El presente trabajo tiene como principal objetivo diseñar un sistema de telemonitoreo de pacientes diabéticos tipo 2 para una mejor cobertura y adherencia del control de glucosa comparada con la actualmente existente. Además de analizar los procedimientos clínicos del control de diabetes para definir los requerimientos de diseño en el sistema de telemedicina, diseñar un aplicativo en el smartphone apropiado para realizar la transferencia de datos al médico encargado, diseñar un aplicativo para el doctor con capacidad de registro, gestión de alarmas y registro de datos como glucosa en sangre de los pacientes para el telemonitoreo y realizar pruebas de funcionamiento del sistema mediante la creación de cuentas de usuario simulando la interacción entre el doctor y el paciente. Este prototipo se realizará mediante el uso de un glucómetro comercial con Bluetooth, aplicativos para el paciente (un aplicativo del propio glucómetro que recibe la medición de glucosa del paciente y la almacena y otro aplicativo de creación propia que envía un informe generado por el primer aplicativo de la glucosa en sangre del paciente en el tiempo, es decir, dos semanas o un mes según lo solicite el médico encargado) y un aplicativo para el doctor que gestione y analice los datos del paciente mediante estadísticas y alarmas, este aplicativo es el mismo creado para el paciente pero con una creación única de usuario para el médico encargado. Así mismo, se plantea gestionar a 10 pacientes simulados para las pruebas. Tras esto se realizan pruebas de funcionamiento del glucómetro con el smartphone, se analizan y muestran los resultados de la interacción entre el paciente y el médico simulados, el funcionamiento del software, la generación de alertas y pruebas integrales del sistema donde se concluye en el correcto funcionamiento y cumplimiento de objetivos.

En este trabajo se muestra una propuesta de diseño conceptual de un dispositivo antebrazo (cubito-radial) para una prótesis mioeléctrica transradial proximal usando mecanismos paralelos, teniendo en cuenta los tres grados de libertad existentes en la muñeca (abducción–aducción, flexión–extensión y pronación–supinación). El documento aborda la problemática y necesidad evidente de desarrollar dispositivos de este tipo en el entorno peruano. Para ello se tuvieron en cuenta datos estadísticos sobre la condición de los amputados en el Perú. Asimismo, se investigó sobre tecnologías similares disponibles para tener una base sobre la cual abordar la resolución de esta problemática. Una vez realizado un estudio exhaustivo se recopiló la información más relevante con la cual se desarrollaron los requerimientos que el diseño debe satisfacer, tales como los rangos de los grados de libertad, dimensiones geométricas, seguridad, entre otros. Posteriormente, se procedió a generar tres posibles soluciones teóricas (soluciones conceptuales) que fueron evaluadas, técnica y económicamente, para determinar lo que sería la base de este diseño conceptual. Luego, se analizaron los posibles proyectos preliminares basados en el concepto de solución óptimo. De estos solo uno fue escogido debido a que tuvo los mejores resultados en una segunda evaluación técnica y económica. Finalmente, se pudo obtener satisfactoriamente un concepto de solución y un proyecto preliminar óptimo, o diseño conceptual, utilizando como base la norma VDI 2221 como metodología de diseño.

En el presente trabajo de investigación se ha realizado el diseño conceptual (en base a la norma VDI 2221) de un exoesqueleto para asistir y proteger la articulación de la rodilla al correr. Este diseño ha sido seleccionado entre varias alternativas de solución luego de una evaluación técnica-económica basada en criterios considerados importantes para un exoesqueleto de este tipo. Se ha realizado una breve revisión de la anatomía, fisiología y biomecánica de los miembros inferiores del cuerpo humano. Así mismo, se han evaluado las necesidades que tendría el usuario del exoesqueleto en mención, así como algunos de los parámetros más importantes al momento de correr. De esta manera, se han determinado los requerimientos con los que debe cumplir el dispositivo mencionado. Se han investigado diversos exoesqueletos y se han estudiado los componentes utilizados en estos. Además, se han hecho comparaciones entre los tipos de actuadores que suelen ser usados y también entre algunas configuraciones especiales de estos. De esta forma, se determinaron los componentes que pueden cumplir con las funciones de la matriz morfológica para cada dominio (mecánico, eléctrico – electrónico y de control). Se presentan también las alternativas para la estructura de funciones y se elige aquella considerada óptima, a partir de la cual se han elaborado las matrices morfológicas respectivas y se han propuesto las alternativas de solución que cumplen con el objetivo general de este trabajo.

El presente trabajo de investigación detalla el procedimiento realizado para desarrollar una propuesta de diseño conceptual de una silla de ruedas con posicionamiento bípedo para personas parapléjicas. Utilizando la metodología VDI 2221 de la Norma Alemana se realizó el proceso de investigación, planteamiento y selección necesaria para obtener el diseño conceptual. Se inició con el planteamiento de la problemática y dificultades que tienen las personas parapléjicas al realizar actividades comunes que no tendría una persona que puede pararse, seguido del estado del arte respectivo para recabar información de dispositivos e investigaciones previas relacionadas al desarrollo o diseño de sillas de ruedas bipedestadoras o similares que simulen el movimiento de una persona al levantarse y mantener dicha posición, así como de la biofísica del ser humano que deberá tomarse en cuenta para el desarrollo del dispositivo. Con la información recabada se detallaron los requerimientos del dispositivo como geometría, peso o dinámica, junto con la estructura de funciones para controlar, energizar o realizar movimientos mecánicos que deberá seguir el dispositivo. Con ello, se realizó la búsqueda de actuadores tal como el actuador lineal, sensores de voltaje para la batería y otros dispositivos necesarios para desarrollar las matrices morfológicas que distinguen cada propuesta de solución. Destacando el uso de un actuador lineal eléctrico que logrará soportar todo el peso durante el movimiento, el cual junto con un acelerómetro permitirán un mayor control y suavidad a la hora del movimiento del usuario durante el cambio de posición. Finalmente, se detalló cada una de las propuestas de solución, de las cuales se hizo una evaluación técnica y económica evaluando complejidad, facilidad de uso, ergonomía y costes para obtener una propuesta ganadora. Siendo esta propuesta mejorada y detallada en mayor profundidad en sus uniones, distribución de piezas y componentes para obtener el diseño conceptual que cumpla adecuadamente con los requerimientos y funcionamiento esperado del dispositivo.

Se realizó un estudio de la forma de operación de los equipos generadores de oxígeno por proceso PSA, aplicables a concentradores de oxígeno medicinales, tanto en el diseño tradicional, como las nuevas tendencias en investigación. Se identificó que los parámetros técnicamente viables de modificar correspondían a 4 de entre 17 evaluados. Tras el diseño y construcción de un prototipo de pruebas acorde a la necesidad, y bajo las exigencias de trabajo durante la pandemia del Covid19; limitaciones en actividades como movilidad, compras locales, importaciones, presupuesto, y un periodo de entrega de pocas semanas, los 4 parámetros evaluados; tipo de zeolita, presión de base de la columna, tiempos del ciclo y orificio de regeneración. fueron tratados de forma preexperimental y aleatoria a fin de determinar su orden de influencia en el sistema. Posteriormente, fueron modificados en virtud de su grado de influencia en el sistema, a fin de determinar un punto “óptimo”, el cual finalmente fue analizado de forma más rigurosa estadísticamente. Se determinó que, si bien solo fue posible alcanzar la meta de producción en un 70 %, bajo las condiciones de diseño y operación especificadas, se pudo lograr un factor de aprovechamiento del adsorbente de aproximadamente 356 lb de adsorbente por tonelada de oxígeno con 82 % de pureza al día. El documento se divide en cuatro capítulos. El primero, correspondiente a la investigación del estudio de la tecnología. El segundo capítulo aborda las tareas de diseño del prototipo para pruebas, finalizado en una sección de planos. El tercer capítulo, aborda la problemática de la manufactura, así como la metodología experimental a aplicar y la instrumentación requerida. Finalmente, el cuarto capítulo, aborda la parte netamente experimental de toma y tratamiento de datos.

En el presente trabajo se ha desarrollado un modelo de protocolo guía de actividades enfocado en el proceso de evaluación del rendimiento y seguridad del equipo concentrador de oxígeno COVOX. Los ensayos diseñados permiten cuantificar la precisión, exactitud y nivel de riesgo del equipo, esto en base a estándares normativos aplicables. La ejecución de las pruebas se realizó en un ambiente controlado, el cual junto con equipos de medición y medidas de control de riesgos adecuadas permitieron realizar las mediciones de manera eficaz. Posteriormente, se realiza la etapa de análisis de datos empleando Python, un software de programación aplicado para ciencias de datos, con el cual se realizaron los cálculos estadísticos y gráficas empleadas en el formato de reporte final de calibración por cada equipo evaluado. Este trabajo considera una síntesis de la adopción, modificación de estudios similares, descritos en la literatura científica, teniendo en consideración la metodología aplica para la obtención y procesamiento de datos, además de los cuidados necesarios para preservar la integridad del equipo de trabajo e instrumentos de medición. Del mismo modo que otros trabajos, el presente estudio representa el esfuerzo de la academia por ofrecer una solución al país, en medio de la crisis de salud mundial por COVID-19 que dio a conocer el aporte de diversas instituciones, en ramas de la investigación, y su importancia para preservar la salud y la vida.

El siguiente trabajo de investigación presenta una metodología para la implementación de accesorios de ventilación no invasiva (VNI) al ventilador mecánico MASI, ventilador de emergencia elaborado para suplir la falta de estos durante la pandemia de COVID-19. El trabajo aborda la problemática que surge al MASI no contar con una óptima cualidad no invasiva totalmente implementada debido a su corto tiempo de desarrollo. La cual permita atender pacientes en primera línea o apoye en su recuperación post estancia en las unidades de cuidados intensivos. Para cubrir la necesidad identificada se elaboró un protocolo de pruebas con el objetivo de encontrar el accesorio que se acople mejor a MASI. Entre los que fueron probados están la máscara facial, la cánula de alto flujo y el casco de ventilación. Luego de ello se realizó un análisis para determinar el de mejor acoplamiento donde, en base a estos primeros resultados, se realizaron correcciones al protocolo para reducir los errores encontrados. Finalmente, en base a lo observado en el comportamiento de VNI de MASI, se hicieron propuestas de modificaciones de software y hardware para mejorar los aspectos de no invasividad de MASI, así como recomendaciones de uso del ventilador en modo de VNI en su estado actual basándose en los resultados obtenidos en las experimentaciones.

Se llevó a cabo en conjunto entre los miembros de la Pontifica Universidad Católica del Perú (PUCP) y la Universidad Peruana Cayetano Heredia (UPCH) el desarrollo de un equipo el cual busca apoyar al personal de salud desinfectando las mascarillas N95. Para el equipo, es necesario contar con un dispositivo que mida en cada desinfección el nivel de irradiación UV-C para garantizar la correcta desinfección de las mascarillas. Existen equipos comerciales; sin embargo, estos cuentan con una limitada cantidad de sensores y la extensión de los cables para las sondas no se adaptan al diseño del equipo; sumado a su alto costo y poca accesibilidad, debido a la dificultad en las importaciones provocada por la pandemia. El presente trabajo tiene como objetivo el diseño de un sistema medidor de irradiación UV-C de bajo costo con la cantidad de sensores y adaptación para el monitoreo adecuado de la dosis de irradiación UV-C del equipo. Para realizarlo, se comenzó describiendo las mascarillas N95 y sus métodos de desinfección junto con los estudios en los cuales se mide la intensidad de radiación UV-C. Luego, se describe la radiación ultravioleta en el espectro electromagnético. También, se estudian los dispositivos de medición UV-C junto con los métodos para poder medir la irradiación de lámparas UV-C. Con esta base se propone el diseño preliminar que constaría de ocho fotosensores distribuidos en cuatro puntos diferentes dentro del equipo de desinfección. El sistema cuenta con una etapa de acondicionamiento de la señal, luego una etapa de transmisión donde esta señal es convertida de voltaje a frecuencia y posterior recepción en el cual se cuentan los pulsos eléctricos para poder así obtener la irradiancia. Con la dosis de irradiancia de cada punto se indica al usuario si el equipo alcanzó la dosis requerida de desinfección; además, se encarga de almacenar la fecha, hora y dosis suministrada en cada punto para su posterior análisis. Finalmente, se realizan pruebas del sistema y se compara con mediciones realizadas por el ILT2400 UVBGI-NB, equipo comercial certificado desarrollado por International Light Technologies.

La población representada por las personas de edad avanzada cada vez es mayor. Muchos de ellos poseen problemas propios de su edad tales como motrices y cardiacos. Impidiéndoles, según el grado de discapacidad, la accesibilidad tanto a lugares públicos y privados como consecuencia de esa limitación. Es por eso que debido a las razones expuestas, es necesario desarrollar un sistema de asistencia técnica que permita que estas limitaciones en cuanto a la accesibilidad del usuario a cualquier espacio disminuyan. Los objetivos del proyecto son desarrollar un sistema que permita que el usuario se sienta cómodo y seguro al usarlo, posibilite a sus apoderados tener conocimiento de su estado cardiovascular y ayude a subir o bajar escaleras. La presente tesis propone el desarrollo de un sistema mecatrónico de asistencia técnica para las personas de edad avanzada. Para lograr los objetivos expuestos, se establecieron 6 subsistemas. Entre ellos tenemos a los siguientes: El primer subsistema es el de la alimentación con energía eléctrica del diseño mecatrónico. Este permitirá suministrar los valores de tensión y corriente adecuados para los sensores y actuadores utilizados. Luego tenemos al subsistema de interfaz. Este posibilitará que el usuario interactúe con el sistema mecatrónico. El tercer subsistema es el sensado de la frecuencia cardiaca y el posicionamiento satelital. A través de un monitoreo se enviará información por mensaje de texto sobre el estado cardiovascular del usuario. Además, permitirá registrar anomalías que ocurren cuando la frecuencia muestreada es mayor a los 100 bpm o menor a los 60 bpm. Por lo que el sistema diferenciará 3 estados: alta, normal y baja. El posicionamiento satelital permitirá obtener la longitud y latitud de la ubicación de la persona. El cuarto subsistema es el de detección de desniveles. Permitirá que el nivel de sujeción de la andadera se acomode al nivel adecuado, valor cercano a la altura a la que se encuentra la cadera, cuando el usuario suba o baje desniveles. El quinto es el control de los motores del Tri-star. Este mecanismo permitirá que el usuario pueda subir o bajar las escaleras a través del diseño mecatrónico. Finalmente, la función del último subsistema es el del control del frenado. Este permitirá disminuir la velocidad de traslado. El trabajo se presenta en cinco capítulos. El primer capítulo plantea la problemática que afronta el sistema mecatrónico. El segundo capítulo describe los requerimientos del sistema y así mismo explica detalladamente los subsistemas que lo conforman. El tercer capítulo explica el concepto electrónico, mecánico y de control del sistema mecatrónico a través de los sensores, actuadores, planos y diagramas de flujo. El cuarto capítulo presenta el análisis de costo del sistema mecatrónico. Por último, el quinto capítulo muestra las conclusiones que se han obtenido al finalizar este proyecto.

Una de las principales causas de accidentes vehiculares a nivel mundial es la fatiga y somnolencia en conductores. El sector minero no es ajeno a esta situación ya que en el año 2021 se reportó 2 accidentes vehiculares mortales en carretera donde fallecieron 42 trabajadores mineros que se transportaban en autobuses. La presente tesis describe una solución tecnológica frente a esta problemática la cual es la implementación de un sistema de prevención de fatiga y somnolencia en conductores que se basa en el uso de relojes inteligentes para el monitoreo de calidad de sueño eficiente. Este control de ingeniería consiste en que a cada conductor se le asigna un reloj que se lo coloca al momento de dormir y este dispositivo almacena la información del usuario la cual es transmitida por bluetooth a una Tablet que a su vez envía esta información a un servidor donde esta se procesa en la plataforma de Sleep Intelligence mediante un algoritmo y al final devuelve la información clasificando a cada conductor con su respectivo nivel de riesgo de fatiga y somnolencia (bajo, medio, alto y crítico) e indica su tiempo de sueño eficiente. Estos datos ayudan a los supervisores a tomar medidas de control claras, rápidas y fundamentadas frente a casos críticos y así evitar incidentes de alto potencial. Además, se muestra los resultados obtenidos durante la implementación y uso de relojes inteligentes en la empresa STRACON en proyecto Pierina del periodo de mayo a diciembre 2023. En resumen, esta tesis describe la implementación del sistema de gestión de fatiga y somnolencia basado en el uso de relojes inteligentes cuyo principal objetivo es la eliminación y/o disminución de incidentes ocurridos durante el transporte de personal cuyas causas pudieran ser la fatiga y somnolencia en los conductores. Este sistema demuestra ser un control efectivo y replicable a otras empresas que tengan el objetivo de mejorar la gestión de fatiga y somnolencia en sus conductores.