Ingeniería Mecánica (Lic.)
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Ítem Texto completo enlazado Diseño estructural de un sistema móvil de descarga múltiple (tripper) para una faja transportadora de clinker, puzolana y yeso con una capacidad de 600 tn/h y un ancho de 42”(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-05-05) Pascual Velásquez, Diego Marco; Cotaquispe Zevallos, Luis OrlandoDebido al crecimiento continuo del sector de construcción en nuestro país, las principales empresas de producción de cemento han visto necesario el contar con equipos que permitan el transporte y descarga continua de los materiales que componen este agregado para poder abastecer la demanda del mercado actual. Un sistema de descarga Tripper, es un equipo que permite realizar descargas múltiples de una faja transportadora en una trayectoria determinada. Este tipo de sistema tiene múltiples variantes desde la parte estructural hasta la parte de propulsión y descarga de material. Para este trabajo se analizaron 02 alternativas o casos de solución para determinar cuál era el óptimo para las condiciones iniciales que se presentan tales como: ancho de faja: 42’’, abarquillado de faja 35°, materiales y capacidad de equipo, etc. Mediante la norma ISO 5049, tanto la primera parte para el lado estructural y la segunda parte para el lado motriz; y el criterio de diseño en ingeniería, se analizaron ambos casos y se llegó a la solución óptima estructural que cumple los requerimientos de resistencia, rigidez, estabilidad, confiabilidad, seguridad y mantenimiento.Ítem Texto completo enlazado Diseño de una galería estructural de sección 2,8 m x 3 m x 57 m de largo que sirve para soportar y cubrir a una faja abarquillada que transporta Clinker a granel con una capacidad de 300 T/h.(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-03-16) Mesias Medrano, Luis Miguel; Cotaquispe Zevallos, Luis OrlandoEl principal objetivo de este documento es realizar el diseño de una estructura metálica que cumpla con los requisitos de resistencia, rigidez y estabilidad utilizando los métodos analíticos aprendidos durante los años de estudio de la carrera de ingeniería mecánica; adicionalmente a ello, se considera los requisitos estéticos del cliente, los impedimentos de transporte hacia la zona de montaje de la estructura, recomendaciones de diseñadores y la normativa vigente en el diseño de estructuras metálicas. En la elaboración de esta tesis se realizan diversas idealizaciones, modelamientos y suposiciones que debe hacer el ingeniero mecánico para poder realizar los cálculos estructurales analíticos, por lo que esta y otras tesis consultadas en la elaboración de este documento, pueden servir como guía para que un ingeniero pueda incorporarse en el diseño estructural. El cálculo estructural es un proceso iterativo en el cual se empieza con una solución y se verifica su validez analíticamente, descartando alternativas hasta llegar a la mejor solución que cumpla con todos los requisitos antes descritos. La parte más importante para empezar un diseño estructural es contar con todas las cargas distribuidas y puntuales que deberá soportar la estructura en cuestión. Muchas veces el cliente carece de esta valiosa información que, para el diseño es determinante. Como resultado, el ingeniero diseñador debe darse la tarea de hacer cálculos precisos para lograr ese objetivo, en el caso particular de este documento, la selección de la faja transportadora con sus componentes y el diseño de la estructura soporte se realizaron únicamente con el fin de conseguir dicha información. El principal inconveniente que se presenta en la elaboración de esta estructura metálica fue su modulación, en palabras más simples, seccionar la estructura en pequeñas estructuras para poder transportarla y luego unirlas mediante tornillos sin que la estructura en conjunto pierda sus propiedades mecánicas. La poca o casi nula bibliografía que se encontró referido al tema, obligó a detallar el cálculo de la modulación en el último capítulo de este documento. Con lo mencionado, se logró tener una estructura perfectamente funcional y óptima cumpliendo con los requisitos de resistencia, rigidez, estabilidad, estética, económica y normativa.Ítem Texto completo enlazado Proyecto PMTC montaje de faja transportadora de 72” y torre de transferencia(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-03-16) Vidal Cardeña, Renzo José; Cotaquispe Zevallos, Luis OrlandoEl presente informe mostrará las habilidades adquiridas del autor como profesional de ingeniería mecánica dentro de las funciones y encargos desempeñados a lo largo del proyecto “PMTC - Montaje de Faja Transportadora y Torre de Transferencia” a cargo de la empresa GyM S.A. Al inicio del informe, se realiza una breve descripción del Proyecto en mención a fin de entender la importancia y dificultad técnica que representa el desarrollo de este tipo de Obras (cantidades de los trabajos, partidas más relevantes, objetivos del Cliente, etc.), para posteriormente presentar las competencias técnicas más relevantes adquiridas y desarrolladas bajo el encargo y funciones desempeñas durante la ejecución del proyecto, tales como el diseño de las maniobras de izaje (Rigging Plan) para el montaje estructuras, el cálculo de la maniobra para el tendido de banda o la gestión del equipo de construcción (Cronograma, programa diario, planes de pre-ensamble, diseño de cuadrillas de trabajo, etc.). Finalmente, se postulan una serie de observaciones y conclusiones que permitan entender algunas lecciones aprendidas en relación a este trabajo y a las posibles implementaciones que hubiesen optimizado la finalización del presente Proyecto en menor plazo y costo para el Cliente.Ítem Texto completo enlazado Diseño de un equipo para el centrifugado de madejas alquitranadas para la pesca de 400 kg de capacidad(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-11-28) Peña Farfán, Daniel Arturo; Cotaquispe Zevallos, Luis OrlandoEn la industria de la pesca existen empresas dedicadas a la fabricación de madejas, enrollados de nylon utilizados para la reparación y mantenimiento de las grandes mallas de arrastre. En una de las etapas de fabricación, las madejas son sumergidas en una solución alquitranada mediante inmersión por Bach. A la salida del baño, se deberá remover el excedente de solución en el producto para finalmente llevarlas a un túnel de secado. Una de las empresas dedicadas a la fabricación de madejas realiza la remoción del excedente de alquitrán mediante un escurrido por gravedad, proceso lento y con necesidad de un espacio considerable en la planta. En el presente trabajo se realizó el diseño de un equipo que aproveche la fuerza centrífuga generada por la rotación de cuerpos para remover el excedente de la solución, con la finalidad de reducir el tiempo empleado en el escurrido por gravedad, reducir el espacio utilizado y dejar abierta la posibilidad de la recolección del excedente liberado para que pueda ser utilizado posteriormente. La primera parte de esta tesis describe las madejas y su proceso de fabricación. En este parte también se establecen las condiciones de tiempo y velocidad de centrifugado a partir de datos tomados de equipos análogos en visitas hechas a otras plantas que realizan el mismo trabajo. En el segundo capítulo se explica el funcionamiento del equipo, así como su ciclo de trabajo. Los procesos de carga, ciclo de centrifugado, frenado y descarga. En los capítulos 3 se desarrolla todo el sistema motriz del equipo y en el capítulo 4 se desarrolla todo la estructura que soporte. Para esto, se aplicaron los conceptos fundamentales de la ingeniería para el dimensionado y selección de los componentes y también se consideraron factores como mantenimiento del equipo, posibilidad de un mal manejo del operador y comodidad del mismo. Finalmente se presentan las conclusiones que podemos sacar de la aplicación de este equipo en el proceso de fabricación de la planta y las recomendaciones para su correcto funcionamiento.Ítem Texto completo enlazado Diseño mecánico de una máquina plastificadora con polipropileno para termolaminación en anchos comerciales de 300 mm(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-03-10) Baldeón Villegas, Rubén Roldando; Cotaquispe Zevallos, Luis OrlandoLa presente tesis comprende el diseño de una máquina plastificadora con polipropileno para termolaminación, la cual tiene como función principal lograr que los materiales posean una protección contra el polvo y humedad, brindándoles un buen acabado. La máquina ha sido diseñada para poder plastificar las dimensiones más comerciales actualmente en nuestro país, obteniendo además una máquina que sea fácil de transportar. El material a plastificar, papel o cartón, ingresa a la máquina en pliegos o en bobinas, siendo arrastrado el material por 2 rodillos, siendo uno fuente de calor para la adherencia del plástico al material y el otro de arrastre, este rodillo de arrastre cuenta con un sistema de nivelación de presión, finalmente el producto plastificado podrá ser embobinado o recolectado en una canastilla para su posterior corte. La máquina plastificadora ha sido diseñada de manera compacta, ocupando un espacio de 1160 mm de largo por 630 mm de ancho. Este trabajo está compuesto por 4 capítulos. El primer capítulo, Parámetros de funcionamiento, se menciona en el las características más importante en el proceso de plastificado, haciendo además una descripción de las máquinas existentes. El segundo capítulo, Proyecto preliminar óptimo, contiene toda la metodología del diseño, esto es: lista de exigencias, estructura de funciones, matriz morfológica, conceptos de solución, evaluación técnico económico y proyecto preliminar. En el tercer capítulo, Diseño de la máquina plastificadora, contiene el dimensionamiento y cálculos de todos los componentes de la máquina, es decir el diseño de los rodillos, el sistema de calentamiento y de presión, selección del motor, sistema eléctrico y de control. Por último, el cuarto capítulo denominado Costos de fabricación incluirá todo los costos involucrados en la elaboración de la máquina plastificadora, obteniéndose un costo de S/14292.00.Ítem Texto completo enlazado Diseño de una máquina cortadora de yucas para obtener rodajas delgadas (slide) de 5 mm de espesor(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-03-02) Vargas Pomachagua, Javier Alberto; Cotaquispe Zevallos, Luis OrlandoLa presente tesis consiste en el diseño mecánico de una máquina que sea capaz de cortar yucas en rodajas delgadas de 5 mm de espesor, que serán el insumo inicial de un proceso de peletizado y obtener un nuevo producto que será el sustituto del maíz como alimentos para aves principalmente. Obteniendo ese espesor se garantiza la cocción uniforme de la yuca el cual es requerido en los posteriores procesos de peletizado. El precio del maíz se viene incrementando año a año debido a que los EEUU, primer productor mundial de maíz, impulsan el uso del biocombustible siendo el maíz materia prima para la elaboración de etanol. Es por ello, la necesidad de remplazar la alimentación de las aves a base de maíz por yucas, debido a que éste contiene el mismo valor nutricional que el maíz y abundancia en el Perú. Para comenzar con el diseño de la maquina se estudió las propiedades físicas de la yuca, principalmente la forma y dureza, ya que el principal problema era encontrar la manera de poder sujetarlas y saber qué fuerza emplear, dado que poseen formas irregulares. Para ello se realizó unos ensayos con distintos diámetros de yucas y distintos espesores de cuchillas en el laboratorio, obteniendo como resultado una fuerza de corte de 250 N. Con los resultados obtenidos de los ensayos ya se tenía una idea clara de la necesidad y se procedió a seguir la metodología de diseño utilizando la norma europea VDI 2221 para la evaluación de los conceptos de solución. Con esta metodología se consiguió obtener la solución óptima con la cual se llegó a alcanzar los objetivos específicos planteados. Así mismo, en el diseño se puso énfasis en la forma de cortar a las yucas, es decir la forma en que la cuchilla debe atacar a la yuca para obtener las rodajas uniformes. Y se determinó que la mejor forma es que la yuca ingrese a la máquina de forma vertical hacia abajo en el cual se encuentra un disco portando la cuchilla, espaciado del disco 5mm, girando a 500 rpm en torno a un eje con una fuerza de ataque de 250 N y un radio de ataque de 220 mm. Además, se realizó los cálculos de todos los elementos que componen la máquina, llegando a necesitar de una potencia de 2.8 kW para realizar el trabajo de corte. Como resultado del desarrollo del proyecto, se obtuvo una maquina ergonómica que llega a satisfacer todos los requerimientos del listado de exigencias con costos accesibles y materiales disponibles en el mercado. Siendo el Costo de Diseño US$ 2950.0 y el Costo de Fabricación US$ 3650.0Ítem Texto completo enlazado Diseño de un equipo móvil de descarga neumático para granos de 100 TM/h en embarcaciones de 8000 m3 de capacidad de almacenamiento(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-11-25) Nunura Cáceres, Renato Alejandro; Cotaquispe Zevallos, Luis OrlandoGran parte de las importaciones de granos alimenticios a nuestro país se llevan a cabo mediante el transporte marítimo. Por consiguiente, nuestros puertos y terminales marítimos peruanos deben estar acondicionados para poder descargar y manipular dichos productos eficazmente. Dada su importancia, se busca mejorar la eficiencia de operación en la manipulación, optimizando el proceso de descarga con la finalidad de asegurar la calidad del producto, reducir tiempo y costos de operación. Como resultado, el presente trabajo presenta el diseño de un equipo móvil de descarga neumático de granos de 100 TM/h, cuya pluma telescópica de 10 metros y de carrera es de 5 metros es capaz de trasladar el sistema de conductos, posee un peso bruto de 9.11 toneladas y un costo aproximado de $ 90,000.00.Ítem Texto completo enlazado Dimensionamiento y selección de equipos para una planta concentradora de cobre, plomo y zinc con una capacidad de 4800 TMPD(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-10-21) Herrera Igreda, César Augusto; Cotaquispe Zevallos, Luis OrlandoLa presente Tesis tiene la finalidad de mostrar las consideraciones para el dimensionamiento y selección de equipos para una planta concentradora de minerales típica. Se tiene un mineral polimetálico de cobre, plomo y zinc el cual será enviado a la planta de concentración que tiene una capacidad de 4800 TMSPD cuyo objetivo es separar el mineral valioso del estéril mediante procesos mecánicos y metalúrgicos. El objetivo es obtener un producto con una ley comercial que haga viable los siguientes procesos en la obtención del mineral final. La planta concentradora tiene cinco procesos o circuitos consecutivos típicos, iniciando con el circuito de chancado en el cual se reduce el tamaño de las rocas provenientes de la voladura en la mina a un calibre donde la liberación del mineral sea la máxima posible. Los equipos asociados a este circuito son: chancadoras, zarandas, fajas y tolvas. El mineral luego de alcanzar un tamaño óptimo es enviado al circuito de molienda donde con el uso de molinos de bola y ya en estado de pulpa es molido hasta micrones para ingresar al circuito de flotación. Los equipos asociados a este circuito son: molinos, hidrociclones y bombas. El mineral clasificado en los hidrociclones es enviado a los acondicionadores o agitadores en donde se les adiciona reactivos que facilitan la separación de los minerales valiosos. Es aquí donde se inician los procesos metalúrgicos para la obtención de las espumas en las celdas de flotación que contienen una alta ley y productos con baja ley que se envían a los relaves. Los equipos asociados a este circuito son: agitadores, acondicionadores, celdas de flotación y bombas. Las espumas producto del circuito de flotación contiene una alta ley de mineral pero en un medio líquido, es por esto que se envían al circuito de espesamiento donde por gravedad se busca sedimentar el mineral para ser enviado al circuito de filtrado. La pulpa producto de los espesadores tienen una cantidad de agua que dificulta su transporte, es por esto que se envía al circuito de filtrado donde mediante el uso filtros se retira el agua excedente obteniendo un producto con una humedad entre 5 y 8% la cual permite su manipuleo y posterior transporte. La pulpa de relaves contiene una gran cantidad de agua la cual es separada en los espesadores y es enviada a la planta de concentración para su reutilización en los procesos ya descritos.Ítem Texto completo enlazado Diseño de un sistema estacionario de transporte rural por cable para 1 tonelada entre personas y carga para el cruce de un río en el Centro Poblado de Willcayoc, provincia de Huaytará, departamento de Huancavelica(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-07-07) Chávez Morocho, Ricardo Andrés; Cotaquispe Zevallos, Luis OrlandoEn el año 2007 se realizó un censo en el cual se evidenció que poco más del 24% de habitantes en el Perú se encuentra en poblados rurales. En un país tan accidentado geográficamente, miles de estos pueblos se sitúan en montañas o tan cerca de ríos que ven imposibilitada su interacción con las carreteras, colegios o hasta postas médicas, muchas otras veces los habitantes viven de sus cosechas y tienen que venderlas cruzando el río, este aislamiento frena su progreso como sociedad. El Perú se encuentra frente a una real necesidad que no es capaz de cubrir, esta tesis busca mostrar una alternativa tecnológica de transporte viable para problemas de este tipo cuyas características incluyan bajo costo, bajas capacidades, y gran versatilidad en cuanto a terrenos: el transporte por cable. Este sistema movilizará, mediante una cabina, 1 tonelada de carga total (incluido el peso de la cabina) a 1.5 m/s en un trayecto con luz de 247 metros horizontales y 53 metros verticales para cruzar un río en el centro poblado de Willcayoc, provincia de Huaytará departamento de Huancavelica. El diseño del sistema de transporte presentado comienza por una breve introducción al transporte por cable, seguido de la elección del sistema ideal mediante la metodología de diseño, luego se realizan los cálculos y selección de componentes para finalizar con el cálculo de costos implicados y conclusiones acerca de lo observado. Debido a la gran extensión de esta tesis, parte de los cálculos han sido colocados en los anexos mostrados en el disco adjunto. El sistema de transporte consta de dos cables estacionarios de 22 mm que sirven de guía para un cable de 10 mm que arrastra a la cabina mediante el giro de un tambor que la recoge. Todo el conjunto es accionado por un motor trifásico de 10 HP conectado a un reductor epicicloidal. El sistema tiene frenos de disco de emergencia y es controlado por un variador de velocidades, todo soportado por una estructura. La cabina, por otro consta de una canasta oscilante conectada a un carro de rodaduras y tiene un freno que actúa solo en casos de emergencia cuando se produce la rotura del cable tractor, para otros casos actúa el freno de emergencia. El costo aproximado de los componentes mecánicos es de s/. 90,035.07 y el estimado total incluyendo las obras civiles asciende a s/.353,540.25, este presupuesto es viable cuando se compara con el de un puente peatonal colgante de 40 metros (s/.581,026.09) en términos de distancias y velocidades recorridas, todo de manera segura.Ítem Texto completo enlazado Diseño estructural de un apilador radial con capacidad para transportar 275 T/H de arena para concreto(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-12-09) Navarro Hernández, Ramiro Gabriel; Cotaquispe Zevallos, Luis OrlandoDurante los últimos años, debido a la gran cantidad de edificaciones nuevas y obras urbanas que se pudieron observar no sólo en la capital, sino en todo el país, es seguro afirmar que el sector construcción ha encontrado una época de auge. Este incremento, aunque ahora desacelerado –respaldado por cifras de PBI del sector económico en cuestión–, trajo como consecuencia un aumento en el consumo del concreto. Este material se encuentra compuesto, principalmente, de cemento, agua y agregados, abarcando estos últimos un 82% del volumen total y aportando, de esta manera, una gran cantidad de propiedades importantes al resultado. El problema que surgió a partir de esta realidad es la necesidad de manejar de manera apropiada la demanda incrementada de uno de los agregados más importantes: la arena fina. Utilizando como información de entrada las propiedades físicas del material en mención, dictados por las normas ASTM C33, y el volumen de producción de la cantera más importante de este material en Lima –la de Jicamarca–, se tuvo como objetivo del presente trabajo alcanzar, mediante la aplicación de conocimientos y criterio en ingeniería mecánica adquiridos durante la carrera, un diseño estructural de un apilador o “stacker” radial que sea óptimo no sólo en resistencia, rigidez y estabilidad, sino también en funcionalidad y economía. El objetivo se alcanzó mediante el análisis y descarte de alternativas, utilizando cálculos de resistencia, rigidez y estabilidad, previa estimación de un sistema de faja transportadora que sería cargado por la armadura. Para esto, se empleó como base la norma ISO 5049 para el diseño de estructuras metálicas de equipos móviles para el manejo continuo de materiales a granel, el manual de construcción en acero de la AISC y bibliografía complementaria de diseño. Por último, se aproximaron los costos de las opciones en carrera con motivo de poder seleccionar la alternativa más viable. El resultado final fue el diseño general de una estructura de acero principalmente tubular con una viga principal de celosía que, mediante el cumplimiento de criterios normados de resistencia, rigidez y estabilidad, así como de economía en el suministro y fabricación, se encuentra en la capacidad de manejar el apilamiento radial al aire libre de un volumen de producción significativo de arena.