En este trabajo, se presenta el diseño de un wearable ligero y de bajo costo que estabiliza las articulaciones de la cadera de canes de tamaño mediano a medianogrande con displasia. Esto es, perros con un tamaño de altura de cruz de 56 a 66 cm. Al mismo tiempo, el wearable dispone de un sistema de acelerómetros que permiten monitorear la marcha del animal, y a su vez, sensores electromiográficos que permiten estimar la carga que soporta la cadera. De esta forma, el wearable realiza un análisis objetivo del proceso de mejoría del animal, y a su vez mejora la calidad de vida de este. En este documento se presenta la metodología del diseño, la cual se basó en el método alemán VDI2206. Este parte del estudio de la literatura, con el fin de plantear conceptos de solución y dilucidar un proyecto preliminar. Posteriormente se realizó la selección de componentes, seguido por la descripción de los métodos de análisis y procesamiento de las señales pertinentes, la lógica del sistema, y finalmente la descripción del sistema con sus planos respectivos. El wearable consiste en dos paneles laterales flexibles, los cuales se sujetan firmemente a las patas traseras del animal. A su vez, estos se unen a una pechera que ejerce tensión lo cual permite estabilizar la cadera. Cada panel dispone de un microcontrolador, el cual en conjunto con los diversos componentes eléctricoelectrónicos, logran monitorear la marcha del can y estimar la carga en la cadera. Al mismo tiempo, el dispositivo permite grabar la información obtenida en una tarjeta microSD. Finalmente, el costo de fabricación y ensamble del wearable no supera los S/. 5,000, representando así una opción viable frente a intervenciones quirúrgicas, y a su vez posibilitando la comercialización de este.

El siguiente documento trata sobre el diseño de un sistema mecatrónico de bajo costo para la producción de micro y nano fibras, haciendo uso del método de electro hilado. Este método recientemente ha tomado relevancia en el mundo académico debido a las novedosas y muy útiles aplicaciones que se han desarrollado con estos materiales nanométricos, tales como pliegues para la protección de heridas contra infecciones, filtros para gases y líquidos, entre otras aplicaciones. Si bien en el Perú, se han realizado algunos estudios para la producción de nanofibras, aún es escasa la investigación y en el caso del laboratorio de polímeros y bionanomateriales de la PUCP (Pontificia Universidad Católica del Perú) no se cuenta con un equipo que pueda procesar biopolímeros y convertirlos en nanofibras. Es por eso, que mediante este trabajo se quiere suplir la necesidad de este tipo de máquina y desarrollar el diseño de la misma tomando como referencia la metodología que comprende la norma VDI 2221. Según esta norma se han consultado documentos académicos para determinar a los principales subsistemas; asimismo, se ha recolectado información de los requerimientos que debería tener este equipo, según los usuarios que son los trabajadores del laboratorio. Como resultado se ha obtenido el diseño a detalle de una máquina que permite al usuario variar los principales parámetros de producción del método de electro hilado que son: la generación de alto voltaje, el caudal de la solución biopolimérica que se procesa, la distancia de la aguja eyectora con respecto al colector y la velocidad de rotación del cilindro colector de nano fibras. De esta manera se ha concluido el diseño del equipo que va permitir realizar el estudio de estos materiales nanométricos y posiblemente desarrollar aplicaciones para la industria, lo que a su vez va promover el desarrollo tecnológico del país.

El siguiente proyecto de tesis parte de la necesidad de una empresa peruana en particular de mejorar, optimizar y brindar mayor seguridad en el trabajo de metalizado, el cual es uno de los procesos principales en la reparación de componentes durante el mantenimiento de sus equipos. De esta manera, el objetivo principal es el de automatizar dicho proceso y los objetivos específicos son reducir el tiempo general, evitar la presencia directa de operarios y lograr una mayor calidad y uniformidad en el acabado del trabajo. Para cumplir con los mismos, el diseño del sistema se sustenta en los lineamientos establecidos en el libro “Handbook of Thermal Spray Technology” (Manual de Tecnología en Pulverizado Térmico) [1], el cual ha sido publicado por ASM Internacional, una organización profesional de científicos e ingenieros especializados en materiales cuyos manuales son reconocidos como una referencia estándar en el campo de la ciencia de materiales. En conclusión, en base a los puntos básicos señalados en esta bibliografía, la demanda de componentes de la empresa y el estado actual de la tecnología, la presente tesis presenta un diseño capaz de abarcar el alcance de trabajos de la empresa y la necesidad de la misma de cumplir con sus tiempos de entrega, además de cubrir las necesidades de seguridad personal y ambiental.

En la actualidad, la cuadriplejia resulta ser uno de los padecimientos más difíciles de afrontar, al ser una discapacidad irreversible, la cual implica la inmovilización de miembros superiores e inferiores, ocasionando un alto impacto en la vida de un ser humano. El resultado de esta patología influye en la dependencia de una segunda persona, generándole sentimientos de inferioridad, perdida de su intimidad y sobre todo aislamiento social. Dada la existencia de esta patología, diversas instituciones han desarrollado soluciones que a la actualidad han demostrado que una persona con padecimiento de cuadriplejia puede tomar el control de diversos dispositivos usando medios alternativos, como el movimiento ocular, señales electroencefalográficas u órdenes verbales resultando atractivo para su desarrollo tecnológico. El presente proyecto de investigación se centra en la creación de un sistema de asistencia robótica basado en el control por voz que, a diferencia de otros, tiene un óptimo funcionamiento sin la limitación de estar conectado a un ordenador y/o a internet, siendo un sistema fácilmente transportable y adaptable a cualquier entorno en el que se encuentre el discapacitado. Con la ayuda de este sistema, el usuario podrá tener el control de un mecanismo robótico, con el cual ejecutará acciones que normalmente son realizadas por una segunda persona. Adicionalmente, se presentará la simulación del sistema y sus resultados al evaluar su performance y su funcionalidad con respeto al ayudar a personas que padecen de cuadriplejia ya sea en la realización independiente de ciertas actividades de su vida cotidiana, como asearse o alimentarse. Este proyecto sumará también a la labor de diversos especialistas enfocados en ayudar psicológicamente a las personas con padecimiento de cuadriplejia, cuya esencia se basa en mejorar su autoestima, su inserción en la sociedad y sustancialmente su calidad de vida y de los que lo rodean.

Con la finalidad de que los deportistas realicen un buen desempeño en el campo, se busca siempre brindarles un adecuado entrenamiento, con herramientas que les ofrezcan una retroalimentación que permitan la mejora del rendimiento deportivo, así como la disminución de las probabilidades de sufrir una lesión. Sin embargo, la implementación de dichas herramientas tecnológicas en los centros deportivos es complicada debido a que estas son escazas y en muchas oportunidades costosas. Además, se requiere que el entrenador esté capacitado para interpretar y entregar adecuadamente la información obtenida a los deportistas. En ese contexto, en el Perú se viene estudiando el gesto de la recepción en vóleibol con el fin de mejorar el rendimiento deportivo. Un parámetro estudiado en este proyecto es la fuerza de contacto pie-piso para poder obtener los momentos en las articulaciones al realizar un análisis de dinámica inversa. Con el fin de cuantificar dicha fuerza se utilizan plataformas de medición; no obstante, el uso de estas plataformas tiene tres inconvenientes: son costosas, pesadas y restringen el movimiento del jugador durante la ejecución del gesto ya que este debe posicionar los pies dentro del área de medición. Buscando solucionar estos inconvenientes la presente tesis trata sobre el desarrollo de un sistema de medición de fuerzas verticales de contacto pie-piso que sea ligera, que no restrinja el movimiento del jugador y que su costo sea menor que los productos actuales similares. El sistema diseñado tipo wearable; es decir, que puede ser llevado en el cuerpo como una prenda o un accesorio, cuenta con tres partes principales. En primer lugar, posee una plantilla de calzado con sensores de fuerza integrados en ella. La plantilla está conformada por una capa inferior donde se ubican los sensores y una superior que cuenta con unos concentradores que distribuyen la fuerza ejercida por el jugador en todos los puntos de medición. En segundo lugar, el wearable posee una carcasa que se posiciona en la pierna de la persona y que contiene componentes electrónicos. Con estos se adquiere y procesa la información referente a las fuerzas verticales de contacto para calcular la fuerza resultante vertical y la posición del centro de presiones. Por último, se cuenta con una aplicación para celular la cual cumple con la función de interfaz gráfica para operar el sistema y para visualizar los datos obtenidos. La metodología para el diseño seguida consiste en la búsqueda de información correspondiente al estado del arte. Posteriormente, se proponen conceptos de solución para el problema tratado, de los cuales se escoge el óptimo. Luego se realizan los cálculos necesarios para una selección de los componentes mecánicos y electrónicos. Así también, se diseña el software para el procesamiento y visualización de los datos. Adicionalmente, se fabrica un prototipo para validar el funcionamiento del sistema diseñado y para encontrar oportunidades de mejora en él. Por último, se realizan las pruebas de validación de los resultados obtenidos por el prototipo.

Actualmente en el Perú, los técnicos profesionales junto con la selección peruana de voleibol femenino vienen realizando un trabajo arduo para conseguir un mejor posicionamiento en las competencias internacionales [1]. Además, el voleibol es un deporte colectivo de piso y regulado por la FIVB y según el técnico Mauro Marasciulo: “el movimiento de los pies es pieza clave en la ejecución de algunas técnicas como la de recepción” (Ver entrevista en Anexo A). Así mismo, otros países vienen haciendo un trabajo análogo pero con la aplicación de la biomecánica deportiva y el uso de instrumentos tecnológicos, los cuales permiten obtener datos precisos e información que a simple vista no se pueden observar durante el desarrollo de las técnicas propias de algún deporte [1, 2, 3]. Con el afán de complementar está disciplina del voleibol con la investigación, inclusión y desarrollo de la biomecánica deportiva la presente tesis diseña e implementa un sistema solución para la evaluación dinámica de los miembros inferiores, lo cual permita caracterizar biomecánicamente el movimiento el realizado por los pies de deportistas calificados durante la técnica de recepción básica baja del voleibol [4]. Este sistema cuenta con dos plataformas de fuerzas, las cuales son colocadas en una base portátil para poder trasportarlas a un ambiente donde se pueda realizar la evaluación de la técnica sin limitaciones. El diseño de la base portátil se realizó con un análisis previo del área de desplazamiento que una jugadora promedio de voleibol realiza durante el desarrollo de la técnica en mención para saber la distribución correcta de las plataformas. La toma de datos fue realizada desde la posición anterior que se debe adquirir para el impacto con el balón hasta la posición posterior a esta. Y se obtuvo como resultado una curva característica durante esta fase crítica de la técnica de recepción, además de un patrón en el desplazamiento del centro de gravedad en el desarrollo de la técnica. En todos los resultados de las evaluaciones realizadas se pudo observar que se realiza un pequeño impulso durante el corto acompañamiento que se realiza al impacto del balón en los antebrazos lo que es contrastado con la opinión especialista técnico (Ver ANEXO B:). Lo cual comprueba que la técnica es ejecutada de forma correcta, según lo mencionado por el técnico.

El sector agrario del Perú ha demostrado un gran crecimiento en las exportaciones de frutas y uno de los productos con mayor remuneración en ventas ha sido la palta, en especial la palta Hass. Esta variedad presenta un alto valor nutritivo y es capaz de resistir trayectos largos sin madurar completamente. La agricultura en el Perú sigue usando métodos de inspección manual y visual, que no son eficientes pues requieren de personal calificado, tiempos prolongados, poco exactos y puede llegar a dañar la fruta. Además, los pequeños y medianos agricultores no cuentan con el capital suficiente para acceder a máquinas industriales, por lo que se ven obligados a vender sus productos a acopiadores. La presente tesis, propone el diseño de una máquina automática para clasificar paltas de la variedad Hass por visión artificial, para el pequeño y mediano agricultor. Se detectará la madurez y dimensiones sin invadir la fruta para un procesamiento mínimo de 500 kg/h. El diseño final se logra con la debida investigación de publicaciones tanto para la estructura de la máquina como para la metodología de procesamiento de imágenes. Luego de una comparación económica y técnica se halla el diseño óptimo capaz de cumplir con los objetivos propuestos.

En los últimos años el sector farmacéutico en el Perú se ha incrementado tanto para el sector privado como para el público. A principios de los años 90, el sector público no abarcaba más del 15% del mercado total nacional, pero para el 2016 ha llegado a tener un dominio del 75% del mercado. Sin embargo, a pesar de existir un crecimiento en las ventas de los fármacos, existe una brecha entre la satisfacción de los pacientes en los establecimientos de salud, en especial los públicos, y la atención de estos mismos. Estos son dos casos que ocasionan la no conformidad de un paciente ante un servicio de salud, por ello se plantea una máquina que permita mejorar el flujo de atención en la recepción de fármacos recetados y mejorar el control sobre los medicamentos más solicitados con el fin de no desabastecer a un Hospital. La ventaja destaca principalmente en la velocidad de entrega de los medicamentos, los cuales serán distribuidas por unidades, tal cual se brinda en los módulos de los hospitales, esto se debe a que aún se maneja este tipo de procedimiento y cultura en el País. Asimismo, se tiene como objetivo principal lograr un tiempo de atención entre 2 a 4 minutos por paciente como máximo, para lograrlo se llevará a cabo una serie de procedimientos comenzando por la generación de la prescripción médica del paciente, información que será almacenada en una base de datos y se podrá identificar mediante el Documento Nacional de Identidad (DNI), por ello, el paciente solo tendrá que acercase a la máquina para mostrar su DNI por un lector de código de barras de la máquina y este le pueda entregar todos los medicamentos recetados por el doctor.

En el presente trabajo se diseñó un prototipo de brazo robótica háptico teleoperado de 4 grados de libertad para la exploración marina hasta una profundidad máxima de 500m. Se diseñó el brazo robótica esclavo en un software de diseño, se analizó la estática y dinámica de dicho robot y se realizaron análisis de esfuerzos en los principales componentes. El robot tendrá un alcance máximo de 900mm y contará con sensores de posicionamiento y fuerza para el control de posición y fuerza. Además el brazo robótico contará con una cámara cerca al efector final con el motivo de tener una mejor visión para el operador. El trabajo incluye también el diseño del manipulador maestro que será controlado por el operador y que incluirá una realimentación de fuerza (force feedback). Se escogieron los motores y controladores indicados para el correcto funcionamiento del robot así como el tipo de comunicación que tendrá el robot con el computador. En el primer capítulo se presentará la problemática actual de los manipuladores robóticos submarinos, los cuales en su mayoría son hidráulicos y el costo de operación de dichos robots son altos. En el segundo capítulo se mencionarán los requerimientos físicos-mecánicos, requerimientos electrónicos y requerimientos de control del robot. Además se presentará el concepto de solución del sistema mecatrónico que será una alternativa de solución a la problemática presentada. En el tercer capítulo presentará el sistema mecatrónico completo. Se explicará el diagrama de funcionamiento del sistema mecatrónico, los sensores y actuadores presentes en el trabajo, planos de ensamble de los manipuladores, diagramas de circuitos y el diagrama de control del sistema mecatrónico. En el cuarto capítulo se presentará el presupuesto total del proyecto, el cual incluirá el presupuesto de los componentes mecánicos y electrónicos. Por último en el quinto capítulo se presentarán las conclusiones obtenidas del proyecto.

La competencia Shell Eco Marathon es un evento que reúne equipos de todo el mundo, los cuales desarrollan vehículos automóviles que puedan alcanzar la máxima eficiencia energética posible. El grupo SEMA PUCP, conformado por estudiantes de diversas especialidades de la Pontificia Universidad Católica del Perú, desarrolló un vehículo prototipo monoplaza para poder participar en la competencia Shell Eco Marathon, en sus trabajos de diseño e implementación encontraron la necesidad de poder hacer ensayos con el motor de combustión interna del vehículo en busca de mejoras energéticas y determinación de parámetros de rendimiento. Esto requería la adquisición de un banco de pruebas, más conocido como dinamómetro de motor. Se investigó sobre el estado de la tecnología de los dinamómetros de motor, y cuáles son los modelos comerciales más comunes. Se encontró que los dinamómetros de motor en su mayoría están hechos para motores de gran potencia de uso industrial, mientras que los pequeños, al no tener aplicaciones para vehículos comerciales, son poco comunes y se desarrollan de manera personalizada. Esto llevo a proponer la solución de diseñar un dinamómetro de motor propio. El objetivo de este trabajo es presentar el diseño de un dinamómetro de motor que cumpla con requerimientos establecidos a partir de las necesidades encontradas, entre estos, obtener los parámetros más importantes de un motor de combustión interna, como lo son las curvas de torque y potencia. Para cumplir con este objetivo, se planteó el diseño de un dinamómetro de motor que usa un generador eléctrico para convertir la energía mecánica que se produce en el eje de salida del motor. El generador eléctrico convierte la energía mecánica en energía eléctrica y esta última es disipada en un circuito de resistencias. Para poder someter al motor a distintos regímenes de carga un circuito electrónico de potencia regula la cantidad de energía eléctrica que será disipada, mientras que los instrumentos sensan los parámetros de interés para poder obtener las curvas de torque y potencia.