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Diseño e implementación de un germinador electrónico piloto para semillasMasuda Nishimata, Manuel Alejandro 11 December 2015 (has links)
El Perú se encuentra entre los países más vulnerables al cambio climático. En este contexto,
el país depende mucho de la agricultura, pues es la actividad más realizada en sectores rurales.
Diversos estudios indican que pequeñas variaciones en condiciones climáticas pueden influir
negativamente la germinación, lo cual afecta a la agricultura. Una posible medida para asistir
a los agricultores son los germinadores, que pueden controlar las diversas condiciones
ambientales para incentivar el brote de semillas. Sin embargo, no existen proveedores
conocidos de estos dispositivos en el Perú, y los que existen en el extranjero suelen apuntar a
fines diferentes a la agricultura.
La idea de desarrollar un germinador nace en el Grupo de Apoyo al Sector Rural (GRUPO
PUCP), pues necesitaba hacer brotar unas semillas en Lima, Perú. No obstante, estas
necesitaban condiciones climáticas diferentes a las de la zona, y emplear un invernadero
completo no era viable. Es por esto que la organización busca apoyo en los tesistas de
Ingeniería Electrónica para realizar el proyecto.
Dada la necesidad de hacer germinar estas semillas y teniendo en cuenta que localmente no
existen estos dispositivos, en la presente tesis se desarrolla un piloto de germinador electrónico
que pueda servir como base para el futuro desarrollo de equipos similares. Para lograr esto, en
primer lugar se realiza una investigación acerca del tema, para luego determinar que los
factores más críticos para la germinación son la temperatura y la humedad a la que la semilla
es expuesta. Una vez que se determinan los parámetros que debe seguir el diseño, se procede
a detallar todo el diseño del germinador en sí. Se abarca desde la selección de los componentes
hasta la fabricación y ensamblado de los circuitos electrónicos, para lograr implementar un
modelo funcional.
Una vez armado el piloto, se realizan pruebas de funcionamiento para verificar que el circuito
regulador del microclima funciona correctamente. Estas pruebas incluyen dejar el germinador
operando por varios días, para determinar sus ventajas y limitaciones. Se concluye que como
piloto y a nivel de circuito de control, el proyecto funciona de manera correcta, pero se debe
armar la estructura del germinador tomando en consideración las pérdidas térmicas para lograr
una mayor diferencia de temperatura entre el interior y el exterior del equipo. Asimismo, se
sugieren cambiar ciertos componentes para reducir el riesgo de un mal funcionamiento. Por
último, se hace énfasis en que el proyecto se realizó de manera modular para que se pueda
reusar el diseño de algunas partes en caso se decida hacer un rediseño de hardware. / Tesis
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Diseño de una máquina segadora de quinua para los terrenos de cultivo del departamento de AyacuchoCruz Aquije, Renzo Jesús de la 02 June 2015 (has links)
La presente tesis comprende el diseño de una máquina segadora de quinua, cuya
función es cortar los tallos de quinua de los terrenos de cultivo ayacuchanos, para que
posteriormente la quinua pase a los siguientes procesos de cosecha como la trilla,
emparvado, etc. La máquina segadora fue diseñada para cortar tallos de quinua en la
zona de Ayacucho, donde se pueden encontrar tipos de quinua como Blanca,
Amarilla, Negra y Roja.
La máquina segadora ocupa un espacio aproximado de 1,2 m de largo por 2,5 metros
de ancho y 1 metro de alto. En los lugares donde se encuentren los engranajes de
transmisión, se ha provisto a la máquina de cobertores para evitar algún daño del
mecanismo y daño a las personas que manipulen la máquina. La energía suministrada
es por medio de un tractor SHANGAI 504, el cual posee una toma de fuerza trasera
(TDF). Dicho tractor también tendrá la tarea de jalar a la máquina para que esta se
desplace en los terrenos de cultivo, con una velocidad aproximada de 0,7 m/s (2,5
km/h).
La quinua a segar es jalada por unas garras (mecanismo de alimentación), las cuales
trasladan los tallos hacia las cuchillas para posteriormente arrojarlos dentro de un
remolque en el cual se almacenará temporalmente los tallos segados.
En la primera parte de la presente tesis se describe las características de la quinua, el
proceso de siega dentro del proceso general de cosecha, y las cualidades que estas
poseen en los terrenos de Ayacucho.
La memoria de diseño está acompañada de los planos de ensamble y fabricación.
Finalmente, se realizó el análisis económico estimado de la fabricación y montaje de la
máquina en base a cotizaciones realizadas por empresas metal mecánicas de nuestro
medio, alcanzando un costo total de 13,7 mil dólares, lo cual es menor que el costo de
una máquina de similar características (capacidad de segado, dimensiones, etc)
ofrecida en el mercado, lo que completa y hace que la presente tesis sea una
propuesta válida para la solución de la necesidad a cubrir.
Se adjunta al trabajo observaciones, conclusiones y anexos utilizados. / Tesis
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Diseño de una máquina para extraer frutos de nuez de macadamia con capacidad de 100kg/díaRojas Casas, Dustin Luis 07 March 2017 (has links)
El presente trabajo presenta el diseño de una máquina para extraer frutos de
macadamia intactos con una capacidad de 100 kg de fruto por día considerando una
jornada de trabajo de 8 horas. Se utilizó la metodología de diseño VDI 2221 para el
desarrollo de todo el trabajo desde el planteamiento de los conceptos de solución
hasta el desarrollo de los detalles del proyecto definitivo.
En el primer capítulo, que lleva como título “Evaluación del problema”, se mencionan
las propiedades mecánicas de la nuez de macadamia y se indican los resultados de
un ensayo de compresión a una muestra de 150 nueces. También, se muestra la lista
de exigencias del diseño, el estado de la tecnología y la estructura de funciones de
la máquina. El segundo capítulo, denominado “Planteamiento de la Solución”,
contiene la elaboración de los conceptos de solución y selección de concepto de
solución óptimo. Se plantea, también, los proyectos preliminares y la selección del
proyecto preliminar óptimo. El tercer capítulo comprende los procedimientos de
cálculo de los componentes de la máquina y la selección de elementos normalizados.
El cuarto capítulo incluye los planos del proyecto: plano de ensamble, planos de
despiece y el esquema eléctrico. Además, da a conocer los costos aproximados de
los elementos seleccionados, materia prima, fabricación, montaje y diseño.
Como resultado se logró diseñar una máquina cuyo funcionamiento consiste en
quebrar el cascarón de las nueces sin dañar el fruto mediante su compresión en dos
rodillos de acero inoxidable. Previo a este proceso, la máquina se encarga de
clasificar las nueces por tamaño y ubicarlas en la abertura de los rodillos
correspondiente. El proceso de separación de la cáscara y el fruto no se contempla
en el presente trabajo, se considera que ese proceso, para el nivel de producción que
se requiere, puede hacerse manualmente.
Un aspecto importante es que la máquina trabaja sólo con nueces cuyo tamaño se
encuentre en el rango de 19 a 29 mmm que son las más comunes en el Perú. Las
nueces más pequeñas no serán quebradas y muy escaso encontrar nueces de
tamaño superior a 29 mm. / Tesis
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Sembradora de quinua semiautónoma con aplicación en la costa peruanaCenturión Cancino, Elizabeth Margaret 06 June 2015 (has links)
Este trabajo presenta una propuesta para el desarrollo de una sembradora
semiautónoma que ayude en la tarea de sembrar semillas de quinua en la costa del
Perú, donde el método de siembra sea por cama y se utilice riego por goteo. La
necesidad del desarrollo de una sembradora de este tipo nació por la exigencia de
obtener productos de mayor calidad (tamaño uniforme, evitar plagas, etc).
Actualmente se utilizan sembradoras mecánicas, las cuales dependen mucho de
las condiciones a las que las maneja el hombre, quien determina la velocidad a la
que se desplaza por el campo de siembra y la cantidad de semillas que éstas
esparcen; lo cual no las hacen tan eficientes porque no generan una siembra
uniforme, incrementando así la labor de deshierbo, evitando un correcto crecimiento
de la semilla y producción de ésta, evitando el uso eficiente del tiempo tanto en la
etapa de sembrío como el la de cosecha. Con el sistema mecatrónico planteado se
obtendrá una dosificación de semilla uniforme y profundidad uniforme, evitando así
perder mucho tiempo en la etapa de deshierbo, agilizando la tarea de siembra pero
sobre todo se mejorará la cantidad de kilos obtenidos de quinua en la cosecha.
En el capítulo 1 se presenta la problemática que existe al no poder cubrir la
creciente demanda de quinua tanto interna como externa, causada por el
reconocimiento a nivel mundial del valor nutricional de este producto; por ende la
necesidad de obtener mayor cantidad de semillas por hectárea y agilizar el proceso
de siembra. Además se menciona la importancia de tener uniformidad de siembra,
para obtener semillas de calidad y volver más eficiente el proceso de cosecha. En
el capítulo 2 se presentan las condiciones en las que se aplicará el sistema
mecatrónico y los requerimientos que el sistema planteado deberá ser capaz de
satisfacer. En el capítulo 3, se detallan los componentes electrónicos (sensores y
actuadores) indispensables para el funcionamiento del sistema planteado, los
componentes mecánicos que lo conforman; así como la explicación y detalle de
éstos a través de imágenes y planos. También se describe el sistema de control
planteado. En el capítulo 4 se detalla el presupuesto que se necesita para construir
el prototipo, lo cual incluye el costo de componentes electrónicos, mecánicos y
costos de fabricación. En el capítulo 5 se presentan las conclusiones del proyecto
realizado.
Adicionalmente, se han incluido anexos, donde se detallan los cálculos de
dimensionamiento, para el diseño de elementos mecánicos, y la elección de
componentes electrónicos; también son descritas las especificaciones técnicas de
los componentes utilizados y se adjuntan los planos completos de despiece y
ensamble del sistema propuesto. / Tesis
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Selección y control de calidad de mangos de la variedad Kent para exportación mediante visión por computadoraFlores Blas, Alvaro Efrain 14 February 2017 (has links)
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
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Diseño de un sistema mecatrónico para la selección de arándanosRudas Ramírez, Carlos Alberto 20 June 2016 (has links)
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
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Diseño mecánico-eléctrico de una máquina mecatrónica para seleccionar uvas de mesaJo Laurent, Renzo 21 June 2016 (has links)
El continuo aumento de la exportación de uvas de mesa en el Perú lleva a implementar nuevas técnicas y mejoras en la cadena de producción con el fin de cubrir la demanda externa. Uno de los procesos más críticos es la selección, la cual se realiza manualmente según parámetros específicos para cada región de destino y relacionados al color, tamaño, forma de las bayas así como en el peso del racimo.
En este trabajo se presenta el diseño mecánico-eléctrico de una máquina mecatrónica, que junto con un sistema de visión y control realizado en el trabajo de tesis “Estudio de un sistema para el control de tamaño y peso de uva de mesa” por el Ing. André Basilio Vela, permite la automatización en la selección de uvas de mesa Red Globe por tamaño y peso a una capacidad máxima de procesamiento de 200 kg/hr. El diseño realizado tiene como finalidad poder ser fabricado en un trabajo futuro para evaluar su eficiencia y eficacia real y aumentar la capacidad de producción de la máquina.
La máquina consta principalmente de una mesa transportadora, un módulo de selección por visión y un módulo de separación. La mesa transportadora utiliza un motorreductor para dar el giro a una faja transportadora de uvas de mesa ingresadas por un operario; se utiliza aire comprimido para la remoción de gotas de agua que se encuentren en la superficie de la uva de mesa accionada por un sensor de proximidad, el módulo de selección por computadora identifica que producto cumple las condiciones físicas de tamaño y peso mínimo; y el módulo de separación utiliza básicamente un pistón neumático para remover de la mesa transportadora las uvas rechazadas previamente por el sistema de visión y ser trasladadas por gravedad a una zona de descarga manual que amortigua la caída. Las uvas seleccionadas también se descargan manualmente y al final de la faja transportadora. Por último, las condiciones de selección son ingresadas a través de una interfaz Hombre-Máquina.
Se incluye como elementos de seguridad protectores mecánicos para los componentes móviles de la máquina y elementos de protección eléctricos. Se consideró también temas de ergonomía básica en el diseño de la mesa transportadora y en la ubicación tanto de la caja de mando como en la de interfaz Hombre-Máquina.
El costo total estimado correspondiente a la fabricación de la maquina sin incluir la adquisición de los equipos del sistema de visión es S/48,675.00. / Tesis
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Diseño de un sistema mecatrónico para seleccionar paltasJavier Cortéz, Julio Ernesto. 20 April 2016 (has links)
A partir del año 2010, el Perú se encuentra en un auge de su producción agrícola y se viene colocando como uno de los principales exportadores de productos agrícolas hacia regiones como Asia, Europa y Estados Unidos de Norteamérica. Dentro de la gran variedad de productos que se viene exportando, se identificó a la palta en sus diferentes variedades como un producto que ha venido incrementando su volumen de exportación, alcanzando 179 mil millones de kilogramos, por un valor total de 303 mil millones de dólares en el 2014 [4]. Por lo que se le reconoce como un producto importante en el desarrollo del mercado agroexportador.
Es sabido que el sector agroindustrial en el Perú está pasando por una etapa de crecimiento, lo que genera una mayor producción en cultivos. Este crecimiento arrastra consigo la necesidad de desarrollar la tecnología necesaria para poder alcanzar los niveles de procesamiento requeridos, en este caso de selección de paltas. Actualmente un proceso que involucra muchas de horas-hombre de trabajo, es el proceso de selección. Este proceso demanda una gran cantidad de horas debido a la falta de tecnología, ya que se viene realizando de manera manual por una gran cantidad de operarios, los cuales seleccionan las paltas de una forma cualitativa y subjetiva; por parámetros como forma, dureza superficial y color. Sin embargo, la selección no se realiza de manera cuantitativa por peso.
Es por este motivo que se identificó la necesidad de mejorar el proceso de selección de las paltas según el calibre al que corresponda cada una, específicamente las del tipo “HASS” y “Fuerte”. De este modo lo que se propone es diseñar una máquina automatizada con la finalidad de disminuir considerablemente el error debido a la manipulación humana en el proceso de selección y aumentar significativamente el volumen de procesamiento, comparado con el procesamiento manual. Esta tesis está orientada al diseño en la ingeniería mecatrónica, específicamente enfocada en la automatización de procesos de selección de productos agrícolas.
En esta tesis se expone el diseño de la máquina automatizada para la selección de paltas por calibre, el cual ha sido desarrollado en base a las consideraciones descritas en la Norma técnica peruana NTP 011.018 2014. La capacidad de procesamiento cumple con el objetivo de seleccionar 5000 kilogramos de paltas por hora. Adicionalmente la selección por visión artificial brinda la capacidad de automatizar todo el proceso el de selección sin intervención manual alguna, lo que significa una gran ventaja en la producción. / Tesis
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Selección y control de calidad de mangos de la variedad Kent para exportación mediante visión por computadoraFlores Blas, Alvaro Efrain 14 February 2017 (has links)
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.
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Diseño de una máquina segadora de quinua para los terrenos de cultivo del departamento de AyacuchoCruz Aquije, Renzo Jesús de la 02 June 2015 (has links)
La presente tesis comprende el diseño de una máquina segadora de quinua, cuya
función es cortar los tallos de quinua de los terrenos de cultivo ayacuchanos, para que
posteriormente la quinua pase a los siguientes procesos de cosecha como la trilla,
emparvado, etc. La máquina segadora fue diseñada para cortar tallos de quinua en la
zona de Ayacucho, donde se pueden encontrar tipos de quinua como Blanca,
Amarilla, Negra y Roja.
La máquina segadora ocupa un espacio aproximado de 1,2 m de largo por 2,5 metros
de ancho y 1 metro de alto. En los lugares donde se encuentren los engranajes de
transmisión, se ha provisto a la máquina de cobertores para evitar algún daño del
mecanismo y daño a las personas que manipulen la máquina. La energía suministrada
es por medio de un tractor SHANGAI 504, el cual posee una toma de fuerza trasera
(TDF). Dicho tractor también tendrá la tarea de jalar a la máquina para que esta se
desplace en los terrenos de cultivo, con una velocidad aproximada de 0,7 m/s (2,5
km/h).
La quinua a segar es jalada por unas garras (mecanismo de alimentación), las cuales
trasladan los tallos hacia las cuchillas para posteriormente arrojarlos dentro de un
remolque en el cual se almacenará temporalmente los tallos segados.
En la primera parte de la presente tesis se describe las características de la quinua, el
proceso de siega dentro del proceso general de cosecha, y las cualidades que estas
poseen en los terrenos de Ayacucho.
La memoria de diseño está acompañada de los planos de ensamble y fabricación.
Finalmente, se realizó el análisis económico estimado de la fabricación y montaje de la
máquina en base a cotizaciones realizadas por empresas metal mecánicas de nuestro
medio, alcanzando un costo total de 13,7 mil dólares, lo cual es menor que el costo de
una máquina de similar características (capacidad de segado, dimensiones, etc)
ofrecida en el mercado, lo que completa y hace que la presente tesis sea una
propuesta válida para la solución de la necesidad a cubrir.
Se adjunta al trabajo observaciones, conclusiones y anexos utilizados.
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