La susceptibilidad de un componente de presentar fallas en servicio y los numerosos incidentes ocurridos, como por ejemplo en el gasoducto de Camisea, han generado incertidumbre acerca de la integridad estructural de dichos componentes. Ante la necesidad de contar con fundamentos teóricos y criterios técnicos para la evaluación de la integridad de componentes en servicio, han surgido en el mundo normas que posibilitan la toma de decisiones. API 579 es un norma que describe las técnicas de evaluación para equipos a presión utilizados en la industria petroquímica, cuya finalidad es la de diagnosticar la integridad estructural de un componente cuando presenta algún tipo de defecto mientras que está puesto en servicio. Las técnicas de API 579 pueden ser utilizadas para evaluar recipientes a presión diseñados y construidos con códigos ASME BPVC, como también sistemas de tuberías con ASME B31.3, API 650 y 620. Por ello, el presente trabajo de tesis tiene por objetivo evaluar la integridad de una tubería fisurada, basándose en la norma API 579 y simulación numérica por el método de los elementos finitos (MEF). A partir de la norma se implementan procedimientos de evaluación para el caso específico de una tubería fisurada, complementándose dichos procedimientos con simulación computacional enfocada en la determinación de ciertas variables. Los resultados de la evaluación, a partir de los procedimientos implementados y de los modelos computacionales desarrollados, son contrastados con el trabajo del autor H. Sanzi [12], quien es un investigador dedicado al tema de integridad estructural; obteniendo una diferencia de nomas del 9.5%. Finalmente, se realiza un caso aplicativo tratando de evaluar un modelo con las características del primer incidente ocurrido en la línea de transporte de Camisea, de donde se puedo observar que solo considerando el efecto de la presión interna en un modelo de tubería fisurada, se produciría la fuga del hidrocarburo antes de la propagación de la fisura y ruptura del componente. / Tesis

El periodo de constante modernización que se vive en la actualidad, en particular la urbanización de zonas rurales de Latinoamérica, amenaza una de las formas más usadas para transmitir y preservar la cultura, costumbres y anécdotas de una comunidad: la tradición oral. Se hace importante rescatar la identidad cultural de dichas comunidades para lo cual se quiere aprovechar otro aspecto del contexto actual como es la robótica social. En la década reciente se tiene una emergente categoría de robots de servicio que está ganando una presencia significativa en las actividades de la vida diaria. En este contexto, la presente tesis desarrolla el diseño de MUQUI, un robot compañero de comunidad que forme parte de ella y comparta su cultura y tradiciones. Este trabajo se enfoca en la problemática técnica en el desarrollo de MUQUI, centrándose en los requerimientos y funciones que deben ser cubiertos en el diseño, haciendo énfasis en la estética e interacción. En el presente documento se describe a detalle el sistema mecánico y electrónico del robot planteado obteniendo un diseño que posee formas antropomórficas con movimiento de la cabeza, una pantalla para mostrar ojos que permitan comunicar emociones, un proyector en la cabeza para la emisión de imágenes y un sombrero distintivo para identificarlo con la comunidad a la que pertenece. Cuenta con brazos, los cuales mueve mientras habla para reforzar las ideas que busca transmitir y finalmente posee un sistema de locomoción en base a ruedas para desplazamiento. Las formas antropomórficas del robot son logradas a través de carcasas de plástico ABS elaboradas por impresión 3D, todas estas sujetas a una estructura interna formada por planchas de acero que soporta todos los componentes del robot. Con el fin de validar el diseño de la estructura se realiza una simulación por elementos finitos y se implementa y prueba el funcionamiento de la tarjeta que regula la distribución de energía a todo el robot. Con los resultados satisfactorios obtenidos, se puede concluir que se consigue un diseño satisfactorio de un robot proveedor de servicios capaz de desempeñarse como un narrador de cuentos de manera automática. / Tesis

La presente tesis aborda un análisis experimental del rendimiento, y emisiones de gases de escape de los efectos del octanaje y del contenido de etanol de la gasolina comercial sobre el comportamiento de un motor mono-cilíndrico de encendido por chispa que pertenece a un grupo electrógeno CATTINI/RI1500T2 de 1500 W, el cual fue abastecido con distintos gasolinas y gasoholes de distintos octanajes, se varió la relación de compresión y fue instalado en el Laboratorio de Energía de la PUCP. Se utilizaron 3 gasolinas comerciales (gasohol, E7.8) diferenciados por el índice de octano: gasohol 90 plus, gasohol 95 plus y gasohol 97 plus. Posteriormente, mediante un proceso de destilación implementado fue separado el contenido de etanol de estos combustibles. Con ello, se obtuvieron, en total, 6 muestras de combustibles (3 E7.8 y 3 E0). Adicionalmente, se variaron las dimensiones de la cámara de combustión; obteniéndose 3 relaciones de compresión: RC1 (10.1: 1), RC2 (8.4: 1) y RC3 (11.5: 1). Los ensayos fueron realizados en 15 condiciones de carga. Los resultados obtenidos muestran que el consumo de combustible disminuye (mayor rendimiento efectivo) para mayores relaciones de compresión usando un apropiado nivel de octanaje. En referencia a los parámetros calculados, se podría afirmar que el rendimiento efectivo del motor aumenta conforme se incrementa la carga y la relación de compresión; cuando no se tiene evidencia de una combustión anormal para un apropiado nivel de octanaje. Además se logró registrar la vibración del funcionamiento del motor y se identificó un ligero menor nivel de vibración al usar combustibles de 95 octanos. Por otro lado, los resultados de las emisiones muestran que las cantidades de emisiones de CO dependen íntimamente del dosado relativo; para un dosado relativo que incrementó su valor desde 1 a más (mezclas ricas en combustible), sus emisiones de CO aumentaron. Debido al mayor contenido de oxígeno en los E7.8 se tiene una combustión más completa y se reducen las emisiones de CO y no dependió significativamente del nivel de octanaje. En efecto; al haber una combustión más completa, las emisiones de CO2 aumentaron y se tuvo la reducción de los hidrocarburos no quemados / Tesis

En este trabajo se presenta el diseño mecatrónico de una máquina automática encargada de la limpieza del fondo y las paredes internas de los cristales de un acuario ornamental. Esta máquina es capaz de trabajar en acuarios prismáticos con altura de hasta 40 cm, ancho entre 32 cm y 60 cm y largo de hasta 1 m sin la necesidad de retirar el agua del acuario. La máquina, ubicada por encima del acuario, trabaja succionando por zonas circulares (una zona a la vez) el fondo del acuario, mediante una bomba, retirando los desperdicios que se almacenan entre la grava aprovechando su menor densidad. Este proceso de succión se realiza con un actuador lineal que aleja y acerca un succionador al fondo el acuario. Asimismo, la limpieza de los cristales se realiza con gomas de caucho instaladas alrededor del succionador. Cada vez que el succionador se encuentre trabajando cerca de las paredes del acuario, con ayuda del movimiento vertical del actuador lineal, las gomas de caucho limpian los cristales por fricción. El trabajo abarca la selección de los sensores y actuadores, de los planos mecánicos para la construcción de la máquina, los planos de conexiones eléctricas, el diseño de las tarjetas electrónicas específicas para el tablero de control y los bloques de flujo para la lógica que seguiría una programación futura. El costo de fabricación del sistema mecatrónico para la limpieza del fondo y cristales internos de acuarios usando un micro PLC es de aproximadamente US$ 2909. / Tesis

El presente trabajo de tesis está enfocado en desarrollar una metodología para el estudio de los efectos del terreno sobre tuberías de gas enterradas (gasoductos), basado en la problemática encontrada de las cargas inesperadas sobre las instalaciones de gas debido al suelo en proyectos al interior del país, como lo es Camisea. Para lograr este objetivo, se utilizó el modelo constitutivo de Drucker - Prager para representar el terreno, así como también las propiedades de cohesión y ángulo de fricción para definir su comportamiento mecánico. El estudio está basado en el análisis por elementos finitos de diferentes modelos que incluyen terreno y tubería bajo los efectos de diferentes cargas: peso propio del terreno, carga vertical sobre la superficie del terreno, carga oblicua sobre la superficie del terreno y presencia de una falla o plano de deslizamiento al interior del terreno pasando por la posición donde está enterrada la tubería. Para tal estudio, se usó el software ANSYS en sus versiones 14 y 14.5. Asimismo, se trabajó una parte en conjunto con el Centro Internacional de Métodos Numéricos para la Ingenería (CIMNE), quienes apoyaron en el estudio desde su sede en Cataluña, Barcelona. Ellos desarrollaron el modelo de plasticidad de Drucker – Prager en el software COMET y mostraron algunas simulaciones que permitieron estudiar el comportamiento del suelo cuando existen deformaciones plásticas en el mismo. Una vez realizadas las simulaciones y el análisis de las mismas, se pudieron obtener conclusiones que podrán servir como directrices en investigaciones futuras sobre el tema. Se encontró que las cargas sobre el terreno tienen poca o nula influencia sobre la tubería si esta se encuentra enterrada a una profundidad adecuada; además, se observó un aumento de la magnitud de los esfuerzos en presencia de una falla en el terreno, que fue representada como un plano de deslizamiento del mismo. / Tesis

Esta tesis trata de la aplicación de recubrimientos al interior de tuberías, ya que es una tarea complicada de realizar por una persona, pues muchas veces es un lugar inaccesible o muy incómodo para lograr un trabajo de calidad. Para esto se han creado maquinas capaces de pintar el interior de las tuberías; sin embargo, el avance de estas máquinas es manual, es decir, depende del operario y de esta manera no se logra una velocidad constante y por ende un espesor de recubrimiento uniforme. El objetivo de este trabajo ha sido diseñar un sistema neumático que proporcione avance constante a equipos de aplicación de recubrimientos al interior de tuberías. Este equipo es neumático debido a que para usar los equipos de pintado siempre debe haber una fuente de aire a presión. El sistema diseñado jala un cable que está unido al equipo de pintado mediante un rodillo de potencia y un rodillo loco. El rodillo loco proporciona la fuerza normal necesaria para que el rodillo de potencia, el cual es accionado por un motor neumático, jale el cable por fricción. El motor neumático es de 0.36 kW y desarrolla una velocidad máxima de 40 rpm, características que son transmitidas mediante un acople flexible al árbol de transmisión y este las transmite al rodillo de potencia mediante un prisionero. El diámetro del rodillo de potencia ha sido dimensionado para que a una velocidad de 32 rpm, el equipo de pintado tenga una velocidad de avance de 3 m/min, la cual es la velocidad normalmente recomendada por los fabricantes de equipos de pintado para interior de tuberías. Cabe resaltar que la velocidad del motor se regula en campo variando la presión y el caudal de aire que ingresa mediante un regulador de presión y uno de caudal, logrando así la velocidad de 32 rpm requerida. Por diseño, el sistema requiere de 1.49 W para sacar de inercia a los equipos de pintado, este es el punto que requiere de mayor potencia. Dado que el motor seleccionado es de una potencia mucho mayor, las variaciones de carga que aparecen durante el funcionamiento no afectan la velocidad de trabajo del motor, lográndose de esta manera la velocidad constante requerida para el equipo de pintado. / Tesis

En la actualidad, el desarrollo de la minería artesanal en las diversas partes del país está dividida en la minería que se desarrolla informalmente, a espaldas del estado peruano, y la minería formal artesanal, que se desarrolla bajo las leyes y con una serie de beneficios que se otorga. Existen diversos esfuerzos por parte del gobierno para cambiar poco a poco la cara de la minería artesanal, como la ley de formalización de la minería artesanal informal, o el proyecto GAMA, que significa Proyecto de Gestión Ambiental en la Minería Artesanal, y se desarrolla conjuntamente entre los países de Suiza y Perú. Los problemas que se han detectado en cuanto al desarrollo a la minería artesanal van ligados al tema social, económico, ambiental y tecnológico, en lo que respecta al problema ambiental están relacionado al excesivo desperdicio de mercurio por nombrar uno, y en lo que se refiere a los problemas tecnológicos básicamente se refiere a como realizan sus operaciones, lo simple de las técnicas o prácticas empleadas por los mineros artesanales en sus actividades de extracción y la satisfacción que encuentran con los resultados obtenidos, reflejan una actitud conformista y conservadora de los métodos de explotación que emplean. Actitud conservadora que se refuerza con el desconocimiento de alternativas técnicas y la desconfianza que les genera tecnologías ajenas, cuando estas tecnologías no le permiten el control directo sobre el producto de su trabajo individual o resultan poco transparentes para ellos; por ejemplo, retortas y plantas de procesamiento de mineral. La ingeniería puede jugar un rol dentro del proceso de formalización minera, facilitando soluciones tecnológicas, simples y transparentes. En ese sentido, el presente trabajo involucra el diseño de un sistema automatizado de molienda, con características particulares que satisfacen los requerimientos de la minería artesanal. Se ha elegido el proceso de molienda, pues es uno de los más importantes, cuyo resultado afecta directamente la recuperación del material. En el capítulo 1 se presenta la problemática que gira en cuanto al desarrollo de la minería artesanal. En el capítulo 2 se explican los requerimientos que tiene que cumplir el sistema mecatronico diseñado, así como también el concepto de solución a la problemática planteada. En el capítulo 3, se especifican los sensores y actuadores del sistema de molienda, además, se detallan los planos de ensamble y despiece del sistema de molienda y por último se presentan los diagramas de control que hacen posible el funcionamiento del sistema diseñado. En el capítulo 4 se presentan los costos del sistema electrónico, del sistema de potencia y de los elementos mecánicos. En el capítulo 5 pertenece a las conclusiones del sistema diseñado para solucionar la problemática planteada. / Tesis

El presente trabajo tiene por objetivo el diseño de un dispositivo que permita realizar los ensayos funcionales recomendados según estándares internacionales a los implantes columnares interespinosos. No obstante, dada la complejidad del comportamiento columnar, se restringe a la representación del movimiento de flexoextensión dentro del plano sagital, centrando el diseño en la posibilidad de comparar implantes de manera estandarizada. En este sentido, se presenta un modelo vertebral compuesto por los cuerpos y apófisis superior e inferior con 4 resortes que simulan la rigidez del disco intervertebral. Este modelo es soportado por la estructura del dispositivo que convierte la fuerza axial de la máquina de ensayo en un torque que genera la flexión y extensión requerida. Como primera parte, se realizó la revisión de la fisiología, alteraciones, biomecánica, implantes columnares, dispositivos y protocolos de ensayo para poder elaborar la lista de requerimientos. A pesar de no encontrarse dispositivos, ni estándares especializados en implantes interespinosos, se realizó el diseño en base a las recomendaciones dadas por los estándares ISO y ASTM para ensayos de similar naturaleza. En base a la lista de requerimientos se formularon diversos conceptos solución, de los cuales se escogió la solución más óptima mediante un análisis técnico-económico. El procedimiento de diseño mecánico partió de la geometría recomendada por los estándares. Se necesitó realizar el cálculo geométrico de la posición del cuerpo móvil del dispositivo, para obtener el giro en función al desplazamiento axial de la máquina de ensayo. En base al movimiento generado, se calcularon las reacciones por compresión en los resortes y el implante, y mediante las ecuaciones de equilibrio se pudo obtener la fuerza del actuador axial necesaria y las fuerzas generadas en cada elemento. Posteriormente se calcularon los esfuerzos críticos, verificando cada elemento a fluencia y fatiga, así como las deformaciones permisibles del dispositivo. Finalmente, como resultado del trabajo se obtuvo el diseño del sistema mecánico: formas geométricas y materiales definidos, selección de componentes estandarizados, así como los planos de despiece y ensamble del diseño. El costo total para desarrollar este proyecto se ha estimado en alrededor de USD 4,850, tomando en cuenta los costos de diseño, compra de materiales y componentes, costos de fabricación e imprevistos. / 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 presente trabajo tiene como objetivo principal el análisis y diseño estructural de un edificio de concreto armado de seis pisos, ubicado en el distrito de Lince, Lima .El terreno de cimentación corresponde a una grava con un esfuerzo admisible de 4.0 kg/cm² a 1.50m de profundidad. El edificio se ubica en un terreno de 371 m², cuya área techada se distribuye de la siguiente manera: el primer piso será destinado a los estacionamientos de los departamentos, para los depósitos y para el ingreso al lobby, los siguientes pisos son típicos con dos departamentos por piso siendo un total de diez departamentos. El sistema estructural del edificio consiste en un sistema de techado de losas aligeradas y macizas. Y está compuesto en su gran mayoría por muros de corte, columnas y vigas de concreto armado. A partir del predimensionamiento de los elementos se procedió al metrado de cargas por gravedad y posteriormente el análisis sísmico del edificio siguiendo lo indicado en la Norma Peruana de Diseño Sismo resistente E.030. Para el análisis de cargas de gravedad y cargas sísmicas se utilizó el programa ETABS. Se hicieron dos análisis sísmicos, el estático y el dinámico, luego se compararon las derivas y fuerzas internas en cada uno de los elementos estructurales de acuerdo a los requerimientos de las normas NTE E.020 y NTE E.030. Finalmente, se diseñaron los elementos estructurales siguiendo los parámetros de la norma peruana de concreto armado. / Tesis