En el presente proyecto se diseñó un sistema de fermentación para elaborar 100 litros de chicha de jora, el cual consta en dos recipientes de acero inoxidable AISI 316, uno para los procesos de calentamiento con una capacidad nominal de 280 litros y una presión máxima de 3,5 bar y el otro para los procesos de enfriamiento 160 litros y una presión máxima de 3,8 bar. Cada recipiente tiene en el interior un serpentín helicoidal, uno para calentamiento, donde fluye vapor, y el otro para enfriamiento, donde circula mezcla de agua y propilenglicol (al 20% de concentración), para alcanzar los niveles de temperatura recomendados para cada proceso. Además cada recipiente tiene un agitador del tipo axial que mejorará la transferencia de calor. Para transvasar el mosto producto de la cocción se utilizó una bomba de diafragma que lleve el producto hacia el recipiente donde se realizará la fermentación. Previo a esto, el mosto es enfriado en un intercambiador de placas de características sanitarias donde se produce un cambio brusco de temperatura. Para optimizar el proyecto, se buscó automatizar los procesos de producción, usando sensores de nivel del tipo capacitivo, sensores de temperatura del tipo RTD, válvulas solenoides, válvulas auto-controladas (autoreguladas según la temperatura del fluido en el interior del recipiente) y un PLC. Con ello se establecerán los parámetros requeridos para los procesos. Además se usó una bomba centrífuga para el refrigerante, se hizo la selección de los conductores para los motores, los interruptores y relés necesarios. El presente proyecto abarcó el diseño térmico y verificación mecánica de los soportes y de los tornillos de sujeción para las tapas. Finalmente, el trabajo incluye un estimado del presupuesto del proyecto en el que se evalúan los costos de materiales y equipos, costos de fabricación y montaje y los costos del diseño. El proyecto alcanza un costo total que asciende aproximadamente a S/.119’446,29. / Tesis

La población representada por las personas de edad avanzada cada vez es mayor. Muchos de ellos poseen problemas propios de su edad tales como motrices y cardiacos. Impidiéndoles, según el grado de discapacidad, la accesibilidad tanto a lugares públicos y privados como consecuencia de esa limitación. Es por eso que debido a las razones expuestas, es necesario desarrollar un sistema de asistencia técnica que permita que estas limitaciones en cuanto a la accesibilidad del usuario a cualquier espacio disminuyan. Los objetivos del proyecto son desarrollar un sistema que permita que el usuario se sienta cómodo y seguro al usarlo, posibilite a sus apoderados tener conocimiento de su estado cardiovascular y ayude a subir o bajar escaleras. La presente tesis propone el desarrollo de un sistema mecatrónico de asistencia técnica para las personas de edad avanzada. Para lograr los objetivos expuestos, se establecieron 6 subsistemas. Entre ellos tenemos a los siguientes: El primer subsistema es el de la alimentación con energía eléctrica del diseño mecatrónico. Este permitirá suministrar los valores de tensión y corriente adecuados para los sensores y actuadores utilizados. Luego tenemos al subsistema de interfaz. Este posibilitará que el usuario interactúe con el sistema mecatrónico. El tercer subsistema es el sensado de la frecuencia cardiaca y el posicionamiento satelital. A través de un monitoreo se enviará información por mensaje de texto sobre el estado cardiovascular del usuario. Además, permitirá registrar anomalías que ocurren cuando la frecuencia muestreada es mayor a los 100 bpm o menor a los 60 bpm. Por lo que el sistema diferenciará 3 estados: alta, normal y baja. El posicionamiento satelital permitirá obtener la longitud y latitud de la ubicación de la persona. El cuarto subsistema es el de detección de desniveles. Permitirá que el nivel de sujeción de la andadera se acomode al nivel adecuado, valor cercano a la altura a la que se encuentra la cadera, cuando el usuario suba o baje desniveles. El quinto es el control de los motores del Tri-star. Este mecanismo permitirá que el usuario pueda subir o bajar las escaleras a través del diseño mecatrónico. Finalmente, la función del último subsistema es el del control del frenado. Este permitirá disminuir la velocidad de traslado. El trabajo se presenta en cinco capítulos. El primer capítulo plantea la problemática que afronta el sistema mecatrónico. El segundo capítulo describe los requerimientos del sistema y así mismo explica detalladamente los subsistemas que lo conforman. El tercer capítulo explica el concepto electrónico, mecánico y de control del sistema mecatrónico a través de los sensores, actuadores, planos y diagramas de flujo. El cuarto capítulo presenta el análisis de costo del sistema mecatrónico. Por último, el quinto capítulo muestra las conclusiones que se han obtenido al finalizar este proyecto. / Tesis

En el presente trabajo se desarrolla el diseño de un martinete, acorde a las características de un equipo de laboratorio universitario, cuya función principal es contribuir al estudio de los parámetros del conformado plástico por impacto. El resultado del trabajo es un equipo con capacidad de 750 N.m por golpe. Cuenta con un mecanismo mecánico para la elevación del martillo accionado por un motor DC, un sistema de liberación del martillo gobernado por un actuador lineal eléctrico DC, unas guías lineales a ambos lados del martillo, un sistema de protección tanto para el usuario como para las partes criticas del equipo y con sensores para registran las cargas ocurridas durante la operación del equipo. En el trabajo no solo se analiza las características de la máquina sino también se determina la capacidad apropiada de la máquina. Esta se determina basándose en los cambios de dimensión de un elemento en particular de aluminio AlSi1. Se utilizaron relaciones empíricas que toman en consideración los parámetros relacionados con los mecanismos de deformación plástica del material evaluado. Se determinó la importancia de cada uno de los parámetros, masa y altura, sobre el proceso de deformación; en base a ello se determinó la carrera máxima del martillo, la cual se asemeja a la de un equipo de producción, y se concluyó con el dimensionamiento del resto del equipo. A partir de la revisión de la tecnología se proponen distintas soluciones para el mecanismo de elevación. Estas propuestas son evaluadas con el fin de determinar cuál es tecnología más conveniente a desarrollar. Se realiza la selección y diseño de los principales elementos que conforman el equipo. Finalmente, se explica las verificaciones mecánicas de los componentes de la configuración definitiva del equipo. El resultado final del diseño se muestra en las ilustraciones del documento y planos. / Tesis

En la actualidad, el desarrollo de la minería artesanal en las diversas partes del país está dividida en la minería que se desarrolla informalmente, a espaldas del estado peruano, y la minería formal artesanal, que se desarrolla bajo las leyes y con una serie de beneficios que se otorga. Existen diversos esfuerzos por parte del gobierno para cambiar poco a poco la cara de la minería artesanal, como la ley de formalización de la minería artesanal informal, o el proyecto GAMA, que significa Proyecto de Gestión Ambiental en la Minería Artesanal, y se desarrolla conjuntamente entre los países de Suiza y Perú. Los problemas que se han detectado en cuanto al desarrollo a la minería artesanal van ligados al tema social, económico, ambiental y tecnológico, en lo que respecta al problema ambiental están relacionado al excesivo desperdicio de mercurio por nombrar uno, y en lo que se refiere a los problemas tecnológicos básicamente se refiere a como realizan sus operaciones, lo simple de las técnicas o prácticas empleadas por los mineros artesanales en sus actividades de extracción y la satisfacción que encuentran con los resultados obtenidos, reflejan una actitud conformista y conservadora de los métodos de explotación que emplean. Actitud conservadora que se refuerza con el desconocimiento de alternativas técnicas y la desconfianza que les genera tecnologías ajenas, cuando estas tecnologías no le permiten el control directo sobre el producto de su trabajo individual o resultan poco transparentes para ellos; por ejemplo, retortas y plantas de procesamiento de mineral. La ingeniería puede jugar un rol dentro del proceso de formalización minera, facilitando soluciones tecnológicas, simples y transparentes. En ese sentido, el presente trabajo involucra el diseño de un sistema automatizado de molienda, con características particulares que satisfacen los requerimientos de la minería artesanal. Se ha elegido el proceso de molienda, pues es uno de los más importantes, cuyo resultado afecta directamente la recuperación del material. En el capítulo 1 se presenta la problemática que gira en cuanto al desarrollo de la minería artesanal. En el capítulo 2 se explican los requerimientos que tiene que cumplir el sistema mecatronico diseñado, así como también el concepto de solución a la problemática planteada. En el capítulo 3, se especifican los sensores y actuadores del sistema de molienda, además, se detallan los planos de ensamble y despiece del sistema de molienda y por último se presentan los diagramas de control que hacen posible el funcionamiento del sistema diseñado. En el capítulo 4 se presentan los costos del sistema electrónico, del sistema de potencia y de los elementos mecánicos. En el capítulo 5 pertenece a las conclusiones del sistema diseñado para solucionar la problemática planteada. / Tesis

Uno de los motores de la economía peruana es la agricultura, que desde la entrada en vigencia de tratados de libre comercio se vio beneficiada por la mayor demanda de productos frescos. Dentro de esta gran gama destacan los mangos y en especial la variedad Kent, pues representan actualmente más del 90% del total del volumen exportado de estos frutos. En la actualidad, la selección y clasificación de mangos se realiza de manera manual, lo cual conlleva a errores humanos asociados a la fatiga o cansancio laboral que posteriormente afectan la calidad, por lo cual los costos de operación se incrementan. Siguiendo esta línea, para que el Perú prosiga con la tendencia al alza de mangos exportados es necesario automatizar el proceso para ofrecer mangos de calidad y llevar por buen camino la marca Perú. El presente trabajo plantea algoritmos de procesamiento de imágenes para la inspección de mangos de la variedad Kent, como parte del primer paso del proyecto para el diseño e implementación de un Sistema Automatizado para la Clasificación y Selección de Mangos para la empresa HCQ PERU SAC. El proceso de análisis de las imágenes incluye la estimación de la masa del mango y la detección de las principales enfermedades o ataques de plagas en el fruto, manifestados a través de puntos y manchas necróticas. Asimismo, se presenta el procedimiento para poder estimar la madurez mediante la verificación del desplazamiento de píxeles en el espacio de color CIELab. Como resultado se obtuvo un error de estimación de masa de 4.586%. Asimismo, se detectaron las principales imperfecciones manifestadas en manchas y puntos necróticos y se realizaron pruebas del algoritmo para detectar la madurez en plátanos de seda, ya que la variación de color de la cáscara de verde a amarillo es semejante a cómo varía este atributo en los mangos de la variedad Kent, además de contar con la ventaja de los rápidos cambios de color en el plátano. / Tesis

La perforación y voladura de rocas son procedimientos muy importantes en la minería subterránea para la extracción de minerales, es por esta razón que es importante que estos procedimientos se realicen correctamente, de forma que sean eficientes y brinden la seguridad necesaria para el operario. Casi la mayoría de los jumbos hidráulicos y neumáticos en el mundo son operados manualmente, y en el Perú, ninguna empresa minera tiene como activo una perforadora automática o teleoperada. Esto genera riesgos para su salud, por el riesgo de derrumbes y agentes tóxicos en el ambiente; y además la repetitividad del trabajo depende directamente de la experiencia del operador. Con este fin se han seleccionado los sensores y actuadores para la teleoperación de la maquinaria y el control del brazo perforador en un grado de libertad, tomando como referencia el jumbo hidráulico Boomer 282, del fabricante Atlas Copco. La selección de este modelo fue para poder probar que se puede realizar un control remoto de cualquier maquinaria con mandos manuales. El sistema cuenta con sensores lineales para medir la carrera de los cilindros hidráulicos, un sistema anti-colisión, cámaras para la visión de operador a distancia y control automático de la posición del brazo perforador para su movimiento vertical. El resultado es el vehículo teleoperado por medio de WiFi y con el control del movimiento vertical de su brazo perforador, así como el control electrónico de las funciones de perforación por medio de válvulas electrohidráulicas y controladores. / Articulo de Investigacion

En el mundo existen alrededor de mil millones de personas con algún tipo de discapacidad según lo indica la Organización Mundial de la Salud (World Healt Organization - WHO). Como respuesta a esta necesidad existe una línea de investigación orientada a la salud (física y emocional) que cada vez cobra mayor interés. El presente trabajo sigue esta línea de investigación y propone una integración de un sistema mecatrónico que permita el libre traslado de un lugar a otro a personas que tengan impedimento para el uso de brazos y piernas, y sin necesidad de la ayuda de una segunda persona. Esta solución es basada en un algoritmo que interpreta los movimientos cervicales y los traduce a órdenes de movimiento para una silla de ruedas motorizada, que cuenta además con sensores de obstáculos para facilitar la navegación del usuario; y tiene como propósito generar un sentimiento de autosuficiencia que repercuta positivamente en su salud. Finalmente se presentarán los resultados obtenidos durante la etapa de experimentación que valide la propuesta planteada. / Tesis

En el presente trabajo se plantea la necesidad de diseñar una máquina experimental para la deformación en frío en una dirección de láminas no ferrosas, mediante fuerzas de compresión, para lograr reproducir las condiciones que influyen directamente en el procesos de deformación volumétrica, como son: la dirección, el porcentaje de deformación y la velocidad de deformación, luego se realiza a las láminas deformadas el ensayo de tracción y finalmente con los resultados obtenidos contrastarlos con las teoría de plasticidad. El diseño se realiza con “El método generalizado de procedimiento en el proceso de diseño”, se describe un estado actual de la tecnología, a continuación se desarrolla una lista de exigencias que plantea los objetivos para el diseño, por medio de una abstracción se consigue realizar la estructura de funciones donde se exploraran todas las funciones que la máquina debe de cumplir para llevar a cabo su función principal, para encontrar las posibles soluciones se presenta la “Matriz morfológica”, se evalúa las combinaciones técnica y económicamente obteniendo un proyecto definitivo a partir de la estructura de construcción óptima. En la elaboración de los detalles, se presentará la documentación necesaria para la fabricación y selección de cada una de las piezas. Finalmente se realizó un análisis de costos que determinó que la construcción de esta máquina experimental es económicamente factible. La ficha técnica de la máquina es: Dimensiones (2 164 x 724 x 1 746) mm Masa 228 Kg Potencia 3,0 kW Separación entre rodillos 0 a 45 mm Reducción máxima por pasada 0,05 mm / Tesis

El sector agrícola en el Perú está creciendo de manera constante en el especial la producción de arándanos pero hay una demanda peruana insatisfecha en las maquinarias necesarias para la automatización de los procesos, el Perú acostumbrado a la compra de maquinarias necesita de una tecnología propia y más económica siendo esto una prioridad en el sector. La presente tesis es un aporte para el desarrollo de tecnología propia en la cual se diseñó un sistema Mecatrónico que selecciona arándanos en función de su forma color y tamaño mediante sistemas mecánico-eléctrico y de procesamiento de imágenes que influyen directamente en la adecuada selección de arándanos de forma unitaria además de ello también se tuvo en consideración la velocidad de procesamiento, la dosificación adecuada por tamaños y la conservación de la textura del arándano, el diseño se desarrolló usando la metodología basada en la VDI 2221 el cual es un método morfológico generalizado para el diseño de sistema mecánicos y mecatrónicos. Finalmente en la elaboración de detalles se desarrolla se desarrolla a partir de proyecto definitivo obtenido desde la metodología VDI 2221, obteniendo la documentación necesaria del diseño para la fabricación y selección de cada una de las piezas, finalmente en el análisis de costos se determinó el valor de la construcción del sistema Mecatrónico obteniendo un valor de 10574 dólares americanos el cual se vuelve económicamente atractivo para los agroexportadores nacionales. / Tesis

El proceso de extracción de los minerales o de construcción requieren de maquinaria pesada de gran dimensión entre ellos están las excavadoras. Siendo la marca Caterpillar con el modelo 336 la más utilizada del mercado. Con este equipo se realizan tareas de movimiento de material, carguío en camiones, perfilado de cerros entre otras actividades. La excavadora ataca el terreno con el cucharon y se necesita de dientes metálicos que faciliten el proceso de separar o romper el material para lograr realizar la carga. Los dientes son consumibles que se desgastan hasta llegarse a romperse por el constante uso. Sobre un cálculo de 25,000 horas de operación del equipo, el consumo de dientes puede llegar a ser aproximadamente el 70% del valor del equipo. Este trabajo propone, desarrollar e implementar un sistema electrónico que permita mejorar la eficiencia del monitoreo del desgaste de los dientes de las excavadoras orientadas a la construcción. Al mejorar el proceso de monitoreo del desgaste de los dientes los usuarios del sistema se podrá tener información objetiva del desgaste y podrán gestionar la duración y cambio oportuno de los consumibles buscando que extender su vida útil y reducir los costos operativos. En el capítulo 1 se presentan aspectos introductorios del proyecto. El marco teórico se presenta en el capítulo 2. En el capítulo 3 se realiza una descripción del equipamiento utilizado. Los algoritmos de procesamiento se explican en el capítulo 4 y por último en el capítulo 5 se presentan las pruebas y resultados obtenidos. The process of extracting minerals or construction requires heavy machinery, among them excavators. Being Caterpillar, with their 366 model, the most used in the market. These machines are used to move material, load trucks and profile hills among other activities. The excavator attacks the terrain with its bucket for what it need metallic teeth to ease the process of separating and braking the material to manage getting its load. The teeth are considered consumables that wear out until they break due to constant use. Considering a total use of 25,000 equipment hours of operation, the teeth consumption can mount up to 70% of the initial cost of the machine. This project proposes to develop and implement an electronic system which allows to increase the efficiency in monitoring the wear of the excavator’s teeth used in construction. When improving the monitoring of the teeth’s wear, users will be have objective data of the wear and they will be able manage the duration and timely change of the consumables, searching to extend its duty cycle and reduce operations costs. Chapter 1 presents introductory concepts of the project. The theoretical framework is presented on chapter 2. Chapter 3 has a description of the equipment used. Image processing algorithms are explained on chapter 4 and finally chapter 5 presents tests and results. / Tesis