En la presente tesis se realizó el diseño mecánico de un banco de estirado para tubos de cobre de una pulgada de diámetro nominal, el cual tiene como función principal reducir la sección transversal del material mediante conformado por deformación plástica. Esta máquina fue diseñada para la industria de producción de tubos de cobre sin costura. El proceso realizado por esta máquina se inicia con el estampado de los tubos (swaging) para que las puntas de estos puedan entrar por el agujero del dado y sea sujetada por las mordazas del carro. Luego, los tubos se colocan en la bancada donde está el mandril fijo, cuya función es darle la dimensión final al diámetro interior de los tubos. Después, el operario se encarga de asegurar la parte saliente del tubo en la prensa que tiene el carro de estirado, donde también conectará el gancho del carro con un eslabón de la cadena que gira en la bancada donde se realizará el conformado. Entre las consideraciones para el sistema motriz de la máquina, se seleccionó un motor eléctrico y un reductor de ejes coaxiales con el objetivo de obtener 50 revoluciones por minuto a la salida. La salida del reductor se conecta a un acoplamiento flexible que se une con el árbol que transmite la potencia a la rueda de la cadena para el estirado. Por otro lado, se logró obtener el diseño más económico posible, con el fin de reducir los costos que se tendrían al importar una máquina ya existente en el mercado internacional; basado en un estudio previo de la tecnología ya existente en otros países. Finalmente, en este trabajo se adjuntaron los resultados del diseño, reflejados en los planos de fabricación y detalle que fueron solicitados en el alcance de la tesis, además de la lista de piezas a comprar y del costo total de fabricación de la máquina.

En el presente trabajo se desarrolla el diseño de un martinete, acorde a las características de un equipo de laboratorio universitario, cuya función principal es contribuir al estudio de los parámetros del conformado plástico por impacto. El resultado del trabajo es un equipo con capacidad de 750 N.m por golpe. Cuenta con un mecanismo mecánico para la elevación del martillo accionado por un motor DC, un sistema de liberación del martillo gobernado por un actuador lineal eléctrico DC, unas guías lineales a ambos lados del martillo, un sistema de protección tanto para el usuario como para las partes criticas del equipo y con sensores para registran las cargas ocurridas durante la operación del equipo. En el trabajo no solo se analiza las características de la máquina sino también se determina la capacidad apropiada de la máquina. Esta se determina basándose en los cambios de dimensión de un elemento en particular de aluminio AlSi1. Se utilizaron relaciones empíricas que toman en consideración los parámetros relacionados con los mecanismos de deformación plástica del material evaluado. Se determinó la importancia de cada uno de los parámetros, masa y altura, sobre el proceso de deformación; en base a ello se determinó la carrera máxima del martillo, la cual se asemeja a la de un equipo de producción, y se concluyó con el dimensionamiento del resto del equipo. A partir de la revisión de la tecnología se proponen distintas soluciones para el mecanismo de elevación. Estas propuestas son evaluadas con el fin de determinar cuál es tecnología más conveniente a desarrollar. Se realiza la selección y diseño de los principales elementos que conforman el equipo. Finalmente, se explica las verificaciones mecánicas de los componentes de la configuración definitiva del equipo. El resultado final del diseño se muestra en las ilustraciones del documento y planos.

Los diagramas momento-curvatura permiten percibir de manera clara el comportamiento de secciones dentro de toda su historia de carga. En la presente tesis se realiza el estudio de dichos diagramas para secciones de concreto armado y concreto preesforzado sometidas a flexión monotónica. Se realizó la implementación de un programa en lenguaje VBA (Visual Basic for Applications), en forma de una hoja de cálculo de Microsoft Excel. La hoja desarrollada permite la construcción de diagramas momento-curvatura mediante una interfaz sencilla y de licencia libre. La implementación del programa es transparente y puede ser accedida por el usuario, y su precisión ha sido validada con resultados obtenidos con el programa Section Designer y estudios analíticos hechos por varios autores. La hoja de cálculo desarrollada en la presente tesis es capaz de analizar una gran cantidad de secciones de concreto armado y concreto preesforzado. En el análisis el usuario tiene la capacidad de utilizar cualquier ley constitutiva de materiales mediante su ingreso en forma de puntos de esfuerzo-deformación. Se realizó el estudio de la influencia de diversos parámetros sobre el comportamiento de secciones de concreto armado y concreto preesforzado. Dicho estudio se llevó a cabo utilizando la hoja de cálculo desarrollada. / Tesis

[pt] Expansão de tecido é um processo fisiológico, definido como a capacidade de uma membrana biológica aumentar em área superficial devido a uma deformação imposta. É um processo que pode ser induzido artificialmente, através de técnicas ligadas à cirurgia plástica reparadora que têm como objetivo expandir a pele para a sua utilização em áreas danificadas (queimaduras, grandes cicatrizese tatuagens), reconstrução mamária (após mastectomia), entre outras. Para expandir-se a pele artificialmente, implanta-se o expansor sob a camada da pele do paciente, numa região adjacente ao local onde se deseja efetuar a reconstrução. Em seguida, através de um tubo externo, introduz-se um fluido que irá provocar o aumento do volume inicial e, consequentemente, o aumento da área superficial da pele sobre o expansor. Este é um processo lento, feito em etapas, até que se obtenha a área superficial de pele desejada para cada fim. O objetivo desta dissertação é modelar matematicamente o fenômeno da expansão axissimétrica de tecido biológico, através da teoria da viscoelasticidade para grandes deformações. / [en] Tissue expansion is a well-known plastic surgery technique, based on the ability of biologic membranes to increase its surface area when a deformation is imposed. It is used to repair a wound area (scars, burns), to remove tattoos, in breast reconstruction, etc. This involves inserting a silicon-rubber prosthesis (expander) in its collapsed state under the subcutaneous tissue of the patient, closing the incision, and then inflating the expander slowly with a saline fluid through a one way valve. The skin expands in the form of a dome in unison with the balloon underneath it. The purpose of this work is modelling mathematically axially symmetric tissue expansion of biologic tissue, using Theory of Viscoelasticity for Finite Deformations. / [es] La expansión de tejidos es un proceso fisiológico, definido como la capacidad de una membrana biológica de aumentar su área superficial como consequencia de una deformación impuesta. Este proceso, que puede ser inducido artificialmente a través de técnicas de cirurgía plástica reparadora, tiene como objetivo expandir la piel para utilizarla en áreas dañadas (ejemplo: quemaduras o grandes cicatrices), reconstrucción mamaria (después de mastectomía, etc.) Para expandir la piel artificialmente, se implanta el expansor sobre la piel del paciente, en una región adyacente al local donde se desea efectuar la reconstrucción. Enseguida se introduce, a través de un tubo externo, un fluído que provocará el aumento del volumen inicial y, consequentemente, el aumento del área superficial de la piel sobre el expansor. Éste es un proceso lento, que se realiza por etapas hasta obtener la expansión del área superficial deseada, según los fines. El objetivo de esta disertación es modelar matemáticamente el fenómeno de la expansión asimétrica de tejido biológico, a través de la teoría de la viscoelasticidad para grandes deformaciones.

En la actualidad existe una gran cantidad de tanques de almacenamiento en la industria petrolera, los cuales deben ser inspeccionados con cierta periodicidad para garantizar su buen estado. El mayor problema que existe en la actualidad es que las refinerías evitan realizar estas tareas debido al prolongado tiempo de inspección y se requiere dejar fuera de servicio a los tanques evaluados. En muchas ocasiones, las inspecciones ofrecen resultados favorables, indicando que los tanques se encuentran en buen estado; sin embargo, con la finalidad de evitar que un equipo quede fuera de servicio durante la inspección, se plantea emplear una técnica alternativa de la emisión acústica, la cual evalúe la integridad de los fondos de tanques de almacenamiento, permitiendo un ahorro de tiempo y dinero a la industria petrolífera. La presente tesis está avocada a implementar y documentar la técnica alternativa de inspección de tanques de almacenamiento API- 650, partiendo de los procedimientos generales de inspección hasta la aplicación en un caso específico, cuyos resultados obtenidos mostraron la gran capacidad del método de Emisión Acústica para evaluar la integrad de los fondos de tanques de almacenamiento.

La deformación permanente es una de las principales responsables del deterioro temprano de la capa asfáltica de carreteras. Este tipo de fenómeno, se ve impulsado en el país debido a la carga vehicular pesada y la variedad climática, en particular, las altas temperaturas. Se sabe que el comportamiento de la mezcla asfáltica, depende directamente de los materiales que la constituyen. Y ante condiciones desafiantes, estos materiales son insuficientes. En ese sentido, la presente investigación busca mejorar las propiedades de una mezcla asfáltica convencional mediante la adición de fibras de basalto y lignina, de tal manera que sea menos propensa a sufrir deformaciones permanentes. Para la parte experimental, se contó con agregados procedentes de la cantera Conchán, en Lima. Mediante la metodología de Marshall, se diseñaron dos mezclas asfálticas. La primera mezcla fue elaborada sin aditivos y en base a expedientes técnicos de la zona. La segunda mezcla se elaboró con los mismos componentes y con adición de 0.3% fibras de basalto y 0.3% de fibras de lignina. Las muestras fueron sometidas a ensayos de estabilidad y flujo, índice de rigidez, vacíos de agregado mineral y resistencia a la compresión. Los resultados de la investigación mostraron que al incorporar fibras de basalto y fibras de lignina se aumentan la estabilidad de la mezcla en 7%, el índice de rigidez de Marshall en 6%, el porcentaje de vacíos de agregado mineral en 2% y la resistencia a compresión en 4%. De lo anterior de infiere que la mezcla asfáltica propuesta tiene una mayor capacidad para distribuir la carga, mayor resistencia a la deformación por fluencia, mayor capacidad de expansión para contrarrestar las altas temperatura y, en consecuencia, mayor resistencia a las deformaciones permanentes. / Permanent deformation is one of the main causes of the early deterioration of the asphalt layer of roads. This type of phenomenon is driven in the country due to the heavy vehicle load and the climatic variety, in particular, the high temperatures. It is known that the behavior of the asphalt mixture depends directly on the materials that make it up. And in challenging conditions, these materials are insufficient. In this sense, the present research seeks to improve the properties of a conventional asphalt mixture by adding basalt and lignin fibers, in such a way that it is less prone to permanent deformation. For the experimental part, it was used aggregates from the Conchán quarry, in Lima. Using Marshall's methodology, two asphalt mixes were designed. The first mixture was made without additives and based on technical files in the area. The second mixture was made with the same components and with the addition of 0.3% basalt fibers and 0.3% lignin fibers. The samples were subjected to stability and flow tests, stiffness index, mineral aggregate voids and compressive strength. The results of the investigation showed that when incorporating basalt fibers and lignin fibers the stability of the mixture is obtained in 7%, the Marshall stiffness index in 6%, the percentage of voids of mineral aggregate in 2% and the resistance a compression in 4%. From the foregoing, it can be inferred that the proposed asphalt mix has a greater capacity to distribute the load, greater resistance to creep deformation, greater expansion capacity to counteract high temperatures and, consequently, greater resistance to permanent deformations. / Tesis

Acontecimientos como el colapso de las dos torres del Skyline Center Project en Virginia (1973), el colapso del puente I-35W sobre el río Mississipi en Mineapolis (2007) y, más recientemente, del puente colgante Kutai Kartanegara en Indonesia (2011) ponen de manifiesto la gran importancia y necesidad de monitorizar ciertas estructuras para poder evaluar su seguridad estructural en tiempo real. El éxito de esta tarea depende fundamentalmente de dos aspectos. Por un lado, los sistemas y sensores empleados deben ser precisos y fiables a la vez que posibiliten una instrumentación segura, fácil y económica. Por otro lado, es necesario contar con pautas generales de monitorización de distintas tipologías estructurales que proporcionen una guía sobre cómo debe instrumentarse una estructura. En este contexto general, esta tesis diseña y propone nuevos sensores para la monitorización estructural basados en la tecnología de la fibra óptica por las ventajas comparativas que ofrece este material. La investigación se justifica por las limitaciones de las tecnologías actualmente disponibles y ha comprendido las fases siguientes: - Desarrollo de un sensor óptico puntual basado en redes de Bragg para medir deformaciones y temperaturas. - Desarrollo de un sensor óptico de longitud basado en redes de Bragg para medir deformaciones - Estudio y calibración de sensores distibuidos para medir deformaciones, basados en el fenómeno de dispersión de la luz. - Ensayos con probetas en laboratorio de los sensores desarrollados. - Comprobación y optimización del funcionamiento de los sensores mediante modelos numéricos realizados con el método de elementos finitos. - Comprobación del comportamiento de los sensores en estructuras reales y mejora en su caso de su diseño. Las estructuras monitorizadas abarcan una gran variedad de materiales y tipologías como son el tablero de un puente empujado, una losa postesa de edificación, el encepado de cimentación de un puente atirantado de 318 m. de luz o / Torres Górriz, B. (2012). Definición de las pautas y condiciones de monitorización, encapsulado y fijación de sensores de fibra óptica para la medida de deformación y temperatura en estructuras [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/17802 / Palancia

Hoy en día las regulaciones y normativas nacionales e internacionales demandan a las empresas mineras mayor exigencia en el diseño, construcción, operación y control de las estructuras para el almacenamiento de relaves debido al riesgo y daño social, ambiental y económico que representa una eventual falla. La tesis tiene como objetivo evaluar la estabilidad física de una presa hipotética para almacenamiento de relaves mediante un análisis en término de esfuerzos efectivos (ESA) y un análisis en términos de esfuerzos no drenados (USA), siguiendo el enfoque propuesto por Ladd (1991). La investigación crea un antecedente de un estudio geotécnico para futuros análisis y los parámetros utilizados para este caso aplicativo fueron obtenidos en base a un proyecto con características similares al caso de estudio. A partir de la definición de las condiciones de análisis han sido definidos los parámetros de resistencia al corte para los materiales que conforman la presa seleccionada. Se presenta una discusión y análisis de los resultados de los factores de seguridad obtenidos para la condición estática, pseudoestática y post-sismo, considerando las fallas circular y no circular, siguiendo los criterios establecidos por las guías de diseño internacionales como CDA y ANCOLD. Los factores de seguridad obtenidos muestran que el aspecto que más influye en el valor de los FS son los parámetros de resistencia del suelo relacionado con el tipo de comportamiento que desarrollara el material al momento de la falla, pudiendo ser drenado o no drenado.

Los diagramas momento-curvatura permiten percibir de manera clara el comportamiento de secciones dentro de toda su historia de carga. En la presente tesis se realiza el estudio de dichos diagramas para secciones de concreto armado y concreto preesforzado sometidas a flexión monotónica. Se realizó la implementación de un programa en lenguaje VBA (Visual Basic for Applications), en forma de una hoja de cálculo de Microsoft Excel. La hoja desarrollada permite la construcción de diagramas momento-curvatura mediante una interfaz sencilla y de licencia libre. La implementación del programa es transparente y puede ser accedida por el usuario, y su precisión ha sido validada con resultados obtenidos con el programa Section Designer y estudios analíticos hechos por varios autores. La hoja de cálculo desarrollada en la presente tesis es capaz de analizar una gran cantidad de secciones de concreto armado y concreto preesforzado. En el análisis el usuario tiene la capacidad de utilizar cualquier ley constitutiva de materiales mediante su ingreso en forma de puntos de esfuerzo-deformación. Se realizó el estudio de la influencia de diversos parámetros sobre el comportamiento de secciones de concreto armado y concreto preesforzado. Dicho estudio se llevó a cabo utilizando la hoja de cálculo desarrollada. / Tesis

Recientemente, con la aparición de nuevos sensores visuales de bajo coste capaces de adquirir y reconstruir datos 3D, y de los desarrollos de nuevos métodos, algoritmos y sistemas de percepción basados en información visual 3D, se ha producido una revolución en el desarrollo de aplicaciones robóticas, tales como el reconocimiento de objetos para la interacción de los robots con su entorno en tareas de agarre y manipulado inteligente. Para realizar estas tareas, los robots son dotados con diferentes sensores (como pueden ser cámaras, sensores de presión, fuerza, etc.) que les permitan extraer la información necesaria del entorno de trabajo. En esta tesis serán usados sensores de visión 3D, basados en RGBD. La detección y el reconocimiento de objetos en entornos de trabajo utilizando información tridimensional es un campo de estudio en el que se centran actualmente numerosas investigaciones. Sin embargo, no se ha llegado a resolver por completo el problema del reconocimiento de objetos, en especial cuando el robot se enfrenta a situaciones donde las escenas son complejas. También se debe tener en cuenta temas como el rendimiento de los procesos, ya que cuando se desean desarrollar aplicaciones de manipulado robótico se requieren tiempos de respuesta elevados. Como será discutido durante la tesis, la estructura utilizada para representar los datos e información 3D serán las nubes de puntos. Existen diferentes métodos que permiten extraer la información necesaria de ellas con el fin de reconocer y recuperar la pose de los objetos que contienen. Principalmente hay dos grandes tipos de aproximaciones, las que se basan en información local de las variaciones de la superficie y las que se basan en las características globales de la superficie. El primer grupo ha alcanzado una relativa madurez y esto ha conducido a sistemas de reconocimiento robustos. Sin embargo, presentan inconvenientes como tiempos de computación elevados cuando se trabaja con nubes de puntos densas para representar objetos, o de los elevados requisitos de memoria. El segundo grupo, basado en la extracción global de características, representan la geometría de una superficie con una única firma o histograma (en ocasiones la mezcla de ambos). De este modo se consiguen métodos de descripción con un rendimiento mucho más eficiente. Esta tesis discute cual de las dos aproximaciones es más idónea en tareas de manipulación robótica, para ello se realiza un amplio estudio a nivel teórico-práctico, del cual se presentará un nuevo método de descripción basado en información geométrica global. Por otro lado, se hace especialmente difícil el problema de la manipulación robótica cuando los objetos a manipular tienen propiedades de elasticidad. Como segundo objetivo de esta tesis es presentar un sistema de percepción visual para tareas de manipulación robótica de objetos elásticos. La percepción visual es idónea en tareas de agarre complejas o de manipulación inteligente para ayudar al control de robots cuando otros sistemas sensoriales, como pueden ser los sistemas de percepción táctil o de fuerza, no son capaces de obtener información útil. El sistema visual que se presenta, sirve como soporte de ayuda a otros sistemas de percepción basados en tacto, para llevar a cabo tareas de manipulación de objetos con propiedades de elasticidad. Por un lado, el sistema propuesto presenta una aproximación visual cuyo objetivo es supervisar la interacción entre el objeto manipulado y la herramienta robótica, ya sea pinza o mano, con la que se realiza la manipulación del objeto. Esta aproximación es de gran utilidad en ausencia de información procedente de otro tipo de sensores (p.e. fuerza o táctil) o cuando ésta es pobre o presenta inconsistencias. Por otro lado, el método de supervisión, también, está concebido para medir cambios en la geometría de la superficie del objeto manipulado y por lo tanto, éste es capaz de detectar y localizar deformaciones en la superficie causadas por presiones inadecuadas aplicadas por los dedos de la pinza o mano robótica. Todo los métodos y sistemas propuestos en la presente tesis han sido probados utilizando bases de datos públicas, además los experimentos desarrollados se han realizado empleando distintas plataformas robóticas, pero en todas ellas se emplea como herramienta de manipulación una mano antropomórfica de varios dedos. Es de destacar, que además de utilizar bases de datos de objetos públicas, también se ha desarrollado una base de datos de objetos simples con formas geométricas ambiguas. En el último capítulo de esta tesis se utiliza, un conjunto de objetos para realizar las pruebas en las cuales los elementos a manipular tienen distinta geometría y están fabricados con distintos materiales; esto permite mostrar el comportamiento de la estrategia presentada cuando los objetos tienen distintas propiedades de rigidez, elasticidad y flexibilidad.