Facultad de Ciencias e Ingeniería
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Ítem Texto completo enlazado Sistema automático de secado de granos de café accionado con energía solar(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-08-29) Loja Acuña, Gilberth André; Ugarte Palomino, Carlos AlfredoEl principal objetivo de la tesis es diseñar una secadora de granos de café especial que sea capaz de conseguir una humedad final de 11% y trabajar a una temperatura de secado no mayor a 35°C. Además, funcionará empleando energías renovables, ya que se ubicará en un lugar donde no existe una red eléctrica. Primero, se plantea la problemática y se detallan las tecnologías actuales de secado de granos, como los secadores en bandejas, rotatorios, etc. Se explican los tipos de tecnologías renovables, tanto la fotovoltaica como la eólica. Además, se detalla las formas de generar calor para calentar el aire. Luego, se plantean los requerimientos mecánicos, eléctricos y de control del sistema para alcanzar el objetivo principal. Para satisfacerlos se detallan las funciones a realizar, se proponen 3 conceptos de solución mediante la matriz morfológica y se elige la más óptima a través de una evaluación técnica/económica. Después, se diseña el sistema mecatrónico teniendo en cuenta los cálculos necesarios (termodinámicos y electrónicos) para el dimensionamiento del sistema. Para ello, se estima el tiempo de secado de manera analítica utilizando las ecuaciones propuestas por Robert E. Treybal y papers acerca del secado de granos según SECAFÉ (revista agrícola brasilera). Además, se calcula la cantidad de paneles solares, baterías y reguladores, detallándose las partes del sistema especificándose tanto su función como su fabricación. También se seleccionan los componentes mecánicos, electrónicos y de control que satisfagan el diseño propuesto. Posteriormente, se presenta la integración que existe entre los sistemas mecánico-electrónico y eléctrico-electrónico-control. Asimismo, se observa la lógica y estrategia de control empleada en el sistema las cuales garantizan que el aire no exceda los 35°C. Finalmente, se desarrolla una evaluación económica para analizar la rentabilidad del diseño. Se estima que sea rentable desde el primer año, esto en comparación al uso de las tecnologías actuales para secar café en dicha zona. En conclusión, empleando un monitoreo constante de la temperatura y humedad relativa y debido a la estrategia de control se logra calcular un tiempo de secado aproximado de 8 horas. De esta manera, se obtiene un café especial al 11% de humedad cuya temperatura no sobrepase de los 35°C y con un secado homogéneo.Ítem Texto completo enlazado Robot explorador con un sistema electrónico modular para arqueología(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-10-06) Apolinario Huamantinco, Anel; Ugarte Palomino, Carlos AlfredoEsta tesis presenta una propuesta para el desarrollo de un móvil con un sistema electrónico modular que permita el acoplamiento de otros sub-sistemas y la ejecución de diferentes funciones y que además será controlado remotamente por un usuario, quien obtendrá información del medio a través del robot. El diseño de este móvil es requerido por el grupo de investigación de Ingeniería Civil, quiénes necesitan de un intermediario, en este caso, el robot, para acceder a los túneles subterráneos de la Huaca de la Luna y recolectar bloques de adobe. En este documento, se detalla el problema existente en la recolección de los bloques de adobe de la Huaca de la Luna debido a las zonas inseguras de difícil acceso y el inconveniente por el constante rediseño de los robots de exploración debido a su inadaptabilidad al terreno al que se enfrentan. Además, se analizan los principales robots de exploración, cuyas funciones varían entre la toma de fotografías y video para zonas como túneles angostos, de estructuras inestables o de ambientes tóxicos no aptos para el ser humano. Sin embargo, todos tienen como común denominador el brindar seguridad a las personas y servir como intermediarios entre el medio y el usuario. Para el diseño del móvil, se han tenido en cuenta los requerimientos físico-mecánicos limitados por las dimensiones del túnel y las características de los bloques de adobe; y los requerimientos electrónicos y de control que permita una comunicación estándar entre el móvil y el usuario que lo controla. Por su parte, el sistema electrónico modular le otorga la posibilidad de realizar diferentes funciones de acuerdo a los mecanismos que se acoplen. Además, se definieron las principales funciones del robot: movilidad en el terreno, control remoto del móvil, observación del medio mediante una cámara de video, recopilación de información a través de los sensores, recolección de muestras mediante los mecanismos a implementar y comunicación entre el móvil y el usuario. Asimismo, este trabajo detalla la estructuración e integración de los subsistemas involucrados (mecánico, electrónico, control, comunicación) y de los componentes seleccionados. Todos necesarios para lograr el diseño de un robot móvil de 60kg que puede movilizarse a una distancia máxima de 300 metros a una velocidad entre 13cm/s y 15cm/s capaz de cargar los bloques de adobe de 16kg y acoplar un mecanismo auxiliar de 10kg.Ítem Texto completo enlazado Máquina para hacer pollos a la brasa(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-05-26) Blanco Victorio, Frank Carlos; Ugarte Palomino, Carlos AlfredoActualmente, la gastronomía peruana se encuentra en un crecimiento exponencial, lo cual impulsa el incremento de restaurantes que se especializan en la comida nacional. El plato bandera del Perú es el pollo a la brasa ya que su aceptación es mayor que la del ceviche. Esta especialidad culinaria es servida en las pollerías; en las cuales, la buena atención, la rapidez del servicio y la calidad del pollo son los tres aspectos relevantes que marcan la diferencia. Por otro lado, con el desarrollo industrial y el avance tecnológico se ha desarrollado nuevos métodos, técnicas y máquinas, con los cuales se obtienen productos de mejor calidad a un menor tiempo, evitando así, un producto final que no alcance los niveles de calidad que exige el público. En el ámbito de la cocina, el uso de máquinas capaces de realizar tareas repetitivas y en tiempo real se desarrolló con el objetivo de facilitar los trabajos culinarios. Logrando una mejor calidad de los productos con menor esfuerzo y en menos tiempo, en comparación con la cocina tradicional. En la actualidad, se encuentran una gran variedad de sistemas para cortar, rebanar, cocinar y otras que son de tareas especializadas. Cocinar pollos a la brasa en un horno es una tarea compleja, a pesar que a simple vista es una actividad sencilla. Por ejemplo, introducir la barra de pollos, esperar que se cocinen, retirarlos y cortarlos en cuartos son las principales acciones. Sin embargo, dichas tareas deben estar controladas y monitoreadas por el cocinero de pollos a la brasa; quien, en muchas pollerías, también sirve los platos. Estas funciones adicionales hacen que el encargado, descuide el control de la cocción de pollos, por ende, la calidad de los pollos es baja y el tiempo que demora en atender a los comensales aumenta, generando incomodidad en los usuarios. El objetivo de esta tesis es diseñar un sistema mecatrónico que permita realizar los procesos mencionados, desde el ingreso de la barra con pollos hasta la salida de los pollos cocidos y cortados en cuartos. El sistema se ha considerado como una línea de producción dividido en cinco partes; el ingreso del pollo, la cocción del pollo, la salida del horno, el corte del pollo y la manipulación de carbón. El uso de sensores y motores en la línea de producción asegura un alto nivel de precisión y control del funcionamiento.