Ingeniería Mecánica (Lic.)

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Estudio y diseño preliminar de un vehículo aeronáutico de despegue y aterrizaje vertical
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) Utili Martínez, Luigi
En este trabajo se realiza el estudio y diseño preliminar de un vehículo aeronáutico que cumpla con tareas de rescate en zonas difíciles de llegar, contando con una cualidad muy importante como es el despegue y aterrizaje vertical. La nave llevará hasta 5 personas o su peso en víveres, medicinas y otros objetos. Este estudio es importante pues constituye una forma diferente, fácil y original de poder realizar tareas que se hacen muy complicadas con las herramientas que se tiene actualmente en Perú.
Grupo de generación Kaplan tubular para 3.0 Kw de capacidad
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) Pérez Pantoja, Piero
La presente tesis trata del estudio de un tipo en particular de turbinas hidráulicas que viene a ser la turbina axial semi Kaplan tubular que consiste en un diseño especial que usa un rodete Kaplan de álabes fijos al cual se antepone un distribuidor axial, también de álabes fijos, ambos montados en una carcasa cilíndrica, prescindiendo así de la carcasa espiral. Inmediatamente al conjunto anterior se le instalará un tubo de aspiración recto o acodado según sea el caso. De este modo el flujo discurre paralelo al eje sin mayores cambios de dirección lográndose así un ahorro de espacio y también de costos civiles, de materiales y de fabricación.
Modelación y simulación dinámica de un brazo robótico de 4 grados de libertad para tareas sobre un plano horizontal
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) López Apostolovich, Luis Felipe
En el presente trabajo se realizó la modelación y simulación de la dinámica inversa de un robot articular de cuatro grados de libertad que usa láser para realizar corte de precisión de madera y tiene definida su superficie de trabajo en un plano horizontal. Este trabajo es una parte de un proyecto multidisciplinario desarrollado por tesistas de Ingeniería Mecánica e Ingeniería Electrónica que busca desarrollar máquinas automáticas industriales para uso en nuestro país, y obtener las herramientas y el conocimiento para poder mejorar nuestros propios procesos. En el proyecto se realizó el diseño preliminar del mecanismo base correspondiente al brazo robótico, lo que incluyó el dimensionamiento previo de los eslabones y la definición de los pares cinemáticos. Estas características fueron determinadas de manera que el robot sea capaz de ubicarse sin problemas en toda el área de trabajo.
Diseño de un sistema de calefacción alimentado por un aerogenerador
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) Gonzáles Seabra, Luis Alberto
El presente trabajo parte de la necesidad de un sistema de calefacción eléctrica en lugares remotos donde estar conectados a la red de electricidad local es imposible por motivos de inviabilidad económica o por el simple hecho de que esta no exista; un lugar donde ocurre esto es en la Estación Científica Antártica Machu Picchu (ECAMP); ésta es una estación en la cual investigadores peruanos trabajan durante los meses de Enero y Febrero de todos los años, habitan en ella 32 personas durante estas expediciones. La ECAMP se encuentra ubicada en la Ensenada MacKellar, Bahía de Almirantazgo, Isla Rey Jorge, zona en la cual durante la época de Verano Austral (DiciembreMarzo) se perciben temperaturas promedio por debajo de los 5C, siendo 2 grupos electrógenos Diesel de 50 y 40 kW, los cuales brindan electricidad para los equipos de la estación incluyendo a los calefactores eléctricos en la actualidad.
Construcción y ensayo de una rueda hidráulica de corriente libre de 2 m de diámetro
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) Heredia Sánchez, Luis Felipe
Las ruedas hidráulicas representan una alternativa sencilla, confiable y ambientalmente amigable para la generación de potencia, mecánica o eléctrica. Utilizan como fuente energética un flujo de corriente de agua, no producen desperdicios significativos en la transferencia energética, ni requieren mayores trabajos de obras civiles que alteren el área donde se instalan. Además, dada su facilidad constructiva, no requieren conocimientos técnicos avanzados en su diseño, fabricación y manejo. El objetivo de este trabajo es establecer relaciones cuantitativas sencillas que permitan ponderar el comportamiento de una rueda hidráulica basándose en características básicas del mecanismo y la fuente del recurso energético. Se desea también obtener información cualitativa del funcionamiento de la rueda para una estructura en particular.
Diseño y fabricación de un equipo tensador de alambre liso y/o de púas para la instalación de alambrados tradicionales
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) Castro Chevarría, Alexei Javier
En el presente trabajo se busca solucionar el problema de incomodidad y largas jornadas de trabajo en la instalación de alambrados tradicionales, entendiéndose por alambrado un sistema constituido por uno o mas alambres horizontales generalmente paralelos al suelo los cuales están sostenidos por postes verticales y grapas para mantenerlos en su posición de trabajo, este es útil en la división y subdivisión de las áreas de pastoreo del ganado. Se plantea una solución al problema mencionado mediante el diseño, fabricación y puesta a prueba del prototipo de un equipo que tiene como función principal tensar adecuadamente cada uno de los alambres ya sean estos lisos o de púas.
Planificación, construcción y reparación de construcciones soldadas : análisis de tres casos
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) Coloma Vera, Pedro Augusto
La soldadura es una actividad compleja. Metodológicamente estudiada y aplicada, puede producir resultados técnicamente adecuados y económicamente beneficiosos. La soldadura brinda soluciones en fabricación, reparación y mantenimiento de infraestructura y equipos. Esta tesis presenta un análisis de tres casos en los cuales la aplicación de conocimientos y estandarización existente, permite resolver el problema generado permitiendo un desempeño adecuado del equipo en servicio y a su vez el ahorro de considerables cantidades de tiempo y dinero para los ejecutantes.
Diseño de una máquina desmotadora de algodón para la variedad Tangüis / Oscar Eduardo Narváez Alvarado
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) Narváez Alvarado, Oscar Eduardo
La presente tesis comprende el diseño de una máquina desmotadora de algodón, cuya función principal es separar al algodón cosechado proveniente del campo en fibra y semilla para su posterior uso industrial. La máquina desmotadora fue diseñada para procesar al algodón tipo Tangüis, mismo que es sembrado en la costa central y sur del Perú. La máquina desmotadora ocupa un espacio aproximado de 1.90m de largo por 1.30m de ancho y una altura de 1.60m, provista de guardas de seguridad para las zonas donde existen poleas o engranajes de transmisión de potencia. La energía suministrada es por medio de un motor eléctrico de 30HP. La máquina tiene una capacidad de desmotado de 350Kg de fibra desmotada por cada hora de trabajo. El algodón ingresa a la máquina a través de una tolva que alimenta al sistema de desmotado. El desmotado del algodón es realizado mediante un mecanismo conocido como sistema de sierras y costillas. Finalmente la recolección de los productos de salida es realizada en dos depósitos, uno para fibra y otro para semilla. En la primera parte de la presente tesis se describe las características del algodón, el proceso de obtención de la fibra de algodón y las cualidades requeridas para su posterior uso. Finalmente se presenta el análisis de la actividad algodonera en el país para comprender la necesidad del diseño propuesto en la presente tesis. El trabajo propio de diseño, se realizó aplicando la metodología utilizada en los cursos de “Diseño Mecánico 1 y 2” de la especialidad de Ingeniería Mecánica de la Pontifica Universidad Católica Del Perú y considerando la información presentada en el primer capítulo. La memoria de diseño es acompañada de los planos de ensamble y fabricación. Finalmente, se realizó el análisis económico de la fabricación y montaje de la máquina en base a cotizaciones realizadas por empresas metal mecánicas de nuestro medio, llegando a un costo total menor que el costo de una máquina similar ofrecida en el mercado, lo que completa y hace que la presente tesis sea una propuesta válida para la solución de la necesidad a cubrir. Se adjunta al trabajo observaciones, conclusiones y anexos utilizados.
Sistema de transporte neumático para quinua con una capacidad de 1200 kg/h
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) Gonzáles Seabra, Pedro Edgar
El presente proyecto propone una alternativa de solución para un transporte de quinua desde un sótano hasta el piso 13 del edificio de manipuleo de una planta de procesamiento de alimentos ubicada en el distrito de Chaclacayo para que éste pueda empezar el proceso de limpieza. El sistema que se ha decidido utilizar es un sistema de transporte neumático utilizado frecuentemente para materiales a granel. Consta de 6 capítulos necesarios para la ejecución del proyecto.
Montaje y puesta en marcha de una planta de alimento balanceado con capacidad de 3 tn/h
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) Salazar Castro, Jorge Luis
La finalidad del presente trabajo permitirá conocer el proceso para realizar el montaje y la puesta en marcha de planta de alimento balanceado, se evalúa criterios teórico prácticos para la realización del diseño de planta, el grado de conocimiento y experiencia en fundamental para llevará correctamente la ejecución de un proyecto. Se debe considerar durante las etapas de montaje criterios de orden técnico económicos como la disponibilidad para alquilar maquinaria yo herramientas que simplifiquen el trabajo de las personas pero sin que esto afecte el presupuesto ya elaborado, debemos evaluar alternativas de solución y finalmente establecer procedimientos de trabajo para poder conocer al detalle que actividades desempeñara cada persona durante una etapa de montaje de equipos para disminuir el riesgo y trabajar de forma mas segura.
Calidad de recepción de materia prima y aumento de eficiencia en recuperación de aceite a partir del agua de bombeo en una planta pesquera
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) Alva Rondón, José Luis
En este trabajo monográfico se quiere poder determinar mediante experiencias y el análisis de otros trabajos realizados en diferentes empresas pesqueras a nivel nacional; de los cuales se ha podido realizar una determinada recolección de datos y mejores maneras del aprovechamiento en la recuperación de las grasas de la materia prima, en esta monografía se trata de dar algunas pautas para una adecuada programación en la recuperación de sólidos grasos en el agua de bombeo, la cual pasa a ser un tema importante a tratar ya que de acuerdo a los limites permisibles contenidos de grasa en este elemento, se está tratando de controlar las evacuaciones al mar con la menor diferencia de grasa posible normándose mediante resoluciones dadas por el Ministerio de la Producción.
Incertidumbre de los resultados medidos en el ensayo de tracción, obtenidos en las máquinas del laboratorio de materiales de ingeniería mecánica PUCP
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) Sánchez Gavidia, Manuel Enrrique
En la actualidad el concepto de incertidumbre viene creciendo e incorporándose como un parámetro objetivo que caracteriza la calidad y la buena practica de un ensayo o de un resultado experimental. Pues los resultados de ensayos contenidos en un informe de laboratorio no pueden ser comparados con los valores de referencia dados por normas si es que no se tienen o no se acompañan de sus respectivas incertidumbres. En el presente trabajo se busca encontrar los valores de incertidumbre en las medidas obtenidas al realizar ensayos de tracción con las maquinas universales de ensayo ZWICK SP 600 y MFL DE 60 toneladas. Lo novedoso de este trabajo es que estos valores de incertidumbre se encontraron usando la "Directriz para la Estimación y Expresión de la Incertidumbre de la Medición", dada por INDECOPI, que nos establece los criterios para la estimación y expresión de la incertidumbre de la medición en ensayos cuantitativos.
Diseño, fabricación e instalación de un equipo en alto vacío para preparar muestras de películas delgadas de semiconductores
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) Gálvez Del Villar, José Armando
En el presente trabajo se diseñó, fabricó e instaló un equipo de alto vacío, en el laboratorio de Ciencia de los materiales de la Sección de Física de la Pontificia Universidad católica del Perú. Esto se logró con apoyo del proyecto de investigación Preparation and characterization of amorphous thin (AlN)x(SiC)1x films using dc magnetron sputtering and pulsed láser deposition, que desarrollan en conjunto la Universidad ErlangenNürnberg de Alemania y la Pontificia Universidad católica del Perú. El equipo consta de una cámara de alto vacío, un manipulador para la muestra y tres magnetrones flexibles. El equipo trabaja con una presión al interior de la cámara de 107 mbar, requerimiento importante para usar el método de deposición de metales conocido como sputtering, el cual permite obtener películas delgadas de semiconductores como carburo de silicio y nitruro de aluminio.
Análisis de microestructura en hierro fundido nodular y evaluación de superficie de fractura en probetas de impacto Charpy mediante el uso del software Image-Pro Plus
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) Canzio Ildefonso, Carlos Anzani
El presente trabajo es la integración de un conjunto de elementos en un Sistema de Captura, Procesamiento y Análisis Digital de Imágenes, que nos permita la solución de problemas relacionados a la caracterización microestructural y/o macroestructural de materiales, obteniéndose con esto una mejora cualitativa y cuantitativa en los resultados de la solución de dichos problemas, desarrollados en la actualidad, generalmente mediante métodos visuales basados en la comparación con información gráfica proporcionada por normas internacionales especializadas.
Aplicación de la criogenia en el tratamiento térmico de aceros para trabajo en frío : K100 (AISI D3)
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) Lira Calmet, Gissela
Debido al efecto tremendamente importante de la microestructura en el desempeño de las herramientas, trabajos de investigación y desarrollo han mostrado que los tratamientos térmicos criogénicos son un camino para conseguir la estructura que ofrezca las mejores características frente a solicitaciones de desgaste y dureza. Gran importancia recae tanto en la presencia como en el porcentaje relativo de la austenita retenida frente a los otros constituyentes del acero. El presente trabajo de tesis busca estudiar los efectos de los tratamientos criogénicos comparados con los tratamientos térmicos convencionales en la obtención de una estructura con menor austenita retenida, realizados en el acero de herramienta para trabajo en frío AISISAE D3 (DIN X 210 Cr 12).
Desarrollo de armazones (scaffolds) biodegradables procesados por microondas para su aplicación en ingeniería de tejidos
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) Troncoso Heros, Omar Paúl
Se desarrolló un nuevo proceso para la fabricación de armazones ("scaffolds") porosos para su aplicación en Ingeniería de Tejidos mediante una técnica de calentamiento por microondas. El objetivo del trabajo es producir estos armazones usando polímeros naturales biodegradables y caracterizarlos según sus propiedades físicas y mecánicas para así explorar su potencial uso en ingeniería de tejidos.
Estudio del comportamiento frente a la corrosión de aleaciones de magnesio : AM20, AZ31 y AZ91 HP recubiertas con SiC por dispersión con láser, y con Zinc por rociado térmico por arco (arc spray) y por gas frío (cold spray)
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-06-13) Manzanares Grados, Ruth Aracelis
En los últimos años, las aleaciones de magnesio se han convertido en una alternativa atractiva en diversos sectores industriales (automotriz, aeroespacial, telefonía móvil, computadoras personales, la industria de la recreación, etc), por poseer las propiedades de ser ligeros y de exhibir una buena resistencia mecánica. Sin embargo, no poseen una buena resistencia a la corrosión. Por consiguiente, actualmente el estudio del comportamiento de las aleaciones, así como de sus recubrimientos ha cobrado suma importancia para mejorar la resistencia a la corrosión. El objetivo de este trabajo es el estudio del comportamiento de la resistencia a la corrosión en una solución conteniendo cloruros, de las aleaciones de magnesio mas usados en la industria: AZ91 HP, AZ31 y AM20, los cuales han sido recubiertos con diversos tratamientos y materiales: SiC (Carburo de Silicio) por dispersión con láser y Zinc mediante rociado térmico por arco eléctrico “arc spray” y mediante el proceso “cold spray” sometiéndolos a diversos métodos de corrosión en iguales condiciones, analizando los costos dependiendo del recubrimiento, para con esto comparar y seleccionar el material más resistente. La resistencia a la corrosión se estudió a través de pruebas de inmersión (parcial y total), pruebas electroquímicas (curvas de circuito abierto, curvas de polarización e impedancia electroquímica) y simulación en cámara de niebla salina. Se complementaron los estudios a través de análisis metalográfico empleando microscopia óptica, digital, estereoscópica, profilometría 3D y microscopía electrónica de barrido. Como resultado de los ensayos de corrosión, se observaron dos diferentes formas de ataque de éste: por picadura (pitting corrosion) y corrosión filiforme (filiform corrosion); sin embargo, dependiendo de la composición química y del comportamiento durante los ensayos de cada aleación, arroja como resultado de una mejor reacción, la aleación de magnesio AZ91.
Sistema de climatización para hotel cuatro estrellas ubicado en la ciudad de Lima
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-06-13) Gutiérrez Giraldo, Daniel
El presente proyecto plantea el diseño de un sistema de climatización para un hotel, categoría cuatro estrellas, ubicado en la ciudad de Lima. Dicho hotel posee once pisos y un sótano, dentro de él se encuentran sesenta y ocho habitaciones, una sala de espera, una sala de estar, un bar, un salón principal con dos foyers (vestíbulos), seis salas de reuniones y un comedor con dos halls (vestíbulos). Previamente al desarrollo del proyecto se establecen definiciones relacionadas con los sistemas de aire acondicionado, componentes y accesorios. A su vez se mencionan normas y recomendaciones a seguir para el diseño. El sistema de climatización planteado como solución brindará confort térmico a los huéspedes y personas que hagan uso de las áreas comunes y de servicio del hotel de acuerdo a las recomendaciones del manual ASHRAE HVAC APLICATIONS 2007 Capítulo 5. Este proyecto contempla la instalación de un chiller (enfriador de agua) tipo tornillo refrigerado por aire de 882.6 kW (252 Toneladas de refrigeración), el cual posee dos bombas en su circuito de bombeo. Ambas bombas son de la misma capacidad ya que trabajarán alternadamente, una de las bombas servirá como respaldo de la otra ante alguna falla. La particularidad del sistema propuesto es el uso de un chiller (enfriador de agua) tipo tornillo con flujo de refrigerante variable. De tal manera que se llega a cumplir con los requerimientos de confort para los distintos ambientes el hotel y a la vez se comprueba el ahorro que pueda lograrse en el monto de inversión comparado con los sistemas convencionales que utilizan chillers (enfriadores de agua) tipo scroll refrigerados por aire.
Diseño, fabricación y pruebas de un calentador de agua portátil a leña hecho con materiales reciclables
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-06-13) Layseca García, Richard
La tesis busca diseñar, fabricar y probar un dispositivo que permita calentar agua con leña, para satisfacer las necesidades de pobladores ubicados en las zonas más frías de nuestro territorio. Disponer de este dispositivo permitirá disminuir la falta de higiene de estos pobladores, atacará el problema de salud que se origina por la inhalación de gases de combustión que se desprenden al usar la leña como elemento portador de energía. En este trabajo de tesis se explica la metodología de diseño conceptual, el diseño cumple con una lista de exigencias y deseos que sirven como parámetros en busca del prototipo ideal, se analiza la estructura de funcionamiento y se descompone en sus elementos esenciales, los cuales a través de una matriz morfológica encuentran de forma rápida y creativa soluciones a sus problemas. La tesis cuenta con instrucciones de fabricación que permiten construirla de forma sencilla, tiene una breve descripción de las partes del calentador de agua, también cuenta con parámetros de soldadura, prueba hidrostática y evaluación económica. La máquina es un calentador de agua de forma cilíndrica, que por medio de la transferencia de calor que se produce entre el agua, las paredes del cilindro y la cámara de combustión donde se quema la leña, el agua eleva su temperatura. El calentador es versátil sirve también para calentar bañeras, piscinas o jacuzzis pues al elevar la temperatura del agua, esta circula por el calentador por medio del efecto físico que se produce al cambiar su densidad. (Efecto Termosifón) El dispositivo es seguro, tiene una eficiencia del 33.74% la cual es muy alta para este tipo de máquinas. El tiro de la chimenea minimiza la emisión de gases de combustión al ambiente, contribuyendo a disminuir las enfermedades que se originan por aspiración de gases contaminantes. En la actualidad no se disponen comercialmente de este tipo de máquinas en nuestro país, mucho menos hechas con materiales reciclados, este diseño logrará un impacto positivo al despertar la curiosidad por la inventiva en las personas demandantes de tecnología, al ver que en su mayoría el calentador esta hecho de materiales de segundo uso y que puede ser desarrollado por ellos.
Estudio de cocinas mejoradas empleando leña y bosta como combustible
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-06-13) Alvarez Pablo, Harold Javier
El presente trabajo de tipo teórico – experimental es el estudio del funcionamiento y rendimiento de las cocinas mejoradas domésticas localizadas en zonas rurales que emplean biomasa como combustible siendo principalmente la leña y en menor proporción la bosta de vaca. Se tiene el objetivo de desarrollar un modelo de cocina mejorada que sea energéticamente eficiente, socialmente aceptada y de una baja emisión de gases contaminantes. El trabajo realizado comprendió la construcción de 5 prototipos de cocinas mejoradas de adobe; la evaluación de rendimientos en los 5 prototipos de cocinas mejoradas mediante el Test Estándar de Ebullición de Agua obteniéndose resultados de: eficiencia térmica, potencia promedio y ahorro de combustible; la evaluación del nivel de contaminación de aire mediante el monitoreo de monóxido de carbono (ppm) presente en el ambiente interior donde se cocina durante la cocción. Después de una primera etapa de evaluación de los cinco prototipos iniciales se seleccionó uno en base a los índices de rendimientos obtenidos, posteriormente al prototipo seleccionado se le realizaron modificaciones en sus dimensiones con el objetivo de mejorar la transferencia de calor por radiación y convección esto se verificó en la segunda etapa de evaluación. Se logró un modelo de cocina mejorada que cumplió con los requerimientos establecidos en base a la encuesta realizada, alcanzando una eficiencia térmica de 30%, una potencia promedio de 2.93 kW y un ahorro de combustible de 42% respecto a una cocina tradicional. Además se logró reducir el nivel de contaminación de aire interior a un valor promedio de emisión de monóxido de carbono de 3.9 ppm. El modelo seleccionado se compone de una cámara de combustión tipo Rocket o “L”, tiene una distancia entre el lecho de combustible – base de la olla principal de 220 mm y una distancia radial olla – pared interior de la cocina de 10 mm esto tanto para la olla principal y secundaria. El balance final de energía del modelo seleccionado mostró una gran pérdida de energía a través de las paredes interiores de la cocina y a través de los gases calientes que escapan por la chimenea, representando aproximadamente el 40.6 % (4.03 kW) y el 29.4% (2.90 kW) de la energía entregada por la llama respectivamente. Se deja para un estudio posterior la influencia de los rendimientos de la cocina mejorada a causa del aislamiento de la cámara de combustión además de adecuar sistemas de aprovechamiento de la energía de los gases calientes que escapan por la chimenea.