Ciencias con mención en Ingeniería Mecatrónica
URI permanente para esta colecciónhttps://hdl.handle.net/20.500.12404/15843
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Ítem Acceso Abierto Diseño del chasis, dirección y sistema de propulsión eléctrica para un vehículo de la categoría prototipo enfocado en la competencia Shell Eco Marathon 2020(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021) Tarazona Sáenz, Diego Marcio; Cataño Sánchez, Miguel ÁngelShell Eco-marathon es una competencia patrocinada por Shell de eficiencia energética, la marca de hidrocarburos organiza la competencia anualmente en tres ediciones principales por continente, una en Asia, otra en Europa y finalmente, en América. Los equipos que logren mayor eficiencia o, en pocas palabras, recorrer más con menos energía, son los que logran ganar las competencias o establecer récords de eficiencia. La competencia permite dos tipos de vehículos, los Prototype, que son vehículos que llevan generalmente 3 ruedas; y los Urban Concept, vehículos de 4 ruedas que tienen características similares a los autos convencionales. La motorización de estos vehículos depende de la fuente de energía, los cuales pueden ser gasolina, Diesel o etanol para motores de combustión interna; batería eléctrica o pilas de combustible de hidrógeno para motores eléctricos. La gran eficiencia lograda por vehículos de combustión interna en este tipo de competencias es alta, logrando récords como en 2004 por el equipo de Lycée La Joliverie (Francia), logrando 3410 km por litro de combustible. No obstante, estos vehículos que tienen alta eficiencia siguen emitiendo gases de efecto invernadero, por lo que la competencia comenzó a ponerle más énfasis en los prototipos eléctricos. En el año 2019, durante la competencia en el autódromo de Sonoma en California, el vehículo eléctrico de la Universidad de Illinois en la categoría Urban Concept logró 244.62 km por kilovatio hora. En la Pontificia Universidad Católica del Perú, el grupo estudiantil SEMA PUCP ha participado en 2 ocasiones, 2017 y 2018, con un vehículo prototipo de motor a combustión interna. En esta ocasión, el presente trabajo de investigación plantea el diseño de un vehículo para que el grupo Newro, grupo nuevo en la PUCP, pueda competir en Shell Eco Marathon en la categoría prototipo eléctrico.Ítem Acceso Abierto Diseño conceptual de clasificadora y contadora de truchas arcoíris (Oncorhynchus mykiss) de 10 a 20 centímetros para la crianza de truchas en la Laguna de Pauracocha(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019) Díaz Vergara, Pablo Remigio; Crisóstomo Romero, Pedro MoisésEste trabajo de investigación aborda el proceso crítico de clasificación de truchas. Actualmente, llevados a cabo de forma manual en la Laguna de Paucarcocha. Este trabajo busca reducir la mortandad y aumentar la eficiencia del proceso mediante el diseño conceptual de una máquina automatiza el proceso. Se sigue la metodología de diseño VDI. La selección del mejor diseño conceptual se realiza de entre tres propuestas.Ítem Acceso Abierto Desarrollo conceptual de sistema modular de lanzamiento y recuperación con gestión de correa para vehículos operados remotamente (ROV) y jaula flotante(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020) Jara Rios, Jose Alonso; Arce Cigüeñas, Diego MartínEn el presente trabajo de investigación se desarrollan las bases teóricas para la obtención de un diseño conceptual óptimo el cual consiste en un sistema modular de lanzamiento y recuperación con gestión de correa para vehículos operados remotamente (ROV) y jaula flotante. El principal objetivo de este trabajo es el diseño del sistema indicado, el cual facilita el despliegue de un ROV para la obtención de información marina mediante sistemas robóticos sumergibles los cuales serán desplegados a la superficie del mar, se les brindara suministro de cable de alimentación y comunicación según se requiera y posteriormente serán extraídos hasta la embarcación. Los objetivos secundarios están basados en la metodología VDI 2221 y se centraron en: Investigar las tecnologías actuales referentes a sistemas de lanzamiento y recuperación (LARS), sistemas de gestión de correa (TMS) y jaula desplegables. Reconocer y establecer los requerimientos necesarios para el diseño conceptual del sistema. Diseñar el diagrama de estructura de funciones general por módulos o subsistemas según los dominios participantes identificados. Y la realización del diseño conceptual del sistema, el cual comprende al subsistema de lanzamiento y recuperación, el subsistema de winche con gestión de correa, subsistema de jaula flotante, subsistema de comunicación e interfaz de control y el subsistema de suministro de energía. Finalmente, se concluye con la realización de estos objetivos específicos en base a la documentación realizada y se tiene como resultado final el diseño de un concepto de solución óptimo de un sistema de lanzamiento y recuperación tipo grúa pluma con su sistema de gestión de correa con modo manual o automático y una jaula flotante.Ítem Acceso Abierto Diseño conceptual de un pie protésico que permite determinar las fuerzas de contacto pie-piso sobre pendientes, escalones y superficies con irregularidades durante la marcha(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020) Miranda Quispe, Bruno Sebastian; Abarca Pino, Victoria ElizabethEl presente documento se basa en una investigación para realizar un monitoreo correcto de fuerzas de contacto pie-piso a usuarios con prótesis de miembro inferior; pues, se ha demostrado, que los pacientes presentan condiciones degenerativas en la columna baja y cadera al no tener una carga homogénea de contacto. Por tal motivo, este trabajo tiene como objetivo realizar el diseño conceptual de un pie protésico que detecte las fuerzas pie-piso sobre pendientes, escaleras y superficies irregulares durante la marcha. Esta investigación se basa en realizar un estudio de la Biomecánica del pie, y el Estado de la Tecnología donde se busca modelos comerciales de pies protésicos dinámicos por su adaptabilidad en las superficies y las tecnologías existentes de sensado con el fin de poder adaptar ambas cualidades en una sola prótesis. El funcionamiento conceptual del pie consiste en moldearse a la superficie de contacto, una vez hecho eso, los sensores de carga brindan la información de las fuerzas y por medio de un sensor inercial se obtiene la dirección de estas cargas de contacto. Se obtienen tres conceptos de solución que son verificados por una evaluación técnica económica y se obtiene un concepto óptimo basado en los resultados. Este concepto óptimo cuenta con sensores en la planta del pie y es dinámico para pisar correctamente las superficies mencionadas. En adición, este proyecto es importante porque brinda información sobre las reacciones de contacto que tiene el pie durante la caminata y permite acceder a mayores alcances sobre la biomecánica de la rehabilitación y marcha humana.Ítem Acceso Abierto Diseño conceptual de un dispositivo mecatrónico para la rehabilitación y monitoreio de rodilla en pacientes mayores de 45 años diagnosticados con gonartrosis leve o moderada(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021) Jimenez Panta, Alejandro Benjamin; Abarca Pino, Victoria ElizabethLa gonartrosis (o artrosis de rodilla) representa un problema de gran predominancia en adultos mayores de 45 años, siendo esta una enfermedad degenerativa natural. Entre las distintas alternativas para ralentizar el progreso de esta condición se encuentra el ejercicio físico, el cual puede ser realizado con exoesqueletos de rehabilitación que permitan apoyar al terapeuta en su intensiva labor y de esta manera mejorar la eficiencia en su labor y permitir mayor acceso de pacientes a estas sesiones a través de la ampliación de frecuencia, duración y disponibilidad de cada sesión. Así, se propone realizar el diseño conceptual de un exoesqueleto de rehabilitación como respuesta a la problemática de gonartrosis. Para lograr este objetivo, se implementó la metodología VDI2206 partiendo de un estudio del miembro inferior, así como de las tecnologías existentes y arribando a un concepto óptimo de solución del dispositivo propuesto. Este dispositivo, de uso clínico, contribuye a resolver los desafíos que actualmente existen en exoesqueletos rígidos como la falta de confortabilidad y adaptabilidad a la situación única de cada paciente. Al mismo tiempo que resuelve falencias en los actuales dispositivos tipo Soft como la garantía de seguridad y transmisión de fuerza necesaria para los ejercicios comunes en las prácticas de rehabilitación de personas con gonartrosis.Ítem Acceso Abierto Propuesta conceptual del segmento antebrazo para una prótesis mioeléctrica usando mecanismos paralelos de 3 grados de libertad(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020) Hinostroza Noreña, César Andrés; Elías Giordano, Dante ÁngelEn este trabajo se muestra una propuesta de diseño conceptual de un dispositivo antebrazo (cubito-radial) para una prótesis mioeléctrica transradial proximal usando mecanismos paralelos, teniendo en cuenta los tres grados de libertad existentes en la muñeca (abducción–aducción, flexión–extensión y pronación–supinación). El documento aborda la problemática y necesidad evidente de desarrollar dispositivos de este tipo en el entorno peruano. Para ello se tuvieron en cuenta datos estadísticos sobre la condición de los amputados en el Perú. Asimismo, se investigó sobre tecnologías similares disponibles para tener una base sobre la cual abordar la resolución de esta problemática. Una vez realizado un estudio exhaustivo se recopiló la información más relevante con la cual se desarrollaron los requerimientos que el diseño debe satisfacer, tales como los rangos de los grados de libertad, dimensiones geométricas, seguridad, entre otros. Posteriormente, se procedió a generar tres posibles soluciones teóricas (soluciones conceptuales) que fueron evaluadas, técnica y económicamente, para determinar lo que sería la base de este diseño conceptual. Luego, se analizaron los posibles proyectos preliminares basados en el concepto de solución óptimo. De estos solo uno fue escogido debido a que tuvo los mejores resultados en una segunda evaluación técnica y económica. Finalmente, se pudo obtener satisfactoriamente un concepto de solución y un proyecto preliminar óptimo, o diseño conceptual, utilizando como base la norma VDI 2221 como metodología de diseño.Ítem Acceso Abierto Propuesta conceptual de un dispositivo tipo exoesqueleto para asistir a la articulación de la rodilla al correr(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020) Torres Ricalde, Diego Rodrigo; Elías Giordano, Dante ÁngelEn el presente trabajo de investigación se ha realizado el diseño conceptual (en base a la norma VDI 2221) de un exoesqueleto para asistir y proteger la articulación de la rodilla al correr. Este diseño ha sido seleccionado entre varias alternativas de solución luego de una evaluación técnica-económica basada en criterios considerados importantes para un exoesqueleto de este tipo. Se ha realizado una breve revisión de la anatomía, fisiología y biomecánica de los miembros inferiores del cuerpo humano. Así mismo, se han evaluado las necesidades que tendría el usuario del exoesqueleto en mención, así como algunos de los parámetros más importantes al momento de correr. De esta manera, se han determinado los requerimientos con los que debe cumplir el dispositivo mencionado. Se han investigado diversos exoesqueletos y se han estudiado los componentes utilizados en estos. Además, se han hecho comparaciones entre los tipos de actuadores que suelen ser usados y también entre algunas configuraciones especiales de estos. De esta forma, se determinaron los componentes que pueden cumplir con las funciones de la matriz morfológica para cada dominio (mecánico, eléctrico – electrónico y de control). Se presentan también las alternativas para la estructura de funciones y se elige aquella considerada óptima, a partir de la cual se han elaborado las matrices morfológicas respectivas y se han propuesto las alternativas de solución que cumplen con el objetivo general de este trabajo.Ítem Acceso Abierto Diseño conceptual de una procesadora de látex natural para producir láminas de caucho(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020) 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 RSS1Ítem Acceso Abierto Diseño conceptual de un sistema automático para soldadura orbital para tuberías de 32” a 14”(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020) Díaz Choque, César Steven; Sigüenza Astoquillca, MichelEn 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.Ítem Embargo Diseño preliminar de sistema mecatrónico para la administración y dispensación de medicamentos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020) Lázaro Galván, José Enrique; Oscanoa Fernández, Héctor HugoEn los últimos años el sector farmacéutico en el Perú se ha incrementado tanto para el sector privado como para el público. A principios de los años 90, el sector público no abarcaba más del 15% del mercado total nacional, pero para el 2016 ha llegado a tener un dominio del 75% del mercado. Sin embargo, a pesar de existir un crecimiento en las ventas de los fármacos, existe una brecha entre la satisfacción de los pacientes en los establecimientos de salud, en especial los públicos, y la atención de estos mismos. Estos son dos casos que ocasionan la no conformidad de un paciente ante un servicio de salud, por ello se plantea una máquina que permita mejorar el flujo de atención en la recepción de fármacos recetados y mejorar el control sobre los medicamentos más solicitados con el fin de no desabastecer a un Hospital. La ventaja destaca principalmente en la velocidad de entrega de los medicamentos, los cuales serán distribuidas por unidades, tal cual se brinda en los módulos de los hospitales, esto se debe a que aún se maneja este tipo de procedimiento y cultura en el País. Asimismo, se tiene como objetivo principal lograr un tiempo de atención entre 2 a 4 minutos por paciente como máximo, para lograrlo se llevará a cabo una serie de procedimientos comenzando por la generación de la prescripción médica del paciente, información que será almacenada en una base de datos y se podrá identificar mediante el Documento Nacional de Identidad (DNI), por ello, el paciente solo tendrá que acercase a la máquina para mostrar su DNI por un lector de código de barras de la máquina y este le pueda entregar todos los medicamentos recetados por el doctor.