Este trabajo plantea el desarrollo de un sistema mecatrónico sumergible que trabaje junto a un computador en una embarcación. El proyecto tiene como propósito indicarle al operario si el cardumen se puede pescar según las reglas impuestas por el Instituto del Mar Peruano (IMARPE) y por el Ministerio de Producción (PRODUCE). Dichas instituciones indican que solo se puede pescar un cardumen donde la cantidad de juveniles, especies con menos de 12cm, sea menor al 10% del cardumen (MINISTERIO DE PRODUCCIÓN, 2015). Para ello, el vehículo sumergible (ROV) del sistema cuenta con cámaras estereoscópicas, las cuales son capaces de medir la longitud en centímetros de las imágenes tomadas. En el presente proyecto, se grabará un video del cardumen y este será enviado a la estación en tierra, donde el computador será el encargado de realizar el procesamiento y dar los resultados al usuario. El documento inicia una recopilación de información referente a la temática del sistema propuesto, presentando el estado del arte, el marco teórico y posibles interesados. Luego, se realiza un estudio de los requerimientos del proyecto, los procesos internos que este debe realizar, se proponen soluciones y se mejora la solución ganadora. Finalmente, se realizaron las modificaciones necesarias al ROV (a nivel mecánico y electrónico) y se desarrolló el algoritmo de procesamiento de imágenes. Este trabajo ha sido elaborado con la finalidad de sentar las bases para desarrollar proyectos que mejoren el uso de los recursos marinos sin dañarlos. Dado que el proyecto es bastante amplio y el procesamiento de las imágenes puede volverse muy complejo, se considera que el presente trabajo puede ser complementado y mejorado por especialistas en procesamiento de imágenes y en temas de diseño de vehículos sumergibles.

Actualmente, se utiliza el piranómetro como instrumento de medición de la irradiancia global (suma de las irradiancias directa y difusa). Sin embargo, los distintos tipos de irradiancia tienen un distinto rendimiento en las tecnologías de paneles fotovoltaicos que recientemente se están estudiando. Por lo tanto, el rendimiento de un panel está ligado a las cantidades de irradiancia de cada tipo y, por ende, deben ser cuantificadas para la evaluación del rendimiento de los paneles fotovoltaicos. Entonces se propone el diseño conceptual de un sistema de filtrado de irradiancia directa en piranómetros para que un usuario pueda cuantificar de forma automatizada estos tres tipos de irradiancia con un solo piranómetro. Anterior al diseño conceptual, se realiza un estudio del fundamento teórico sobre la radiación solar y las tecnologías existentes comerciales para la problemática. Luego, la lista de requerimientos es planteada según exigencias del laboratorio de paneles fotovoltaicos de la sección de Física de la PUCP y de la aplicación. En base a esta lista, se desarrollan los conceptos de solución siguiendo la metodología de diseño mecatrónico VDI 2206 y metodología de diseño de productos VDI 2221. Posteriormente, los conceptos de solución son evaluados técnica y económicamente según la metodología VDI 2225. Finalmente, se concluye con el desarrollo del concepto de solución óptimo del sistema. Este cumple con la propuesta de diseño de este documento y se encuentra listo para un próximo diseño de ingeniería.

El presente trabajo de investigación tiene por finalidad presentar el diseño conceptual de un sistema automático para la clasificación de paltas tipo Hass por medio de visión artificial. La propuesta surge como consecuencia de las pérdidas que genera la clasificación manual por simple inspección antecedentes en la realidad peruana. Por ello, el objetivo principal de la investigación es diseñar un sistema automático compacto, competitivo laboralmente y rentable con el fin de empoderar a los pequeños y medianos productores. La solución óptima se compone de módulos que se encargan de una tarea desde la alimentación, transporte, disgregación y clasificación de los frutos. El funcionamiento sinérgico de la máquina permite clasificar el producto en 5 calibres distintos regulables según las especificaciones del usuario. Como resultado, se dispone de cálculos teóricos que prueban la efectividad del proceso y su viabilidad económica demostrando así la posibilidad de diseñar un sistema clasificador de paltas que opera por medio de métodos no invasivos disponibles en el mercado.

Los primeros años de la educación del hombre son de suma importancia y, claramente, la forma en la que se imparte tiene consecuencias en los resultados. Países líderes en modelos educativos, como Finlandia, brindan especial atención a la enseñanza mediante actividades lúdicas e involucran a sus estudiantes en un entorno tecnológico que ofrece herramientas para desarrollar sus habilidades. Este modelo ha generado muy buenos resultados que se evidencian en la mínima brecha de aprendizaje entre estudiantes. En el Perú, los resultados nacionales de las evaluaciones censales no son muy alentadores, pues menos del 40% de los estudiantes del 4° de primaria evaluados alcanzan un nivel satisfactorio de aprendizaje. En este contexto, entendiendo la importancia de la educación durante los primeros años, el presente trabajo de investigación tiene como objetivo diseñar un dispositivo mecatrónico que promueva habilidades lógicas y motrices en niños de 5 a 8 años. El dispositivo propuesto consta de dos partes: Robot Base y Parte Extraíble, comunicados entre sí de forma inalámbrica. El primero es un robot de tracción diferencial cuyo propósito es desarrollar habilidades lógicas. El segundo es un robot esférico que promueve habilidades motrices principalmente y se ubica al interior de Robot Base. Ambos interactúan con el usuario por medio de una aplicación con la que se pueden ejecutar cuatro actividades: “Guíalo”, “Pásalo”, “Actúa rápido” y “Encuéntralo”. La primera se realiza con Robot Base donde este se desplaza de acuerdo a la secuencia ingresada por el usuario. Tanto la segunda, tercera y cuarta actividad se realizan con Parte Extraíble principalmente; sin embargo, existe interacción con Robot Base durante estas. “Pásalo” es una actividad grupal donde Parte Extraíble es pasado por cada integrante hasta que una alarma suene indicando el fin de la ronda. “Actúa rápido” es una actividad individual donde el usuario tendrá que reproducir las instrucciones dadas por el robot en el menor tiempo posible: gira, agita, grita, presiona. Finalmente, “Encuéntralo” permite jugar a las escondidas, donde el objeto a esconder es Parte Extraíble.

El documento presentado a continuación muestra el diseño conceptual de un dispositivo de rehabilitación de hombro, teniendo en cuenta sus tres grados de libertad. Para lograr esto, se utilizó como base de la metodología a la norma VDI 2221, la cual establece una serie de pasos que se siguieron para lograr obtener un concepto de solución óptimo, con el cual se planteó un proyecto preliminar. En primer lugar, se investigó sobre la problemática y la necesidad existente para el desarrollo de un dispositivo de este tipo, teniendo en cuenta datos actuales como el déficit de terapia física del Perú y cantidad de accidentes que lesionan al hombro cada año. Además, fue necesario el análisis de dispositivos con características similares, que estén en desarrollo o disponibles en el mercado, para tener una idea general de cómo resolver el problema. Luego, se sintetizaron las ideas recopiladas en la parte anterior para así poder determinar ciertos requerimientos que el sistema propuesto debe cumplir, como peso de este y capacidad de movimiento. Con estos requisitos, se pudo pasar a la etapa de diseño conceptual, donde se presentaron posibles soluciones teóricas, las cuales fueron evaluadas para determinar cuál de esta sería trabajada en este documento. Posteriormente, con el concepto de solución determinado, se pasó a la propuesta de proyectos preliminares, los cuales también fueron evaluados de acuerdo con criterios técnicos y económicos para obtener así un proyecto óptimo. Finalmente, se concluyó que con la ayuda de la norma VDI 2221, la cual otorgó la metodología utilizada para el desarrollo de este proyecto, se puede obtener satisfactoriamente un concepto de solución y un proyecto preliminar óptimo. Con esto se estarían dando las bases para posibles trabajos futuros relacionados al tema de la rehabilitación del hombro.

El presente trabajo de investigación tiene como objetivo principal la realización del diseño conceptual de un sistema mecatrónico que ayudará a los restaurantes de pollos a la brasa, a contar con una propuesta automatizada para la cocción y facilitar empaquetamiento de pollos, buscando realizar el empaquetamiento sin la intervención humana. Para lograr el objetivo principal, se debe determinar los factores de mercado, implementación y tecnología en relación a los hornos de pollos a la brasa. Con el diseño del horno, se busca brindar una solución que de mayor resiliencia a las pollerías frente a factores adversos como a las consecuencias producto del COVID-19. Como principal conclusión del trabajo, se logró diseñar preliminarmente un horno de pollos a la brasa, que luego de alcanzar la cocción deseada, serán extraídos automáticamente para ser llevados a una máquina empaquetadora.

En los últimos años el gobierno peruano ha recurrido al uso de la radiación solar para la generación de energía eléctrica en zonas de difíciles accesos, una de estas zonas se ubica en el Sur del país, específicamente en Las Islas flotantes de los Uros, debido a que su ubicación hace inviable el uso de torres de altas tensión para la electrificación urbana. El sur del país constituye una de las zonas con mayor potencial fotovoltaico de Sudamérica; sin embargo, la estructura de los paneles fotovoltaicos implementados en esta zona son estructuras no móviles, por lo cual no se aprovecha todo el potencial fotovoltaico, es decir, no se aprovecha la generación de energía en todas las horas solares. Por tal motivo, el presente documento realiza la investigación para el desarrollo del diseño conceptual de un seguidor solar de dos ejes de libertad para paneles fotovoltaicos auto configurable, esta última caracteriza, es debido a que el estudio responde a las poblaciones de localidades aisladas o de difícil acceso; en donde es inviable el acceso de personal que brinde algún tipo de configuración inicial. En primer lugar, se realiza el estudio del estado del arte de las tecnologías; en donde, se investiga productos comerciales, patentes y artículos relacionados al tema; así también, se describe los componentes de un sistema fotovoltaico y los tipos de seguidores solares, posteriormente, se conceptualiza diseños de solución tomando como referencia la norma alemana para el diseño de equipos mecatrónicos VDI 2206. Finalmente, en base a un análisis técnico – económico, se escoge y desarrolla la opción más viable; obteniéndose el diseño conceptual de un seguidor solar que, a través de dos ejes de movimiento angular, acimut y altitud, permite el movimiento total de la orientación de los paneles fotovoltaicos para que estos puedan recibir los rayos solares en un ángulo perpendicular. Además, el sistema cuenta con un algoritmo que permite iniciar el sistema sin la necesidad de una configuración inicial. Logrando así, asegurar el aprovechamiento del nivel de radiación incidente en los paneles fotovoltaicos en todas las horas solares y, por ende, asegurar la máxima captación de energía solar.

En el presente trabajo de investigación se desarrolló el diseñó preliminar de un dispositivo estacionario para la rehabilitación de pacientes adultos con tendinitis de la mano con 3GDL, este diseño incluye tres movimientos importantes de la mano y muñeca los cuales son flexión-extensión, desviación radial-cubital de la muñeca y la contracción de los dedos. Para ello, el presente trabajo se divide en dos capítulos, los cuales son antecedentes-problemática y diseño conceptual. El primer capítulo, se describen la problemática actual del Perú sobre la rehabilitación; el marco teórico donde se abarca la fisiología de la mano para entender mejor la tendinitis; la propuesta de solución, metodología aplicada y el estado de arte, en esta parte se menciona los productos comerciales similares al presente trabajo; la lista de requerimientos que se debe considerar para un buen diseño del dispositivo. En el segundo capítulo, se muestran la estructura de funciones y la matriz morfológica; la evaluación técnico-económicamente de tres conceptos de soluciones para elegir el concepto de solución óptimo que mejor satisface los requerimientos; finalmente, se desarrolla el proyecto preliminar del dispositivo donde se modela en CAD teniendo en cuenta la morfología del brazo del paciente y según el DIN 3302.

La producción de látex natural es una actividad realizada por diversas comunidades amazónicas, todas ellas empleando métodos artesanales y con limitado apoyo técnico. Los ingresos por exportación del cuero vegetal han significado poco más de 5% de las exportaciones no tradicionales del Perú en el año 2010, aumentando constantemente año a año dada la nueva demanda mundial interesada en remplazar el uso de subproductos de los combustibles fósiles por alternativas menos contaminantes. A pesar de todos los factores que hacen favorable la inversión en esta actividad, las comunidades productoras de cuero vegetal no han sido apoyadas activamente estancando la producción a procesos tradicionales, los cuales, tienen menor productividad y seguridad que los procesos industriales usados en otros países. Ante tal problemática, el objetivo general del presente trabajo consiste en el diseño de una procesadora de látex natural para producir láminas de caucho. La ventaja radica en que los procesos al ser automatizados en su mayoría, requieren una mínima intervención de mano de obra, serán más rápidos, se estandarizarán los productos siguiendo normativas de la asociación internacional de caucho y se evitara el contacto directo de las personas con las reacciones químicas producto del coagulado del látex. La procesadora se encarga de 4 procesos, el tamizado del látex para la separación de impurezas, el control de calidad de la mezcla a través de una cámara e inteligencia artificial, el mezclado del látex con el coagulante y el dispensado de la mezcla en una bandeja para su coagulación. El producto final es una plancha de látex de dimensiones 50 mm de espesor con 0.6 metros de ancho y 0.8 metros de largo. Para ser usada en la fabricación de láminas de caucho RSS1

En el Perú existe un escaso número de soldadores calificados; por ello, el país cuenta con mucha demanda de soldadores para los diferentes proyectos que se están realizando como la extensión de los gaseoductos sur peruano, entre otros, pero no se da abasto de soldadores. Esta situación conlleva, por parte de las concesionarias, a recurrir a mano de obra extranjera aumentando los precios de la mano de obra. Los objetivos del presente trabajo de investigación son el diseño conceptual de un sistema automatizado de soldadura orbital para tuberías de. Esto consiste en la pre-selección del diseño mecánico, la pre-selección del diseño electrónico y del sistema de control. Se utilizará la metodología VDI 2221 donde se desarrolla el planteamiento del problema, se desarrollan las propuestas de solución y se selecciona la solución optima. En el presente trabajo se realizó un extensivo estado del arte, el cual sirvió como base para la selección de los diferentes componentes mecánicos que contienen el sistema mecatrónico. Se obtuvieron cinco conceptos de soluciones y se seleccionó el optimo por medio de un análisis técnico vs económico. Del presente trabajo de investigación se concluye que es posible el diseño de un sistema orbital que cumpla con los requerimientos de la norma API 1104. Además, se concluye que para mejorar el sistema automatizado de soldadura orbital es necesario diseñar un sistema de seguimiento de soldadura o incluir alguno ya existente en el mercado.