los hogares son producidas en grandes cantidades por empresas y negocios dedicadas al rubro alimenticio y afines, de modo que además de modelos caseros, existen modelos de hornos-tostadoras para la producción industrial de tostadas. Dentro de la presente propuesta se diseñó una tostadora que permita una producción continua para un restaurante con 2 elementos que pretenden mejorar su utilidad y son poco encontrados comercialmente. El primero es que no requiera atención constante, dando la posibilidad de abastecerse con un pan de molde rebanado de 500 gramos, que se encuentra comercialmente en distintas marcas locales. La segunda consideración es que las tostadas se entreguen en una presentación lista para servirse. De esta manera el usuario ingresa un pedido de cierto número de tostadas y éstas se presentan en un plato al final del proceso. El presente documento está estructurado en 5 capítulos, donde se analiza la problemática, los requisitos del diseño, el detalle de los componentes, el presupuesto estimado y finalmente, las conclusiones de este desarrollo y propuestas de mejora. / Tesis

La demanda de chirimoya al mercado internacional necesita de una gestión más efectiva de los recursos durante la postcosecha. Consecuentemente, la presente tesis propone el diseño de un sistema mecánico eléctrico para selección de 5tn/día de chirimoyas categoría primera ecotipo Aurora producida por la asociación de agricultores Santa Rosa de Huarochiri. Además, el proyecto comprende la elaboración de diseños de los sistemas desde el ingreso al sistema alimentador hasta la selección final del producto en el sistema seleccionador, la selección de los motores y emplea el código sanitario impuesto por el Food and Drugstore Administration (FDA) requerido por el mercado estadounidense. El diseño genera un impacto favorable en agricultores peruanos y ecuatorianos con una producción a mediana escala de chirimoyas porque cumple con seleccionar el producto adecuado y genera a largo plazo retorno en la inversión. Finalmente la presente tesis está compuesta por cuatro capítulos más la introducción, conclusiones, recomendaciones, referencias y anexos. El primer capítulo comprende el producto y sus variedades, el estado actual de la tecnología y la técnica a emplear; con lo cual se logró determinar la categoría adecuada de chirimoya a emplear en el diseño. El segundo capítulo comprende los conceptos de solución tomando como datos de entrada lo elaborado en el primer capítulo, después de la selección se llevará a cabo el desarrollo de los conceptos preliminares de los cuales se selecciona el mejor de acuerdo a una evaluación técnica y económica; con lo cual se obtuvo el diseño óptimo, que luego es analizado en el siguiente capítulo. En el tercer capítulo se presentan los resultados finales del desarrollo de la solución óptima; en la cual se determina las dimensiones de los elementos críticos como ejes; también se seleccionan los perfiles, los motores, el material que cumple con lo requerido por la FDA y los elementos de transmisión tales como sprockets y cadenas. El cuarto capítulo muestra la lista de planos junto con un análisis de costo; se logró determinar que la producción realizada por la máquina en un día triplica a la producción actual de 1.6Tn que es realizada por 10 personas en un día. Finalmente, las conclusiones muestra el cumplimiento de los objetivos. / Tesis

El Perú es un país dotado de un vasto número de recursos geológicos que lo convierten, por tanto, en una potencia mundial para la producción minera. Sin embargo, los vertimientos de desechos producidos por la actividad minera y petrolera tienen un impacto grande en el ecosistema ocasionando serios problemas de contaminación ambiental. Estos vertimientos poseen metales pesados tales como mercurio, plomo y cadmio, los cuales son movilizados por las aguas contaminando todo lo que esté a su alrededor alterando tanto la vida humana como la del resto de especies. Por otro lado, la detección tradicional de metales pesados no se realiza en tiempo real, sino que es manual y se lleva a cabo en laboratorios equipados con personal calificado. Entonces una medición en laboratorio, que puede ser realizada días después de haber colectado la muestra, puede no reflejar de manera certera los cambios dinámicos de los contaminantes en el agua. Asimismo, el mercurio es uno de los metales pesados con más impacto contaminante, por ende, su monitoreo es de real importancia para mantener un control más eficiente sobre el modo en que el mercurio está contaminando. Es así que, el presente trabajo plantea un diseño innovador de un sistema de monitoreo en tiempo real de mercurio en aguas aledañas a explotaciones mineras y petroleras usando una plataforma IoT, de modo que los datos obtenidos por los sensores sean enviados a una plataforma en la Nube, permitiendo de esta manera que los entes reguladores puedan tener acceso a estos datos y observar los cambios dinámicos que se producen en la contaminación del agua. Adicionalmente, el diseño mecánico de este sistema le permite operar en un río en la selva, debido a que es una de las zonas más afectadas por contaminación por mercurio; el diseño eléctrico- energético también comprende la autonomía energética del sistema, ya que posee un sistema de panel solar con batería, lo que ofrece versatilidad en el lugar donde se plantea poner en operación al sistema; y además, la comunicación inalámbrica entre los diferentes elementos que comprenden el sistema proporciona buena conectividad para la transmisión de datos. Finalmente, la aplicación del sistema propuesto ayuda a enfrentar de un modo más innovador la problemática de la contaminación de los recursos hídricos ya que fortalece el control y monitoreo del agua, de modo que se puedan tomar mejores y más rápidas decisiones. / Tesis

El presente documento propone el diseño de un sistema mecatrónico para el control de calidad de jamonadas al final de su línea de producción aplicando visión por computadora. El sistema diseñado se ubicará al final de la línea de producción de una empresa de embutidos peruana y abarca el ordenamiento de envases, el control de calidad a través de un sistema de visión por computadora y un sistema de clasificación encargado de rechazar los productos etiquetados como defectuosos según el algoritmo de visión. El ordenamiento de envases permitirá su disposición secuencial a lo largo de una faja transportadora y el giro de estos de manera que sea visible la cara libre de etiquetas. Un servomotor en la entrada separa los grupos de seis envases en dos filas de tres. Topes transversales disponen de los envases reordenándolos uno tras otro. Una cuña permite voltear el producto que es guiado al área de visión por topes longitudinales. La captura de la imagen ocurre a la llegada del envase al sistema de visión. Un sensor a la entrada activa el disparo de la cámara. Se realiza el preprocesamiento a la imagen y sobre esta se extraen las características de interés como el color, puntos presentes, mordeduras, o productos ausentes. Finalmente, un sensor de presencia ubicado en la etapa de rechazo envía la señal de control que en base al resultado del algoritmo de visión según la etiqueta que recibe el producto se dispone a retirarlo de la faja en caso sea considerado como defectuoso. / Tesis

El siguiente trabajo de tesis presenta el diseño de un sistema capaz de controlar los principales parámetros que intervienen en el crecimiento de las hortalizas de hoja comestible empleando técnicas de cultivos aeropónicos. El sistema tiene el objetivo de reducir las pérdidas originadas a causa del transporte de los vegetales del campo a la ciudad. Durante el transporte, parte de la producción se pierde por la descomposición del cultivo; además, las propiedades nutricionales del mismo inician un proceso de degradación desde la cosecha. Por otro lado, a diferencia de los cultivos tradicionales que emplean la tierra como soporte de las plántulas, los sistemas aeropónicos permiten a los vegetales crecer en el aire y el consumo de agua es mucho menor en comparación al sistema tradicional. La implementación de este sistema permitirá la generación de cultivos dentro de localidades incentivando el desarrollo de ciudades sostenibles, mejorando la calidad de vegetales que consume la población, y reduciendo el uso de agua. / Tesis

Durante los 18 años de operación del Proyecto Camisea se han registrado 13 fallas en los sistemas de transporte por ductos de líquidos de gas natural (LGN). Muchas de estas fallas son producto del movimiento lento de suelos, las infiltraciones de agua o la perforación intencional de los ductos. Sea cual fuere la causa, muchas veces ocurre que las fallas terminan no siendo identificadas por el sistema de detección de fugas y derrames SCADA de la empresa transportadora (TgP). El objetivo del presente proyecto es evaluar la factibilidad de diseñar un sistema ciber-físico que permita identificar derrames de pequeña magnitud a lo largo del poliducto de LGN, a la vez que alerte en caso de derrame tanto a la empresa transportadora como a los organismos técnicos supervisores y fiscalizadores (como el OEFA y Osinergmin). Contar con un sistema como el descrito, permitirá que se tomen acciones inmediatas tal que se consiga reducir drásticamente tanto el impacto ambiental como el socioeconómico. Con este fin, la pregunta de investigación es la siguiente: ¿de qué manera se podrían vincular las tecnologías de la información y la comunicación con los procesos físicos tal que se puedan monitorizar las variables relacionadas con los derrames de LGN? En este contexto, se debe tener en cuenta que el bajo porcentaje de falsas alarmas es una medida para que un sistema de monitorización de derrames sea considerado eficiente. La pregunta de investigación se responde a través del diseño de un sistema ciber-físico que implica la interacción de: (i) un sistema físico, diseñado según la norma de diseño alemana VDI 2221 y (ii) un sistema ciber, diseñado de acuerdo al proceso de diseño “Attribute-Driven Design 3.0” del Instituto de Software de la Universidad de Carnegie Mellon. El sistema físico consiste en un conjunto de estaciones de monitoreo que cumple con términos de referencia dados por Osinergmin, y presenta una configuración redundante en el suministro de energía, para alimentar en todo momento a dispositivos electrónicos, entre los que destacan sensores no intrusivos, acondicionadores de señales, y un microcontrolador. Estos dispositivos, en conjunto, se encargan principalmente de la adquisición y transmisión de los datos relacionados con derrames de LGN hacia el sistema ciber. El sistema ciber consiste en una arquitectura de Cloud computing, diseñada en base a los principales casos de uso identificados, escenarios de atributos de calidad, restricciones y preocupaciones arquitecturales. Las funciones del sistema ciber son recibir y procesar las tramas de datos, notificar al sistema físico en caso de un derrame y presentar el proceso de monitoreo a través de una plataforma cloud. De esta manera se obtiene como resultado un sistema integrado que genera las condiciones para detectar derrames y establecer alertas a tres niveles: in situ, a través de SMS y a través de la plataforma cloud.

El presente trabajo, de final de carrera, tiene como objetivo principal el diseño de un sistema mecatrónico capaz de brindar a las impresoras 3D de escritorio de código libre la capacidad de poder imprimir materiales como el nylon, ABS, ASA, entre otros clasificados como materiales de ingeniería. Actualmente, solo las impresoras industriales son capaces de imprimir estos materiales, debido a que controlan el medio circundante en el área de impresión y la humedad relativa del filamento 3D. Estas máquinas tienen un costo elevado en comparación con las de código libre. Se llegó a un diseño que complementa a una impresora 3D de código libre, el cual incluye un control de temperatura y de humedad en la cabina principal y del filamento 3D, con el cual una impresora 3D de escritorio y código libre puede imprimir materiales de ingeniería. Este diseño mecatrónico se validó por medio de simulaciones estructurales y un prototipo funcional a escala. Además, se demostró que es viable su implementación como un producto comercial.

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.

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.