El presente trabajo tiene como finalidad el desarrollo de una máquina automática que facilite el proceso de hilado de lana, en especial el hilado de lana de alpaca, a las personas y artesanos de zonas rurales, cuyo trabajo está relacionado al comercio y producción de dicha fibra. Con ayuda de este sistema mecatrónico, el artesano podrá ahorrar tiempo en el proceso de hilado y podrá invertirlo en otras actividades, como es el tejido o bordado. Además, gracias a este sistema, el hilo que se obtenga tendrá una mejor precisión con respecto al grosor de este, aumentando así su calidad; el usuario podrá seleccionar entre grosores de 1 mm, 2 mm o 3 mm de acuerdo al uso que él piense darle al hilo. También, debido a que ya no se invertirá demasiado tiempo en el proceso de hilado, las personas que exportan fibra de lana de alpaca en bruto y sin ningún acabado, podrán generar un valor agregado a sus exportaciones de una forma sencilla mediante el hilado de la fibra que exportan. En el capítulo 1 se plantea la problemática existente en el país con respecto al proceso del hilado y que el sistema mecatrónico debe resolver. En el capítulo 2 se mencionan los requerimientos y condiciones que el sistema mecatrónico debe cumplir, asimismo, se presenta el concepto de la solución que logrará cumplir tales requerimientos. En el capítulo 3 se explica detalladamente el funcionamiento del sistema, así como los elementos mecánicos y electrónicos que lo conforman, el detalle se muestra en los planos, esquemáticos y diagramas de flujo. En el capítulo 4 se hace el cálculo del presupuesto necesario para la implementación del sistema mecatrónico. Por último en el capítulo 5 se muestran las conclusiones a las que se llegaron al finalizar el presente trabajo. / Tesis

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. / Tesis

El presente trabajo muestra el diseño de un mecanismo paralelo del tipo plataforma de seis grados de libertad y apoyos móviles que puede ser utilizado en un simulador de automóviles para el entrenamiento de conductores en nuestro país. El objetivo está centrado en lograr el diseño mecánico dejando pase a futuras investigaciones como el análisis de simulación mecánica, el diseño del sistema de control del mismo, entre otros que puedan complementar y optimizar el diseño de un simulador de manejo automatizado. A diferencia de muchos mecanismos utilizados para esta aplicación (tales como las plataformas Stewart Gough), este sistema no cuenta con actuadores de longitud variable, sino con barras de longitud constante cuyos apoyos en la base deslizan sobre rieles circulares. Para poder desarrollar este trabajo, se realizó una revisión de los fundamentos teóricos y el estado de la tecnología de los mecanismos en general, los robots paralelos y su aplicación hacia los simuladores de manejo. También se utilizaron investigaciones anteriores que analizaron el espacio de trabajo de este tipo de plataformas de barras que deslizan sobre un riel circular. Esta información fue de vital importancia para lograr el diseño conceptual pues brindó los requerimientos de movimiento que los simuladores de manejo poseen. A partir de ello se pudieron diseñar cada uno de los componentes del sistema de modo que puedan resistir los movimientos y cargas de la plataforma considerando sobre ella una carga de hasta 250 kg, la cual representa la masa de una persona y la de una estructura o cabina en donde ella pueda ubicarse. Este tipo de mecanismo es una buena alternativa para los simuladores porque logran incrementar el espacio de trabajo hasta 1,6 veces respecto a las plataformas convencionales como la Stewart Gough; además, su movimiento giratorio es menos restringido. Por otro lado, la utilización de un simulador para entrenamiento de conductores en nuestro país sería una buena alternativa frente a los peligros e inseguridad que enfrentan quienes conducen por primera vez, sobre todo en nuestra capital. / Tesis

El presente trabajo consiste en el diseño de un sistema de aireación para un silo de arroz cáscara con capacidad de 490 toneladas ubicado en la provincia de Lambayeque, el cual responde al requerimiento de la Empresa MOLINERA VULCANO E.I.R.L. con el fin de reducir las pérdidas durante la etapa del almacenamiento y mejorar la calidad del producto final, por medio del principio de convección forzada directa de aire tratado. La primera parte incluyó el marco teórico respecto a las características más importantes del producto y los procesos seguidos por la empresa. Luego se determinó las condiciones de humedad y temperatura a las que se debía llevar al arroz cáscara y las condiciones que debía tener el aire tratado a inyectar para garantizar una buena conservación del arroz y un correcto pilado. Después, se alcanzó un diseño óptimo el cual consiste en un equipo de tratamiento de aire, 4 ventiladores centrífugos y ductos de transporte, de distribución y de extracción. Posteriormente, se realizaron 4 tipos de cálculo de pérdidas de presión. Primero, en los ductos flexibles se siguió el método recomendado por la Asociación Americana de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE) y se aplicó un factor de corrección según la longitud real de los ductos. Luego, en los ductos de chapa zincada se siguió el mismo procedimiento inicial que en los ductos flexibles. El tercer tipo corresponde a la caída de presión en los ductos perforados, en donde se aplicó un modelo basado en las ecuaciones de conservación de momento y energía, y el método recomendado por ASHRAE para los tramos sin agujeros. Por último, para calcular la presión que requiere el aire para atravesar los granos se utilizó una expresión aprobada por la Asociación Americana de Ingenieros Agrónomos y Biólogos (ASABE). El proceso de aireación será en dos etapas con el fin de que el flujo requerido de inyección y presión estática sean menores y así reducir costos energéticos. Resultando así la necesidad de inyectar aire a 7950 m3/h y presión de 1600 Pa. Después se evaluó la distribución de temperatura y humedad que desarrolla el arroz durante el proceso. Como resultado se obtuvo que el arroz alcanza la temperatura de 19.87°C y humedad de grano de 13.54% al cabo de 64 horas efectivas de aireación, condiciones suficientes para un almacenamiento seguro del arroz de 20 a 140 días. Por último, se estimó que el costo total del sistema es S/ 228210.95 Soles. / Tesis

En la presente tesis se realizó el diseño mecánico de un banco de estirado para tubos de cobre de una pulgada de diámetro nominal, el cual tiene como función principal reducir la sección transversal del material mediante conformado por deformación plástica. Esta máquina fue diseñada para la industria de producción de tubos de cobre sin costura. El proceso realizado por esta máquina se inicia con el estampado de los tubos (swaging) para que las puntas de estos puedan entrar por el agujero del dado y sea sujetada por las mordazas del carro. Luego, los tubos se colocan en la bancada donde está el mandril fijo, cuya función es darle la dimensión final al diámetro interior de los tubos. Después, el operario se encarga de asegurar la parte saliente del tubo en la prensa que tiene el carro de estirado, donde también conectará el gancho del carro con un eslabón de la cadena que gira en la bancada donde se realizará el conformado. Entre las consideraciones para el sistema motriz de la máquina, se seleccionó un motor eléctrico y un reductor de ejes coaxiales con el objetivo de obtener 50 revoluciones por minuto a la salida. La salida del reductor se conecta a un acoplamiento flexible que se une con el árbol que transmite la potencia a la rueda de la cadena para el estirado. Por otro lado, se logró obtener el diseño más económico posible, con el fin de reducir los costos que se tendrían al importar una máquina ya existente en el mercado internacional; basado en un estudio previo de la tecnología ya existente en otros países. Finalmente, en este trabajo se adjuntaron los resultados del diseño, reflejados en los planos de fabricación y detalle que fueron solicitados en el alcance de la tesis, además de la lista de piezas a comprar y del costo total de fabricación de la máquina. / Tesis

Esta tesis pretende dar un aporte para el correcto tratamiento de las botellas de plástico PET (Tereftalato de Polietileno) al momento de ser desechadas a través del diseño y posterior construcción de una máquina que se encargue de compactar y almacenar dichos residuos. Dado los requerimientos particulares de operación (lugares donde se ubicara la máquina por mencionar alguno), establecimos una serie de características a tener en cuenta en su diseño, entre las cuales se destacan: El accionamiento manual de la máquina, característica principal y punto de partida para el diseño de sus demás componentes. Diseño ergonómico debido a que se quiere un fácil uso de la misma por parte de cualquier persona, y en especial por parte de los niños quienes serán los principales usuarios. Elementos de seguridad que eviten cualquier accidente aquellas personas que operen la máquina, cabe destacar que los niños serán los principales usuarios de ahí el gran énfasis en este tema. El diseño óptimo fue el resultado de un minucioso proceso de selección de las mejores alternativas tecnológicas que pudieran cumplir con las exigencias requeridas así como una exhaustiva evaluación técnica y económica de los diversos proyectos que se fueron elaborando hasta llegar a la mejor opción. Se tuvo cuidado en evaluar mediante cálculos previos los componentes que estarán sometidos bajo gran esfuerzo y que pudieran fallar durante su servicio, de tal manera que al rediseñarlas puedan trabajar de forma segura y satisfactoria. Incluimos los planos de fabricación de todos los componentes de la máquina así como los materiales necesarios para su construcción; además hemos elaborado un presupuesto especificando los costos relacionados con la fabricación de la misma, como también los costos de los materiales usados, su transporte, etc. Finalmente esperamos que esta tesis sirva de referencia para aquellos que se encuentren realizando trabajos relacionados con el procesamiento de botellas de plástico PET de manera que tengan un punto de partida en cualquier etapa en la que se encuentren sus proyectos según sea el caso. / Tesis

En la actualidad, se emplean sistemas destinados a la carga de grandes volúmenes en espacios determinados con la finalidad de ordenar, mover, sujetar o ensamblar objetos. En caso de objetos en pequeños talleres, almacenes o habitaciones, la mayoría de veces, la acción de carga es asumida por el usuario, debido a que el peso es relativamente ligero y una o varias personas pueden realizar esta acción. Esto conlleva a sobresfuerzos en el operario durante la acción de carga, uso innecesario de tiempo y recurso humano. Por otro lado, los dispositivos de carga usados actualmente ocupan espacios considerables. Por ello, se propuso el diseño de un sistema mecatrónico con tres grados de libertad basada en cables y controlada por dispositivo móvil: GM-LK. Este sistema es capaz de mover una carga máxima de 50 kg a lo largo de un área flexible, previamente determinada por el operario, de hasta 16 m2; el movimiento de la carga será controlada por el usuario a través de una interfaz gráfica desarrollada para tablets o smartphones. La interfaz mostrará la disposición de los elementos del sistema, distribuidos en el área útil de carga, de modo que el usuario se oriente, es decir, tenga una visión general del espacio de trabajo para decidir la posición final del objeto. El sistema consiste en 4 soportes telescópicos que ejercen presión sobre el piso y el techo para mantenerlos erguidos y estáticos durante su funcionamiento. Dichos soportes se unen mediante cuatro cuerdas que coinciden en el manipulador, el cual se encarga de sujetar y desplazar la carga en las tres direcciones del plano cartesiano dentro del área efectiva. Esta propuesta puede ser instalada en ambientes con un techo de 3m de altura como máximo. El peso de cada soporte es de 9 kg y sus dimensiones de traslado son de 0.18 m x 0.18 m x 1.3 m. / Tesis

En este trabajo de tesis se presentó el diseño de una planta piloto en la cual se utilizó CO2 supercrítico como solvente para poder extraer oleorresina de páprika. La planta piloto cuenta con un volumen de recipiente de extracción de 5 L, lo cual permite conseguir 0,25 kg/h de oleorresina de páprika utilizando como materia prima 2,6 kg/h de páprika en polvo y 13 kg/h de CO2, todo esto en procesos batch de 15 min cada uno. Se realizó la ingeniería requerida para que el CO2pueda alcanzar las condiciones óptimas de extracción de la oleorresina de páprika, las cuales son Textract = 55°C, Pextract = 400 bar, para luego separar la oleorresina de páprika del CO2, además, se realizó la cotización de cuánto costaría implementar la planta piloto con un control manual obteniéndose un costo de S/. 256,261.08 + IGV. Se seleccionó el CO2 supercrítico debido a las aplicaciones que este tiene como solvente en el campo de la extracción de sustancias debido a su particular comportamiento proveniente de sus propiedades físicas, las cuales son intermedias entre los líquidos y gases, como por ejemplo alta densidad y baja viscosidad, debido también aque tiene la peculiaridad de que su temperatura crítica es muy cercana a la temperatura ambiente (Tcrit = 30°C) y su presión crítica no es tan elevada(Pcrit = 73,8 bar), en comparación con las presiones críticas de otros fluidos, esto sumado a la facilidad que existe para extraer el CO2 y que además es una sustancia no tóxica ni corrosiva. Se propuso la extracción de oleorresina de páprikausando CO2 supercrítico como una alternativa para la exportación de páprika (CapsicumAnuum), la cual es un tipo de ají que es muy solicitado en el exterior, siendo el Perú el mayor importador mundial de páprika, pero con el inconveniente que se la comercializa prácticamente como se la cosecha, sin ningún valor agregado. / Tesis

La presente tesis pretende aportar en el desarrollo de la producción en serie de piezas torneadas para diferentes fines en nuestro país, y específicamente en nuestra universidad, dando un uso más eficiente al torno CNC Traub TND 160 del laboratorio de manufactura de la especialidad de Ingeniería Mecánica. Por lo tanto esta tesis tiene por objetivo principal, realizar el diseño mecánico de un alimentador de barras cortas para el torno Traub 160, y así automatizar los trabajos de torneado, prescindiendo del trabajo humano en el llenado de barras por la parte trasera del eje principal del torno y ahorrando tiempo en el tronzado de barras para la fabricación masiva de diversos componentes para la industria en general. El diseño óptimo fue el resultado de un proceso de selección de las mejores alternativas de solución, armando los modelos preliminares óptimos en función a la tecnología empleada en la actualidad para los distintos sistemas y funciones de la maquina, hasta finalmente encontrar el modelo preliminar optimo que cumplía con los objetivos de la maquina. Se tuvo cuidado en evaluar mediante cálculos previos los componentes que estarán sometidos bajo esfuerzos y velocidades de traslación y que pudieran fallar durante su servicio, de tal manera que al rediseñarlas puedan trabajar de forma eficaz y satisfactoria. También se incluyen los planos de diseño principales de la maquina, así como los materiales necesarios para su construcción. Además se ha elaborado un presupuesto especificando los costos relacionados con la fabricación de la misma, como los costos de los materiales Finalmente se espera que esta tesis pueda servir de manera eficaz en la producción en masa de piezas torneadas en el mercado nacional, con ingeniería capaz de ser desarrollada y construida en talleres locales y a un precio final económico en función al mercado internacional. / Tesis

Actualmente el Perú está viviendo un boom gastronómico y ello lo confirma la sociedad peruana de gastronomía peruana (APEGA), indica que en Lima hay cerca de 30 mil restaurantes. En nuestros hogares y en restaurantes el corte del camote es una tarea que se realiza de forma manual. Diseñar una máquina para que realice el corte de un camote puede parecer innecesario, pero cuando se tiene que cortar grandes cantidades y realizada por una sola persona, la tarea resulta ser estresante y empeora aun con el hecho de que la fuerza de corte de este tubérculo es relativamente alta. El objetivo principal es diseñar una máquina que cumpla la función de cortar camote en rebanadas de 5 mm de espesor, y que tenga la capacidad de procesar 450 kg de camote por hora. El corte realizado por la máquina debe ser tal que se aproxime al corte realizado manualmente. El camote ingresará a la máquina pelado, una persona colocará el camote en la máquina, luego la máquina debe realizar el corte, y por último las tajadas serán descargadas. En el primera parte de la tesis se presenta el estado del arte, la lista de exigencias, y se cuantifica la fuerza de corte del camote por medio de un ensayo experimental. En la segunda parte, se aplica la metodología de diseño mecánico basado en la norma VDI 2225 para hallar el proyecto óptimo. En la tercera parte, se realiza el cálculo de detalle del árbol de transmisión, de la transmisión por faja, de las uniones atornilladas, de las cuchillas, de los cordones de soldadura, de la velocidad crítica, de la estructura, se selecciona rodamientos y se selecciona al motor eléctrico. El accionamiento de la máquina se da a través de un motor asíncrono monofásico de 1,5 kW; la transmisión de potencia se da por faja trapecial, donde se realiza una reducción de velocidad de 1725 a 350 rpm. El corte del camote se lleva a cabo gracias a dos cuchillas, las cuales se montan sobre un disco de corte y este sobre un árbol de trasmisión. La máquina ha sido diseñada para ser usada en establecimientos de comida, por ende lo más pequeña posible, sus dimensiones son de 555 x 600 x 658 mm. El suministro eléctrico considerado es monofásico y de 220 V. Finalmente, se realizó una estimación de costos, con lo cual resultó que el costo total del prototipo incluyendo el costo de diseño es de S/.2 828. / Tesis