los actuadores y sensores se realizará con el microcontrolador ATmega16. Por otro lado, el sistema es diseñado con los materiales adecuados en base a las normas sanitarias y para que el procedimiento de mantenimiento y limpieza sean los más sencillos posibles. Además, el sistema debe ser rentable y atractivo visualmente para su venta. Los cálculos importantes y simulaciones requeridas para el diseño de este trabajo están debidamente sustentados en los anexos correspondientes.

Una de las alternativas para la reutilización de los residuos orgánicos generados por las personas, producto de las actividades industriales, comerciales y domésticas, es el compostaje, proceso por el cual se puede obtener un producto biológicamente estable (compost) que puede ser utilizado para el enriquecimiento de suelos y áreas verdes. A pesar de que gran parte de los residuos orgánicos son provenientes de las actividades domésticas, estos muchas veces son eliminados y no son tomados en cuenta para su reutilización mediante técnicas de compostaje, ya que se requiere de un constante control y monitoreo, lo cual demanda tiempo y esfuerzo a las personas. Al no realizarse el compostaje correctamente, un mal proceso puede ser causante de la formación de malos olores y atracción de fauna contaminante. En el presente trabajo se plantea el diseño de una máquina doméstica capaz de generar compost a partir de residuos orgánicos. Para ello, el sistema posee las siguientes características. Una cámara multipropósito, la cual permite almacenar, separar, contener y trasladar los residuos orgánicos ingresados a lo largo de diferentes días. También, un módulo de medición y manipulación del proceso de compostaje, el cual es móvil pudiendo así ubicarse de manera independiente en los cinco compartimientos de la cámara multipropósito que alberga los residuos orgánicos. El módulo de medición y manipulación permite monitorear y controlar el proceso en cada compartimiento de la cámara por medio de la medición de la temperatura y el nivel de oxígeno, seguido de la manipulación de las variables mencionados por medio del accionamiento de la bomba, el calentador o el mezclador/triturador si el proceso lo requiere. Por último, al final de cada cinco días los residuos procesados caen de la cámara al depósito del sistema de donde el usuario puede recoger el producto terminado.

El presente trabajo de tesis tiene como objetivo diseñar un congelador de placas para pescado de capacidad 240 kg/h que pueda ser fabricado y ensamblado con la tecnología disponible en la industria nacional y que cuente con un sistema de refrigeración autónomo. Para el diseño del presente proyecto se consideraron las propiedades termofísicas de la especie caballa (meckerel), pues es de la única especie de la cual existe información confiable y disponible. Asimismo, se utilizó como metodología la norma de diseño VDI 2221 y 2225, dividiendo el diseño de la máquina en dos dominios: refrigeración y mecánico. En adición, se realizó la ingeniería básica y selección de componentes eléctricos e instrumentación. Como referencia para el cálculo y selección de equipos y mecanismos se utilizó lo impartido en los cursos de Termodinámica, Mecánica de Fluidos, Transferencia de Calor, Resistencia de Materiales, Elementos de Máquinas y Electricidad, siendo estos conocimientos complementados con normas técnicas de la American Society of Mechanical Engineers (ASME), los manuales de la American Society of Heating, Refrigerating and Air-conditioning Engineers (ASHRAE) y recomendaciones de diversos fabricantes de máquinas. Finalmente, se obtuvo como resultado del diseño un congelador de placas en disposición horizontal accionado a través de un mecanismo hidráulico. El sistema de refrigeración utiliza R-404a y es capaz de congelar, hasta una temperatura de -26 °C en el centro, 600 kg de pescado tipo caballa en un tiempo de 2.36 horas, con dimensiones generales de 3.5 x 3.5 x 2.7 m, un consumo de agua fría a 5 °C de 13600 kg/h y un consumo eléctrico de 22.0 kW a un voltaje industrial trifásico de 440 VAC. El costo total del proyecto es de USD 73,300.

El uso de moldes y matrices es imprescindible para la fabricación en serie de muchas piezas mecánicas; el desgaste en estos moldes y matrices hace que sea necesario su reemplazo por otros nuevos. La dificultad en la fabricación de estos moldes y matrices es cuando no se tiene información técnica, debido a la antigüedad de los mismos, por lo que la información para la fabricación se deberá obtener a partir del elemento original en ocasiones desgastado como única referencia de partida. Ante este problema, de falta de información técnica (planos), se desarrolló una metodología de modelamiento de superficies (utilizando métodos de interpolación, basados en spline cúbicos, o métodos de aproximación-NURBS); con la cual se generó una gran cantidad de puntos que representan a las superficies a modelar, partiendo del elemento ya desgastado. Para desarrollar esta metodología, en primer lugar se utilizó una Maquina de Medición por Coordenadas (CMM) para obtener un conjunto de datos discretos, llamados puntos dato, de dichas matrices los cuales representan las características geométricas de estos componentes; luego se procesó dichos puntos y se exportaron a Matlab. A continuación, en Matlab, se elaboró el programa de interpolación de Hermite, y el programa de aproximación (NURBS), con los cuales se analizó dichos puntos dato. Asimismo, con el fin de determinar qué método matemático fue el más adecuado, se comparó y validó estos puntos con una métrica de tolerancia previamente definida para, así validado, finalmente diseñar y simular la fabricación de dichas superficies utilizando software de CAD y CAM respectivamente. Con la aplicación de esta metodología a superficies teóricas (ecuaciones matemáticas definidas) y a superficies prácticas (componente mecánico real) se logró validar este procedimiento debido a que permitió diseñar un modelo de superficies optimizado, dentro del margen de error establecido y con características de forma suave, que se ajustan a la superficie real. / Tesis

Desde años atrás, la mayoría de las personas han sufrido de diversos problemas de salud que han podido ser resueltos mediante medicamentos, descansos o algunas indicaciones de personas expertas en determinado rubro de la medicina. Actualmente, los problemas de columna vertebral reflejados en el dolor de espalda, se presentan como una de las principales patologías que pueden afectar a las personas de cualquier condición sin importar si se trata de niños, jóvenes, mujeres, hombres o ancianos. El problema principalmente se da por el desgaste del disco intervertebral que es un problema inevitable debido a la vejez. Se presenta el diseño de un equipo de ensayo de fatiga que permite al usuario el poder probar un implante para disco intervertebral utilizando una interfaz útil para el encendido, apagado y visualización de indicadores (fuerza aplicada y desplazamientos durante la prueba) de todo el sistema. El equipo de ensayo de fatiga consiste en un actuador lineal que se desplaza hasta una velocidad de 5,7 mm/s. Dicho actuador generará una fuerza de presión de 75 N (carga necesaria para realizar el ensayo sobre un implante, según Norma ISO 18192-1). Variando el posicionamiento del vástago del actuador lineal, se podrá introducir y retirar el implante según le convenga al usuario. Además, el equipo cuenta con un sensor de fuerza que puede medir magnitudes de hasta 20 kg, motores con reducción con torque nominal de 1,6 Nm. para generar cada uno de los movimientos presentes en un disco intervertebral. El ensayo se realiza mediante una interfaz para que el usuario ingrese información necesaria con el fin de lograr el mejor análisis del comportamiento. El control estará a cargo de un Arduino UNO. El costo aproximado considerando el diseño, fabricación y armado del equipo es de aproximadamente S/. 4,900.00, siendo el concepto de mayor costo por el diseño del mismo, el cual alcanza los S/.3,000.00.

En el presente trabajo se diseña, se desarrolla y se prueba una máquina para el venteado de granos en la postcosecha de los procesos agrícolas. El venteo consiste en retirar la paja de los granos de una mezcla proveniente del proceso de trillado. La máquina puede usarse en gramíneas de granos grandes tales como el trigo, la avena y la cebada. Dicha máquina se ubica en el marco de las tecnologías apropiadas, y está orientada a satisfacer los requerimientos de los pequeños productores agrícolas de las zonas altas de los Andes los cuales tienen una capacidad adquisitiva reducida. Usualmente dichos productores realizan el venteo artesanalmente para lo cual utilizan corrientes de aire en los cerros cercanos al campo de cultivo. Esta forma de venteo tiene los inconvenientes de generar poca producción de grano limpio en comparación con los métodos mecanizados y de depender de los factores climáticos. Para el diseño de la máquina se utiliza una metodología sistemática de diseño para ingeniería, se construye un prototipo experimental y se prueba dicho prototipo para verificar que cumple con las principales funciones exigidas. Con este trabajo se espera brindar una tecnología que ayude a los pequeños productores agrícolas, dentro de la cadena productiva, a incrementar la producción de diversas gramíneas. Se espera que este prototipo experimental sea optimizado y sirva para mejorar la calidad de vida de los pequeños productores del sector rural.

El presente proyecto tiene como finalidad exponer una solución para el aumento en la producción y la mejora de la calidad del manjar blanco a través del desarrollo de una máquina automática para la elaboración de este producto. En el día a día, las exigencias y estándares que debe cumplir un producto en términos de calidad para que pueda competir en el mercado son grandes. Sin embargo, algunas plantas artesanales no tienen la capacidad necesaria para competir con las grandes empresas. Es por tal motivo que este proyecto está orientado a los productores artesanales con el propósito de aumentar su producción, así como la calidad del producto. A continuación, se muestra, expone y explica el control, la mecánica y la electrónica involucrada en el desarrollo de esta máquina. Para lograr el dimensionamiento de la máquina se realizó una recopilación de información para conocer el proceso completo y correcto de preparación de manjar blanco, teniendo en cuenta los parámetros necesarios que definen una buena calidad del producto. Con la información recogida se llegó a la conclusión de que se cuenta con 7 subprocesos que son: filtrado, neutralizado, calentamiento, concentración, enfriado, envasado y almacenado. Para cumplir con cada uno de los subprocesos y lograr las especificaciones del producto se usaron sensores, actuadores y controladores. Así, para lograr una mejor neutralización y concentración de la leche, el sistema mecatrónico posee un sistema dispensador de bicarbonato y otro de azúcar, ambos manejados por un controlador capaz de calcular el tiempo de apertura de las válvulas a partir de la cantidad de litros de leche utilizados en el proceso, con el fin de tener un mejor control de la cantidad de insumos agregados. Por otro lado, el sistema mecatrónico cuenta con lazos de control ON/OFF para controlar la temperatura y el nivel de leche en la marmita. El primer lazo de control está conformado por una resistencia calentadora, una termocupla y el controlador. Este primer lazo servirá para controlar la temperatura en los procesos de calentamiento de la leche. En el proceso de enfriamiento, el lazo de control será el mismo pero como actuador se tendrá a una válvula. El otro lazo de control, correspondiente al nivel de leche en la marmita, está conformado por una válvula, un sensor ultrasónico y el controlador. Este lazo servirá para controlar la cantidad de litros que el usuario defina. Por último, se contará con un panel de control donde se pueda definir la cantidad de litro de leche que se desee usar en la elaboración de manjar blanco. En conclusión, la presente tesis detalla el desarrollo de una máquina automática para la elaboración de manjar blanco dimensionada a partir de estándares y que está orientada a mejorar la producción y calidad del producto de los productores artesanales.