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

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

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

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

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

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 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 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

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

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