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. / Tesis

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. / Tesis

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. / Tesis

La presente tesis comprende el diseño de una máquina plastificadora con polipropileno para termolaminación, la cual tiene como función principal lograr que los materiales posean una protección contra el polvo y humedad, brindándoles un buen acabado. La máquina ha sido diseñada para poder plastificar las dimensiones más comerciales actualmente en nuestro país, obteniendo además una máquina que sea fácil de transportar. El material a plastificar, papel o cartón, ingresa a la máquina en pliegos o en bobinas, siendo arrastrado el material por 2 rodillos, siendo uno fuente de calor para la adherencia del plástico al material y el otro de arrastre, este rodillo de arrastre cuenta con un sistema de nivelación de presión, finalmente el producto plastificado podrá ser embobinado o recolectado en una canastilla para su posterior corte. La máquina plastificadora ha sido diseñada de manera compacta, ocupando un espacio de 1160 mm de largo por 630 mm de ancho. Este trabajo está compuesto por 4 capítulos. El primer capítulo, Parámetros de funcionamiento, se menciona en el las características más importante en el proceso de plastificado, haciendo además una descripción de las máquinas existentes. El segundo capítulo, Proyecto preliminar óptimo, contiene toda la metodología del diseño, esto es: lista de exigencias, estructura de funciones, matriz morfológica, conceptos de solución, evaluación técnico económico y proyecto preliminar. En el tercer capítulo, Diseño de la máquina plastificadora, contiene el dimensionamiento y cálculos de todos los componentes de la máquina, es decir el diseño de los rodillos, el sistema de calentamiento y de presión, selección del motor, sistema eléctrico y de control. Por último, el cuarto capítulo denominado Costos de fabricación incluirá todo los costos involucrados en la elaboración de la máquina plastificadora, obteniéndose un costo de S/14292.00. / Tesis

La presente tesis tuvo por objetivo el procedimiento para el diseño y desarrollo de carcasas soldadas para cajas reductoras de ejes paralelos y engranajes cilíndricos. Si bien no se trató a profundidad el tema de los componentes internos de la transmisión, se realizaron cálculos aproximados de resistencia para el dimensionamiento general de los componentes para un caso particular de estudio. Se obtuvieron valores de fuerzas de reacción y dimensiones con lo cual se pudo obtener la geometría básica de la carcasa. A partir de dicha geometría se procedió a realizar una serie de análisis por elementos finitos buscando mitigar esfuerzos más altos y reduciendo áreas del diseño básico que no trabajaban bajo casi ningún esfuerzo. De esta forma se cambió la geometría de la carcasa sin cambiar los parámetros principales, realizando meramente cambios geométricos locales, con la finalidad de transmitir la mayor carga posible. Una vez establecidos los parámetros geométricos principales se procedió a optimizar los espesores, las fuerzas de pre ajuste, el número de tornillos, así como el tamaño de garganta de los cordones de soldadura. De esta forma se obtuvo un factor de seguridad no menor a 2 en cualquier punto de la carcasa, lo que traería consigo una reducción del material. Finalmente, dados los resultados obtenidos en la aplicación particular, se pudo concluir que el procedimiento desarrollado de forma teórica en los capítulos previos puede ser usado como referencia para el diseño de carcasas soldadas para cajas reductoras. / Tesis

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. / Tesis

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. / Tesis

En el presente trabajo se desarrolla el proceso que se lleva a cabo para la solución a una necesidad de implementar un equipo en una línea de producción de 250 kg/h de puré de papa. El proceso parte con el análisis de las necesidades que se quiere atender y de los recursos con los que se cuenta para ello. Esta metodología permite la obtención de diversos modelos conceptuales quienes serán evaluados a fin de obtener un modelo que, evaluado bajo ciertos criterios, resulta tener los mejores calificativos de una terna de modelos. La obtención de este modelo es una etapa de gran importancia ya que permite seleccionar los fundamentos bajo los cuales se rigen los análisis energéticos y estructurales. Estos principios serán quienes describan el proceso desde el ingreso de la materia al sistema, puré de papa, hasta que se transforme en la materia de salida deseada, hojuelas deshidratadas de puré de papa. Con la base teórica se inician los cálculos tanto a nivel energético como estructural. En cuanto al primero, este concluye con el consumo energético por parte del sistema para la capacidad de producción especificada y, además, con unos datos de entrada para el inicio de los cálculos estructurales. Esta etapa culmina con el dimensionamiento y la selección de los componentes constructivos diversos tales como: perfiles, planchas, motores, entre otros los cuales permitirán su construcción garantizando que ningún componente falle una vez iniciado el funcionamiento. Finalmente, se realiza una estimación del costo de este equipo que incluye elementos como: la ingeniería desarrollada, materiales, mano de obra, supervisión para la construcción, entre otros. Con respecto a este monto total que resulta este equipo, 19139 nuevos soles, cabe recalcar que resulta mucho menor a los precios ofrecidos en el mercado para la aplicación y capacidad similares. Es importante mencionar que este trabajo finaliza con los planos de ensamble y despiece y no incluye una etapa de construcción. / Tesis

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. / 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. / Tesis