El algodón peruano (también llamado “oro blanco”) es considerado como uno de los mejores materiales en la industria textil del mundo. No obstante, en las últimas décadas, nuestro país ha enfrentado una pérdida de competitividad frente a variedades extranjeras y frente a otros cultivos. Una de las razones de este hecho es la escasa tecnología que existe debido a la poca inversión en estas prácticas agrícolas, específicamente en el control de malezas, las cuales pueden afectar hasta en un 90% la cosecha cuando no se efectúa ningún tipo de medida preventiva o correctiva. Dicha tarea es usualmente realizada a través de una labor manual o de un control químico. El primero exige mucho esfuerzo por parte de los trabajadores y demanda, asimismo, mucho tiempo. El segundo es perjudicial para el medio ambiente y requiere que su uso se realice por expertos, aumentando su costo. Es por ello que en el presente trabajo se planteó el diseño de un sistema mecatrónico con autonomía energética capaz de realizar la tarea de remoción mecánica de malezas en un cultivo con 120 cm de distancia entre surcos y 40 cm de distancia entre plantas. El sistema cuenta con un móvil que se moviliza a través de los surcos del cultivo siguiendo una trayectoria definida por el usuario. El control de seguimiento se logra haciendo uso de un sistema de localización y navegación basado en datos de sensores tipo IMU y GPS. El móvil cuenta con un sistema de suspensión basado en un mecanismo diferencial que permite que las ruedas estén siempre en contacto con el suelo. Finalmente, la detección de plantas, que acciona el removedor de malezas, se logra procesando información de una cámara. La metodología del diseño empezó con la delimitación del trabajo y búsqueda de información para poder desarrollar conceptos de solución y elegir el vehículo óptimo. Se definieron las funciones, las lógicas de control, los sensores y actuadores y la estructura mecánica para poder cumplir con los requerimientos propuestos. Como resultado, se tiene un móvil con un costo bajo (tomando en cuenta que actualmente no existen productos comerciales similares), que utiliza los componentes necesarios para darle una autonomía energética al sistema de aproximadamente 2 horas. Las estrategias de control planteadas permiten que el móvil se traslade por el cultivo sin la necesidad de la supervisión o intervención de un operador.

El presente trabajo desarrolla un proyecto de mejora de la Disponibilidad Mecánica y Confiabilidad Operacional de una Flota de Cosechadoras de Caña de Azúcar, para lo cual se desarrolla un modelo que permita optimizar los referidos indicadores. Se trabaja en base a la data de operación y mantenimiento de la flota con la que cuenta la empresa para un periodo de 17 meses, se parte de la realización del Análisis de Criticidad en donde se define y cuantifica los parámetros en base a los cuales se jerarquizarán las cosechadoras de la flota a partir de donde se seleccionará el equipo más crítico y se pasará a analizar cada una los modos de falla que ha presentado el equipo para dicho periodo. A continuación, se realiza el Análisis Modal de Fallas y Efectos en donde se logra clasificar y analizar cada una de los modos de falla que presentó el equipo crítico para el referido periodo, la máquina presenta 178 modos de falla, de los cuales se seleccionan los 5 más críticos en base a los índices de gravedad, ocurrencia y detectabilidad, para la obtención de resultados más fiables se tomaron los referidos modos de falla críticos de toda la flota. Mediante un Software de Mantenimiento Especializado se estima los parámetros de vida de uno de los modos de falla críticos, a partir de donde se estima valores de Confiabilidad para determinados periodos de tiempo, posteriormente se calcula los Indicadores de Clase Mundial (MTBF, MTTR y Disponibilidad) y la Efectividad Global del Equipo (OEE) que permiten observar el estado actual de la flota. Seguidamente, se propone una serie de acciones para las Áreas de operación y mantenimiento que involucran a la empresa, con las cuales se pueda prevenir que vuelva a ocurrir la falla crítica. Más adelante, y para el modo de falla seleccionado se genera una Orden de Trabajo enfocada para el Área de Mantenimiento mediante la cual se planea incrementar la confiabilidad del componente afectado. En seguida, se realiza un análisis técnico de la Optimización del Plan de Mantenimiento Propuesto en donde se estima el incremento de producción, y en cuanto mejora la disponibilidad de la flota mediante la aplicación del mismo. Finalmente, se efectúa un análisis económico en donde se justifica la implementación del Plan en base a costos de repuestos, mano de obra, consumo de combustible, costo de producción de Etanol y precio de venta de Etanol.

El presente trabajo tiene por objetivo el diseño de un dispositivo que permita realizar los ensayos funcionales recomendados según estándares internacionales a los implantes columnares interespinosos. No obstante, dada la complejidad del comportamiento columnar, se restringe a la representación del movimiento de flexoextensión dentro del plano sagital, centrando el diseño en la posibilidad de comparar implantes de manera estandarizada. En este sentido, se presenta un modelo vertebral compuesto por los cuerpos y apófisis superior e inferior con 4 resortes que simulan la rigidez del disco intervertebral. Este modelo es soportado por la estructura del dispositivo que convierte la fuerza axial de la máquina de ensayo en un torque que genera la flexión y extensión requerida. Como primera parte, se realizó la revisión de la fisiología, alteraciones, biomecánica, implantes columnares, dispositivos y protocolos de ensayo para poder elaborar la lista de requerimientos. A pesar de no encontrarse dispositivos, ni estándares especializados en implantes interespinosos, se realizó el diseño en base a las recomendaciones dadas por los estándares ISO y ASTM para ensayos de similar naturaleza. En base a la lista de requerimientos se formularon diversos conceptos solución, de los cuales se escogió la solución más óptima mediante un análisis técnico-económico. El procedimiento de diseño mecánico partió de la geometría recomendada por los estándares. Se necesitó realizar el cálculo geométrico de la posición del cuerpo móvil del dispositivo, para obtener el giro en función al desplazamiento axial de la máquina de ensayo. En base al movimiento generado, se calcularon las reacciones por compresión en los resortes y el implante, y mediante las ecuaciones de equilibrio se pudo obtener la fuerza del actuador axial necesaria y las fuerzas generadas en cada elemento. Posteriormente se calcularon los esfuerzos críticos, verificando cada elemento a fluencia y fatiga, así como las deformaciones permisibles del dispositivo. Finalmente, como resultado del trabajo se obtuvo el diseño del sistema mecánico: formas geométricas y materiales definidos, selección de componentes estandarizados, así como los planos de despiece y ensamble del diseño. El costo total para desarrollar este proyecto se ha estimado en alrededor de USD 4,850, tomando en cuenta los costos de diseño, compra de materiales y componentes, costos de fabricación e imprevistos.

Las empresas peruanas del rubro de venta y alquiler de maquinaria pesada deben afrontar grandes retos y desafíos, asimismo en las condiciones actuales deben presentar una estrategia de adaptabilidad a los cambios en el entorno por lo cual tienen que identificar y analizar constantemente los aspectos internos y externos que se originan, la intención de esta investigación es realizar un business consulting report a Maqui Rental S.A.C, el objetivo es encontrar deficiencias en sus procesos y de ese modo brindar propuestas de solución que permitan a la empresa ser eficiente y rentable. En el presente trabajo de consultoría se estudiaron los factores que intervienen dentro de la organización, identificando sus fortalezas y debilidades, además se identificó oportunidades y amenazas que intervienen en el desarrollo de la empresa pero que son externas, se ejecutó entrevistas virtuales con los responsables de los procesos de las diferentes áreas, obteniendo información relevante que ayude a identificar las necesidades, los principales problemas y sus causas. En base al estudio realizado se detectó como problema principal los retrasos e inconvenientes en el registro y control de la información, ante ello se plantearon opciones de solución, las cuales fueron desarrolladas según el impacto, factibilidad e inversión a requerir. Se recomienda a Maqui Rental S.A.C la implementación del desarrollo del aplicativo móvil AppSheet, desarrollo del portal de clientes web (gestión de reclamos e información), e incluir objetivos tecnológicos en el Plan Estratégico de la Organización. Asimismo, se recomienda un plan de implementación de 10 meses, fecha de inicio el 15 de marzo del 2021 con una inversión de S/ 357,040 para obtener como resultados esperados una VAN de S/ 3´434,414 y una TIR de 400% lo que permitirá respaldar la viabilidad de la propuesta de solución al problema identificado. Cabe mencionar que por políticas de confidencialidad de la empresa se ha cambiado el nombre para el desarrollo de la presente consultoría. / Peruvian companies in the field of sale and rental of heavy machinery must face great challenges and challenges, also in current conditions they must present a strategy of adaptability to changes in the environment for which they have to constantly identify and analyze internal and external aspects that originate, the intention of this investigation is to carry out a business consulting report to Maqui Rental SAC, the objective is to find deficiencies in its processes and thus provide solution proposals that allow the company to be efficient and profitable. In this consulting work, the factors that intervene within the organization were studied, identified their strengths and weaknesses, also identified opportunities and threats that intervene in the development of the company but that are external, virtual interviews were carried out with those responsible for the processes of the different areas, obtaining relevant information that helps to identify the needs, the main problems and their causes. Based on the study carried out, delays and inconveniences in the registration and control of information were detected as the main problem, before this solution options were proposed, which were developed according to the impact, feasibility and investment to be required. Maqui Rental S.A.C is recommended to implement the development of the mobile application AppSheet, development of the web customer portal (claims and information management), and include technological objectives in the Organization's Strategic Plan. Likewise, a 10-month implementation plan is recommended, starting on March 15, 2021 with an investment of S /357,040 to obtain as expected results a NPV of S /3'434,414 and an IRR of 400%, which will allow support the viability of the proposed solution to the problem identified. It is worth mentioning that due to the company's confidentiality policies, the name has been changed for the development of this consultancy.

En el presente trabajo se diseña un módulo de una zaranda vibratoria, utilizando el principio de similitud y el teorema Pi (π) de Buckingham, los cuales proporcionan las leyes de escalamiento de los parámetros dinámicos más importantes como: masa, rigidez, fuerza y frecuencia de excitación. Se tomó como referencia una zaranda de la marca HAVER, de la cual se conocen todos los parámetros dinámicos de manera experimental. Finalizado el diseño se realizó el análisis modal, utilizando para ello modelos conceptuales discretos (Sistemas de uno, tres y seis grados de libertad), que replican las frecuencias naturales de la zaranda como “cuerpo rígido”. Adicionalmente se efectuó un análisis modal computacional utilizando el método de los elementos finitos, para evaluar las frecuencias naturales del cuerpo de la zaranda en “modo rígido” y en “modo flexible”. Se comprobó que las frecuencias naturales y modos de vibración del módulo escalado proporcionan valores re-escalados cercanos a los valores experimentales. Las desviaciones en los resultados se explican ya que por cuestiones de diseño se necesitó realizar cambios en la posición del centro de gravedad, lo cual afectó fundamentalmente a las frecuencias de la zaranda como un “cuerpo rígido”. Finalmente, hay una diferencia del 20% en la frecuencia torsional del cuerpo de la zaranda, debido a que no se escaló la rigidez torsional del sistema. / Tesis

Ingeniero Civil Mecánico / Los molinos de jaula son considerados de la clase de molinos de chancado de impacto, pues realizan la molienda del material que ingresa a través de choques con las barras de las jaulas que giran en sentidos opuestos. Las aplicaciones más comunes son para molienda de material seco como carbón, caliza, minerales de hierro, mineral de potasio, entre varios otros materiales. Su principal ventaja sobre otras tecnologías para molienda es la precisión en la obtención de distribuciones granulométricas deseadas con baja generación de finos. Con el fin de poder hacer mejoras a un diseño de molino del cual se tienen antecedentes y que en operación ha fallado por el fenómeno de corrosión bajo tensión (SCC) por procesar sales húmedas de cloruro de potasio; es que en este trabajo se busca dar respuestas a la interrogante sobre qué distribución granulométrica del material a la salida se esperaría para distintas formas geométricas de las jaulas y variadas condiciones de operación. Se ha guardado reserva respecto de qué empresa es la que opera dicho molino. Las mejoras que se buscan hacer al molino del cual se tienen antecedentes, son basadas en cambios geométricos de las jaulas, a fin de disminuir los esfuerzos sobre éstas, y así, disminuir el efecto del fenómeno de SCC. Dichas mejoras repercutirían en el desempeño de la molienda. Por lo que en este trabajo se genera un modelo que describe la circulación del material dentro del molino mientras es fraccionado, con el fin de describir la distribución granulométrica del material a la salida y así evaluar el desempeño de la proposición de mejora de geometría. El modelo desarrollado es capaz de analizar distintas geometrías de jaulas, así como también distintas condiciones de operación y de distribuciones granulométricas del material ingresado. Se han elegido tres casos de estudio que varían la geometría de las jaulas respecto del molino del cual se disponen antecedentes. El modelo de circulación y fracturación generado indica que los casos de estudio seleccionados producen una distribución granulométrica similar a la del molino de los antecedentes. Los casos de estudio han sido analizados respecto a su resistencia mecánica mediante software de elementos finitos, resultando tener mejor desempeño que el caso de estudio original (CE1). Se disminuyen drásticamente los esfuerzos hasta un 38% respecto a CE1 en la zona crítica donde presentan fractura los especímenes reales debido al fenómeno de SCC. Este resultado significa además un aumento de la vida del equipo. Por otro lado, se obtiene del análisis de vibraciones que el desempeño de los casos de estudio seleccionados no presentan problemas respecto a efectos dinámicos asociados a resonancia. En conclusión, se ha generado un modelo físico con el cual se ha podido describir el desempeño en molienda de tres variaciones al modelo original de las jaulas. Las cuales mantienen la distribución granulométrica original y se espera que tengan un mejor desempeño ante SCC, sin problemas de resonancia.

Ingeniero Civil Mecánico / Los espesadores son elementos que se utilizan en el proceso de extracción de múltiples minerales, siendo su función la de separar una parte sólida de una líquida del fango proveniente de las pilas de lixiviación. En general son estructuras estacionarias cuyas dimensiones y contenidos (densidades relativas) pueden variar bastante, por lo cual los cálculos asociados a los apoyos se hacen para cada caso en particular, aun cuando estos sean a través de un software, actividad que incurre en un gasto de tiempo y recursos. Por este motivo el tema propuesto busca encontrar alternativas de automatización en el proceso de cálculo de la etapa de ingeniería temprana y considerar una opción para la programación de un prototipo que en base a las variables más relevantes del diseño, entregue una respuesta concreta con un error aceptable. La mecánica de estructuras posee una amplia variedad de modelos para aproximar las deformaciones y estados de esfuerzos a los que está sujeto un fenómeno del mundo real. En este trabajo se detallan algunos de estos modelos utilizados por el método de elementos finitos para discretizar el problema propuesto. En base a las condiciones de diseño encontradas entre los antecedentes de los espesadores y las características que favorecen un modelo de elementos finitos eficiente, se constituye una estructura simplificada que en base a tiempos bajos de cálculo podría entregar una buena aproximación al cuadro de reacciones. Para elaborar el modelo de elementos finitos propuesto se trabaja en base a la metodología clásica de la literatura, que consiste básicamente en escoger los tipos de elementos, determinar sus rigideces, sus cargas y su disposición en el espacio (mallado), ensamblar todo en un sistema de ecuaciones, establecer las condiciones de borde del dicho sistema, y por último encontrar la solución. Una vez encontrada la solución, la última instancia corresponde a la validación de los resultados. Como este trabajo no persigue fines estadísticos de la industria o un nivel de detalle avanzado, se puede aproximar la validez numérica de los elementos utilizados a partir de geometrías más sencillas. Y la validez cualitativa de la respuesta en base a diversos ensayos sobre un espesador. Debido a que la geometría y los tipos de esfuerzos del problema son más bien sencillos, se estima que las respuestas encontradas por el modelo tengan un nivel de error aceptable para su objetivo, predecir en una etapa de ingeniería temprana. Finalmente, este trabajo no es una versión comercial e incluye una variedad de mejoras propuestas por el autor.

Ingeniero Civil Mecánico / El objetivo del presente trabajo de título es la definición de un plan óptimo de mantenimiento para los equipos críticos de una planta de laminación de metales. En la actualidad, las empresas están invirtiendo en la definiciones de planes de mantenimiento acotados a su realidad, lo que permite sacar el mayor provecho a sus equipos y, con ello, minimizar costos asociados a ceses de producción, costos en compra y almacenamiento de repuestos y costos en horas hombre de reparación, entre otros. Un buen plan de mantenimiento constituye un gran aporte a cualquier proceso productivo. La primera etapa del plan es el análisis de falla y criticidad de los equipos. Una vez definidos los equipos o componentes críticos se puede proceder al estudio de costos asociados. Existe una gran cantidad de modelos para el estudio de los costos, la selección del más apropiado depende del caso en estudio. Por último, es necesario definir una estrategia de mantenimiento y una frecuencia óptima de inspecciones. Luego de realizado el estudio, se definió un plan de mantenimiento preventivo para todos los equipos críticos analizados, con excepción del sistema de lubricación del Tren Medio. Sin embargo, no es posible generar un plan detallado debido a la falta de datos precisos para los componentes de cada equipo. Por esta razón, en primer lugar se generó un análisis de sensibilidad para esclarecer cuál es el horizonte de aplicación de los planes de mantenimiento definidos (según los costos utilizados). Además, se ha estudiado la frecuencia óptima de inspección para cada equipo. Cada inspección considerando que la detención del equipo no es necesaria. Es decir, inspecciones visuales, auditivas o en base a sensores que no impliquen un gran costo o la detención del equipo. En definitiva, los resultados obtenidos para cada equipo son los siguientes: - Ventilador aire combustión: Mantenimiento preventivo cada 15 días / 6 inspecciones preventivas mensuales. - Sistema Kick-Off: Mantenimiento preventivo cada 68 días / 4 inspecciones preventivas mensuales. - Lubricación Tren de Desbaste: Mantenimiento preventivo cada 85 días / 4 inspecciones preventivas mensuales. - Lubricación Tren Medio: Mantenimiento correctivo / 6 inspecciones preventivas mensuales. - Motor del Monoblock: Mantenimiento preventivo cada 29 días / 11 inspecciones preventivas mensuales. - Sistema Neumático: Mantenimiento preventivo cada 106 días / Inspección preventiva mensual. Por otra parte, se estima que existirá un 25% de ahorro en el costo total de mantenimiento para el total de equipos críticos estudiados en el presente documento.

Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta el 1/7/2020. / Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / Esta tesis se refiere al sistema de gestión de maquinarias y equipos al interior Astaldi Chile, la sucursal de una empresa constructora multinacional dedicada al desarrollo y ejecución de contratos tipo EPC para Obras Civiles y grandes proyectos de Ingeniería. Una de las características de este tipo de proyectos, es que son intensivos en el uso de maquinaria y equipos, siendo estos un elemento fundamental para que la ejecución de los proyectos se materialice de forma rentable. En la actualidad, para Astaldi, la inversión en adquisición, arriendo y mantenimiento de los equipos representa entre un 20% y un 25% del costo de los proyectos. Actualmente la gestión de estos activos en la compañía es desarrollada por cada proyecto, y no existe una figura transversal dedicada a buscar y/o generar oportunidades o sinergia entre los distintos proyectos, como por ejemplo, mejorar el poder de negociación frente a proveedores de equipos y prestadores de servicios, estandarizar marcas y modelos, manejar un stock adecuado de equipos stand by, etc., así como tampoco están definidas ni se controlan las variables críticas de los equipos. Lo anterior, gatilló la necesidad de revisar si la gestión y el manejo de los equipos dentro de los proyectos se está realizando de forma eficiente y para esto, se definieron algunas variables en términos del costo y la cantidad de recursos asociados a los equipos a revisar, las cuales se compararon con las mismas variables que maneja la compañía a nivel mundial (adaptadas a la realidad local). De este análisis, se verificó que la flota de equipos con que se dispone actualmente en Chile presenta, por un lado, un nivel de utilización muy bajo, lo que representa capital paralizado (y que se está depreciando) y por otro lado, que los costos de mantención asociados a los equipos superan con creces los parámetros que maneja la compañía a nivel mundial. Por último, se comprobó además que dentro de la estructura de dirección de los proyectos, los costos asociados a la mantención y disponibilidad de los equipos no son una variable que se analice porque los departamentos de maquinaria de cada proyecto se dedican básicamente a generar disponibilidad y dependen de los gerentes de producción, cuya gestión se evalúa en términos de avance físico. Actualmente el sobrecosto estimado por concepto de mantención de maquinaria y equipos supera 1.300.000 USD/año, por lo tanto se plantea la posibilidad de crear un departamento que se dedique exclusivamente a gestionar las máquinas y equipos y permita reducir sustancialmente esta cifra, e incluso llegar a mejorar las cifras que se manejan a nivel mundial. El costo estimado de esta estructura, sería del orden de los 350.000 USD/año, por lo tanto se concluye que el proyecto es viable. Al iniciar el análisis se tomó como base la cartera de proyectos vigente en ese momento, por un valor aprox. de 600MM USD, sin embargo al término de este estudio, la compañía se adjudicó otro proyecto en Chile cuya participación asciende a los 500MM USD, por lo tanto la continuidad y las posibilidades de crecimiento de la compañía en Chile se extenderán por al menos los próximos 5 años.

El sistema de “Perforación y Voladura”, aplicado a la excavación de túneles, viene siendo reemplazado por una variedad de tipos y tamaños de máquinas tuneleras (TBMs, Tunnel Boring Machines); como producto del avance tecnológico, exigencias de productividad y control ambiental, escenarios al que el Perú no está ajeno. El presente estudio, pretende ser un marco de referencia para la selección del sistema más conveniente de excavación, bajo una longitud mínima que justifique su aplicación. / -- Drilling and Blasting system applied to tunnels excavation is being gradually replaced around the world for different types and sizes of tunnel boring machines (TBMs). This change occurs due to technical advances, productivity demands and environmental restrictions, and Peru doesn´t keep out of this development. This research is addressed to select the most advantageous excavation system, considering the minimum excavation length in order to justify its applicability.