Ciencias con mención en Ingeniería Mecatrónica
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Item Diseño conceptual de un desgranador y clasificador de granos de maíz amiláceo por calibre y estado de conservación(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-06-03) Ramos Gallegos, Sebastián Rodrigo; García Zevallos, Luis EnriqueEn este trabajo de investigación se aborda la problemática que enfrentan los pequeños productores de maíz amiláceo en la serranía peruana, dada la baja rentabilidad de sus cosechas. Los procesos tales como el desgrane, limpieza y clasificación, hacen uso de mano de obra subempleada en procedimientos repetitivos, de desgate y poco ergonómicos. Asimismo, la carencia de oferta en el Perú de maquinaria especializada para este tipo de grano, desfavorece la tecnificación de esta actividad para los pequeños y medianos productores. En ese sentido, se propone el diseño de una máquina que pueda desgranar mazorcas de maíz, limpiar y clasificar los granos por tamaño y estado de conservación. Esto último con el objetivo de estandarizar el producto final y hacer competitiva su oferta, facilitando su ingreso a nuevos mercados tal como el retail. Para el desarrollo de esta investigación, se emplea la metodología del diseño mecatrónico de la Asociación de Ingenieros Alemanes VDI, la cual inicia con la elaboración de una lista de requerimientos, a partir del levantamiento de información sobre la realidad de esta actividad en las zonas alto andinas del Perú, y la identificación de características de maquinaria empleada en procesos similares; con esta lista se procede a definir las funciones que debe cumplir la máquina y finalmente se emplean herramientas de análisis, tales como la matriz morfológica y la evaluación técnico económica, que permiten la identificación de conceptos de solución, y la selección del concepto óptimo respectivamente. Este concepto de solución óptimo, que cuenta con una tolva de ingreso, un mecanismo de desgrane por rodillo, una zaranda vibratoria para clasificación por tamaño y un sistema de visión para la clasificación por estado de conservación, logra alcanzar los objetivos planteados que dan solución a la problemática; y su controlador, basado en una minicomputadora “Raspberry Pi” junto a un acelerador de hardware Google Coral, permiten gobernar el funcionamiento de todo el sistema.Item Diseño conceptual de un sistema automático para clasificación de palta hass(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-03-05) Rivas Romero, Deglan Jesús; García Zevallos, Luis EnriqueEl 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.Item Diseño conceptual de una procesadora de látex natural para producir láminas de caucho(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-02) Asmat Cáceres, Jorge Luis; García Zevallos, Luis EnriqueLa 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 RSS1Item Diseño conceptual de un sistema automático para limpieza de ventanas en edificios de altura(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-11-30) Rubio Amoretti, Sergio Enrique; García Zevallos, Luis EnriqueEn este trabajo de investigación, se presenta el diseño conceptual de un sistema para limpieza de ventanas en edificios de altura. Esta propuesta nace con la idea de convertirse en una solución de bajo costo, para enfrentar la problemática sobre accidentes por caída en este tipo de actividades. Por ello, el objetivo general del presente trabajo es diseñar un sistema automático para la limpieza de ventanas sin perfiles en edificios altos, cuyo funcionamiento puede ser automático o controlado por un operario desde un dispositivo móvil. El concepto de solución óptimo está conformado por un robot, encargado de realizar la limpieza por medio de un cepillo giratorio que remueve el polvo y la suciedad gracias a una solución líquida que es asperjada sobre las ventanas; y un sistema de acceso a fachadas o BMU (Building Maintenance Unit) portátil, encargado tanto de sujetar al robot desde la parte superior del edificio, como de su desplazamiento. Finalmente, mediante esta investigación se ha logrado demostrar que es posible elaborar un equipo automático de bajo costo para la limpieza de ventanas en edificios de altura, ya que las tecnologías a emplearse presentan una disponibilidad amplia y son de uso común en el desarrollo de proyectos.Item Diseño conceptual de una máquina para producción de platos biodegradables a partir de afrecho(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-11-25) Quintana Herrera, José Carlos; García Zevallos, Luis EnriqueEl presente trabajo desarrolla una solución frente la problemática del uso indiscriminado de materiales, tales como el tecnopor y el PET, usualmente empleados en la producción de envases de comida. Se plantea como alternativa sostenible el uso de afrecho, obtenido del proceso de la molienda de cereales y además se presenta como objetivo el diseño conceptual de una máquina para la fabricación de platos biodegradables a partir de esta materia. El proyecto se basa en la metodología VDI 2221 la cual consiste en la definición de una problemática, la determinación de funciones y estructuras del sistema a diseñar, la búsqueda de principios tecnológicos que cumplan estas y su posterior integración en un concepto de solución óptimo el cual es seleccionado a partir de evaluación técnico-económica. El sistema diseñado contempla el humedecimiento, dosificación, calentamiento, compresión y retiro del producto. Como resultado, se obtiene un sistema capaz de recibir afrecho de cereales y automáticamente realizar el proceso de prensado en caliente con el cual se obtienen platos de este material, sobre la base de variables de temperatura y presión seleccionadas por el usuario.