En el presente trabajo se busca agilizar y hacer más productivo el venteo de granos (gramíneas de granos grandes) como el trigo y la cebada. Este trabajo comprende el diseño, construcción y prueba de un prototipo para el venteado. “El Venteo" propiamente dicho es la técnica para separar la paja y/o cascarillas (broza) del grano; esta mezcla proviene de un proceso anterior denominado “Trillado”. El diseño de este prototipo se desarrolló mediante una metodología sistemática de diseño para ingeniería y se ubica en el marco de Las Tecnologías Apropiadas. Su finalidad es la de satisfacer las necesidades para consumo propio de campesinos, en la región andina, de muy escasos recursos y cuya residencia esta distante de un zona urbana moderna. "El Venteo" tradicional de los granos grandes es realizado por los campesinos en zonas abiertas donde se aprovecha el flujo del aire en grupos de 4 a 6 personas que trabajan durante 2 días aproximadamente 5 horas matinales por día para obtener 500 kg de grano limpio, que constituye el procesamiento de una hectárea de trigo. Este proceso limitado por los factores climáticos, requiere de gran tiempo para obtener el producto final (grano limpio), lo cual se refleja en la poca producción que se obtiene al compararlo con los métodos mecanizados. El prototipo incrementa la productividad pues reduce el tiempo y los recursos para obtener la misma cantidad de producto final. Máquinas usadas en el venteado accionadas en su mayoría por motores de combustión interna, obtienen más, de 300 kg/h de grano limpio y su peso es cercano a los 200 kg. El prototipo diseñado es accionado por energía humana y permite obtener más de 60 kg/h de grano limpio (suficiente para el consumo propio), su peso de 80 kg permite un fácil transporte a cargo de dos personas, dando mayor versatilidad en el uso y su reducido mantenimiento (lubricación y ajuste de piezas) le otorga notables ventajas frente a otras máquinas usadas en la limpieza de granos. Las pérdidas son reducidas a menos del 5% del peso total obtenido de grano limpio, ya que artesanalmente las pérdidas superan el 10% del peso total obtenido, además mejora la calidad del producto final pues casi se elimina la presencia de broza.

La presente tesis comprende el diseño de una máquina compactadora de latas de bebidas de aluminio, la cual tiene como función principal alcanzar una compactación de por lo menos un quinto del volumen inicial de la lata. La máquina ha sido diseñada para aplastar latas de gaseosas, cervezas y bebidas energizantes previamente drenadas manualmente en caso sea requerido y se considera que podrá ser utilizada en pequeños negocios, centros comerciales o centros de acopios de metales facilitando y colaborando el reciclaje de aluminio. La lata vacía ingresa a la máquina a través de una rampa que alimenta la cámara de compactado, en dicha cámara se realiza primero el pre-compactado mediante un punzón y luego se compacta con un bloque mediante un mecanismo biela-manivela que garantiza, por la geometría de la misma, que la lata se reduzca a la quinta parte de su volumen inicial. Finalmente la lata compactada cae a través de una ranura hacia un depósito ubicado en la parte baja de la máquina. La máquina ha sido diseñada lo más compacta posible y ocupa un espacio de 655mm de largo por 260mm de ancho y una altura de 1070mm. Además posee guardas de seguridad para proteger los elementos móviles expuestos que pudieran causar daño alguno al operador. El accionamiento de la máquina será a través de una manija, la cual será operada de forma rotacional por una persona de forma segura sin causar fatiga o molestia alguna debido a las consideraciones ergonómicas en el diseño. La máquina tiene una capacidad de compactar como mínimo 9 latas por minuto de forma continua. En la primera parte de la tesis se presenta el estado actual de la tecnología y los ensayos hechos sobre las latas de aluminio en distintas formas de compactado, los cuales fueron realizados en el Laboratorio de Materiales de la Pontificia Universidad Católica del Perú. Luego se presentan los resultados de dichos ensayos, con los cuales se determina la forma más eficiente de compactado, es decir la forma que requiere la menor fuerza para la compactación. La metodología propuesta en el presente proyecto está basada en las recomendaciones de la Asociación Alemana de Ingenieros (VDI). VDI 2221, con el título de Metodología de Diseño en Ingeniería, es el documento a partir del cual se han extraído las directrices que dan la estructura y coherencia al plan metodológico de diseño del presente proyecto. Posteriormente se determina una alternativa de solución óptima y se realizan todos los cálculos necesarios para garantizar el correcto funcionamiento de la máquina. Finalmente se realizó un análisis económico de la fabricación y ensamblaje de la máquina, obteniéndose un costo aproximado del primer prototipo de $ 430, costo que disminuirá si se considera una producción en serie, por lo que se estaría cumpliendo con lo deseado en la lista de exigencias.

Como objetivo principal del presente proyecto, se diseñó una máquina traccionadora de chasises, y que luego de aplicada sobre el vehículo deformado –producto de un choque- se logra reubicar sus partes críticas a su posición original. Esta máquina es de fácil operación y presenta comodidad en el momento del trabajo. La máquina diseñada está compuesta por un elevador de tijera hidráulico, que eleva el vehículo a una altura de fácil acceso y un elemento traccionador que provee la fuerza de tracción necesaria para producir la deformación de la estructura del vehículo. Para el desarrollo de esta tesis se utilizó el “Método generalizado de procedimiento en el proceso de diseño” y que al aplicarlo en el presente proyecto, consiste en: a) Se establece la lista de exigencias que debe cumplir la máquina. Para conocer la fuerza de tracción necesaria se recurrió a un ensayo sobre la composición del material del chasís, se determinó el tipo de acero y con ello las propiedades mecánicas que sirvieron para determinar la fuerza necesaria para deformarlo. b) Las características del chasís a deformar son las pertenecientes a vehículos de modelos tipo sedan, Station Vagon, camionetas 4x4 cabinas dobles, simple, las dimensiones máximas de dichos vehículos serán de 4900 mm. (largo), 1000 mm. (ancho) y 2000 mm. (altura). El peso máximo del vehículo será de 3500 kg. Las características del chasís se podrán apreciar en los anexos. c) Análisis y evaluación cualitativa de los aspectos técnicos y económicos de las distintas posibilidades de solución, con la que luego se obtuvo el proyecto preliminar óptimo. d) Diseño de los principales elementos mecánicos de la máquina, elevador de tijera y elemento traccionador. Los cálculos para su diseño consistieron en métodos prácticos de resistencia de materiales y elementos de máquinas. e) Diseño de los sistemas hidráulico y eléctrico, con los cuales se generó la fuerza de elevación y de tracción sobre el vehículo, así como también el control que se tuvo sobre cada uno de sus componentes. En los planos de ensamble y despiece están plasmados los resultados de los cálculos previos. f) Al proyecto final, se adjuntó un monto estimado de inversión, considerando precios promedio actuales del mercado nacional. El proyecto final tuvo como resultado, una máquina traccionadora, basada en un elevador hidráulico y una barra traccionadora hidráulica, cuyos pesos son de aproximadamente 2518 kg. el elevador y 590 kg. el traccionador, con dimensiones del elevador iguales a 5000mm. (largo), 1100mm. (ancho) y 1170mm. (altura máxima). El traccionador tiene dimensiones de 1780mm. (largo), 410mm. (ancho) y 2150mm. (altura máxima); estos componentes están accionados por un sistema electro-hidráulico, provisto de un cilindro hidráulico, una bomba de engranajes y un motor eléctrico trifásico de 5.5 HP. La máquina podrá ser operada por una persona y el costo estimado para este proyecto es de US$ 18,916.

El presente proyecto tuvo como objetivo el diseño de una máquina seleccionadora de truchas que clasifique a las truchas por tamaño con la finalidad de permitir una mejor crianza de los peces en sus diferentes criaderos. Cabe hacer mención que la máquina se diseñó para ser utilizada en lugares cercanos a los criaderos y se consideró que debe ser transportable para sus diferentes fines. Para lograr el objetivo se ha utilizado el método de diseño recomendado por la VDI 2225 cuya finalidad fue proporcionar un procedimiento estructurado para el diseño de la máquina. Como resultado, se obtuvola propuestade diseño de una máquina seleccionadora de truchas, la cual presenta los siguientes beneficios: Rapidez de selección, mayor capacidad de selección, mejor eficiencia de selección y un mayor abastecimiento de peces.La máquina puede seleccionar 3 rangos diferentes de capacidades de selección (18,000; 7,200 y 3,600 peces/hora) según sea su requerimiento en los diferentes criaderos, tal y como se explica en el acápite 3.2 del capítulo 3. El diseño de la máquina consideró el uso de un solo motorreductor, el cualalimenta a un sistema mecánico que permite seleccionar los peces de manera rápida y eficiente, de tal manera que el pez no sufra daño. El sistema mecánicocontempló la utilización de un solo motorreductor, un sistema de alimentación compuesto por 4 poleas y 2 bandas transportadoras; éstas dos últimas formando una “V” como se explica en el capítulo 2. Asimismo, el diseño de la máquina comprendió la elección de materiales comerciales con la finalidad de una posterior fabricación. Cabe hacer mención queel peso estándar promedio de la máquina es 240 kg,sin embargo con el presente diseño se logró disminuir el peso a 200kg.El precio de la máquina es asequible al usuario y se estima en S/.19,264.27. Considerando los beneficios de la maquina mencionados anteriormente, el presente proyectopresenta una óptima solución a la crianza de los peces trucha en sus diferentes criaderos, minimizando asílos tiempos de selección, mejorando la cantidad de peces a seleccionar y obteniendo un sistema muy eficiente a través de un proceso continuo de selección.

En el presente trabajo se busca solucionar el problema de incomodidad y largas jornadas de trabajo en la instalación de alambrados tradicionales, entendiéndose por alambrado un sistema constituido por uno o mas alambres horizontales generalmente paralelos al suelo los cuales están sostenidos por postes verticales y grapas para mantenerlos en su posición de trabajo, este es útil en la división y subdivisión de las áreas de pastoreo del ganado. Se plantea una solución al problema mencionado mediante el diseño, fabricación y puesta a prueba del prototipo de un equipo que tiene como función principal tensar adecuadamente cada uno de los alambres ya sean estos lisos o de púas.

En este Proyecto de tesis se realizó el diseño de mejoras para el sistema mecánico del Exoesqueleto PUCP para rehabilitación de miembros inferiores. El resultado ha sido planos de fabricación y de ensamble que se basan en el método de diseño en ingeniería de acuerdo a la norma VDI 2221, así como una estimación de costos para la realización de estas mejoras. El costo de realización de este Proyecto es de aproximadamente S/. 72,600.00, lo cual incluye el costo de fabricación de los componentes (aprox. S/. 54,600.00), el costo de los componentes comerciales que se necesitarían comprar (aprox. S/. 3,000.00), los costos de logística y montaje, así como el costo de diseño (S/. 15,000.00). El diseño se realizó tomando como punto de partida las necesidades de los pacientes que requieren de terapias para la rehabilitación de la marcha, así como las exigencias mecánicas que se deben cumplir para el funcionamiento del Exoesqueleto. La metodología seguida fue, descrita a grandes rasgos: se revisaron los fundamentos para la rehabilitación de la marcha humana y las tecnologías existentes para apoyarla, luego se evaluaron los problemas y limitaciones que presenta el sistema mecánico del Exoesqueleto PUCP, para así elaborar las principales propuestas de mejora, y finalmente, se realizaron los cálculos de ingeniería y los planos correspondientes, así como una estimación del costo de implementación. En el capítulo 3 de este Proyecto se exponen los cálculos realizados para la ingeniería de detalle. Se realizaron análisis de cargas, así como análisis de esfuerzos en las secciones críticas de los elementos y verificación de rigidez por deflexión. Las fuentes de las teorías utilizadas para el análisis están referenciadas a lo largo de este capítulo. En base a las piezas diseñadas se realizó también una estimación de costos de este Proyecto. Finalmente se hizo una auto evaluación del trabajo realizado de modo que se pudieran identificar mejoras que no se pudieron abordar en este Proyecto y limitantes generadas por los alcances del mismo. También se evaluaron los resultados obtenidos durante la realización del Proyecto y su impacto en el contexto actual.

El uso de la Esparcidora de Agregados como parte de un nuevo proceso constructivo para la colocación de base granular en proyectos de carreteras, presenta una alternativa confiable con grandes beneficios técnicos y económicos en comparación con el proceso constructivo tradicional, que hace uso de la motoniveladora, la cual es empleada hoy en día en la mayoría de proyectos de carreteras. Por el lado técnico, la esparcidora ofrece ventajas durante el proceso de colocación tales como: asegurar mediante el uso de sensores el correcto espesor del material colocado, también otorga al material una compactación parcial durante el proceso de colocación que asegura que el material puesto estará aproximadamente en un 70% de la compactación requerida, con esto se reduce el número de pasadas para la compactación final con rodillos. Económicamente se puede reducir el precio unitario por metro cubico que cuesta la colocación de material de base en un 6%, además genera un desempeño de avance real más rápido a lo planeado y garantiza poder terminar la actividad antes del plazo, esto debido a que posee un mayor rendimiento durante la jornada de trabajo. La Esparcidora de Agregados cuenta con beneficios tecnológicos que permiten reducir las variables por factor humano y que además otorga mayor precisión en los acabados del material colocado, logrando disminuir el porcentaje de desperdicio. Esta nueva propuesta ofrece resultados de tiempo y costo, clasificado en un rango de rápido y barato, muy por encima del proceso constructivo tradicional empleada por la mayoría de empresas, que a su vez genera gran eficiencia al poder realizar mayores tramos de material colocado a precios más bajos otorgando un importante valor agregado. La presente tesis, más allá de presentar el marco teórico respecto a la base granular, presenta dos diferentes procesos constructivos para la colocación de base granular empleados en el proyecto de carretera “Red Vial N°5 Tramo Huacho – Pativilca” y con esto se busca evaluar los diferentes índices y/o parámetros que muestren ventajas de tiempo - costo, además se dará a conocer la secuencia constructiva y aspectos a considerar para la nueva metodología durante el proceso de colocado de base y los diversos beneficios que esta posee. Se realizaron dos análisis para cada proceso constructivo en base al equipo empleado: como primer análisis se evaluarán los índices CPI y SPI durante un periodo de un mes y se evaluará la tendencia que obtienen los resultados diarios y el acumulado mensual; luego como segundo análisis, también para ambos equipos y procesos constructivos correspondientes, se evaluó los índices CPI y SPI durante un periodo de muestreo total y se evaluó la tendencia que tiene los resultados mensuales y el acumulado total. Posteriormente se comparó los resultados obtenidos para cada proceso constructivo y bajo el periodo correspondiente de análisis, identificando el desempeño obtenido en base a tiempo, costo y aportes durante la actividad de colocación, asimismo se evaluó las posibles variables que afectaron los resultados. Paso siguiente, se analizaron los resultados anexados en base a las hipótesis de investigación planteadas, pudiendo concluir que: la esparcidora de agregados ofrece mayores ventajas en relación al tiempo y costo, y que además otorga beneficios durante el proceso de colocación como, por ejemplo, es capaz de reducir el desperdicio de un 15% a un 7%, aporte de pre-compactación y presentación de un proceso constructivo innovador para la empresa. También, a partir del estudio realizado se logró presentar los APU´s para cada metodología basados en el análisis real tomado y evaluado en campo definiendo como rendimientos promedio lo siguiente: para el proceso constructivo tradicional (con motoniveladora) un rendimiento de 720 m3/día y para el proceso constructivo propuesto (con esparcidora) se propone 1200 m3/día, y que a la vez se detalla los costos correspondientes por m3 de S/. 59.74 y de S/. 56.21, evidenciando que la esparcidora aparte de ofrecer un menor costo por m3, asegurará un mayor avance diario. Por último, luego de concluir el ahorro y ventajas otorgadas por la esparcidora, se buscó identificar para el saldo de base granular a colocar cual sería nuestro ahorro obtenido, siendo este de S/. 494,200.00 para 140,000 m3 de base.

En la actualidad, la demanda y producción del cacao en el país está en alza lo que ha logrado generar divisas de hasta 234 millones de dolares. Sin embargo, no se ha aumentado la capacidad técnica del cuidado de los cultivos de cacao, lo cual podría poner en riesgo las inversiones en crecimiento del País. Los principales problemas son las infecciones y el mal mantenimiento del campo de cultivo que si se detecta a tiempo con un monitoreo continuo se puede reducir el impacto de estas. De esto se concluye que es necesario el proyecto a presentar. Para esto se propuso una solución mecatrónico que pudiera satisfacer esta carencia. Como conclusión, se obtuvo un diseño de un sistema móvil capaz de monitorear cultivos de cacao en espacios abiertos, aplicar pesticida cuando sea necesario y revisar la presencia de anomalías en frutos de cacao a una velocidad de treinta árboles por hora de manera remota.

El presente trabajo está dedicado al análisis de la estructura y de los movimientos que realizan las máquinas excavadoras, centrándose en el diseño de un Brazo Excavador de tamaño compacto así como la selección del Sistema Hidráulico y sus componentes. Estas máquinas son encontradas en el mercado pero la variación que se presenta es que el Brazo Excavador diseñado puede ubicarse y fijarse sobre cualquier estructura que pueda soportarlo ya que está habilitado para ello, además que puede desplazársele con mucha facilidad por su bajo peso. El método utilizado para el presente diseño es analizar la estructura de forma estática y de esta manera dimensionar y seleccionar los materiales óptimos tomando siempre en consideración no sobredimensionarla manteniendo factores de seguridad suficientes para este tipo de maquinaria que estará sometida a un trabajo exigente y a golpes durante su función.

El presente proyecto de investigación presenta una alternativa económica, de fabricación nacional, versátil y de bajo impacto ambiental para la fabricación de un equipo de alta tecnología usado en la medicina específicamente en pacientes con lesiones en la muñeca. Se trata de un equipo que utiliza tres actuadores eléctricos que al actuar conjuntamente permiten simular los movimientos de la muñeca que son pronación, supinación, flexión cubital, flexión radial, extensión y flexión. Se seleccionó la solución óptima entre 3 modelos considerando criterios económicos y técnicos. Esta solución incluye la utilización de dos actuadores eléctricos lineales modelo CAHB-10 serie 2 de la marca SKF. Estos actuadores tienen una longitud de carrera de 100 mm y una fuerza de empuje y tracción de 240 N. Su velocidad es de 24 a 30 mm/s. El tercer actuador es un motor eléctrico de pasos marca SureStep modelo STP-MTR-17048. Su torque de eje detenido es 0.59 N-m y fuerza máxima radial iguala 1.82 kg. Interactuando conjuntamente estos equipos, van a permitir realizar los movimientos complejos en simultáneo en pacientes con lesiones en la muñeca que necesitan una rehabilitación total. La solución óptima se realizó en SolidWork, un software en 3D para poder hacer simulaciones de movimiento y analizar las posiciones de máximos esfuerzos. El análisis de la posición de máximos esfuerzos permitió recaudar la información necesaria para analizar la resistencia de los componentes más críticos. La simulación en el software permitió además verificar que el equipo alcanza todos los máximos ángulos en todos los movimientos que se requiere en la rehabilitación. Finalmente se elaboró los planos de detalles, ensambles y se evaluó los costos de su fabricación. El costo del equipo es aproximadamente US$ 3,000. Se concluye que es posible realizar máquinas especializadas para personas que tienen una lesión a la muñeca y necesita de rehabilitación en el Perú.