Facultad de Ciencias e Ingeniería
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Ítem Texto completo enlazado Diseño de un sistema de medición automático del desgaste del perfil del revestimiento de un molino de bolas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-05-25) Gálvez De La Sota, Diego Luis; Raffo Jara, Mario Andrés; Lengua Huertas, César AntonioEn la industria minera se puede encontrar una gran variedad de equipos que sirven para la disminución del tamaño de los minerales que se extraen del subsuelo. Uno de estos equipos es el molino de bolas que consiste en una superficie cilíndrica de acero que gira entre 4 y 20 revoluciones por minuto con mineral y bolas de acero en su interior. Esta acción produce la reducción del tamaño del mineral, pero también provoca el desgaste de su revestimiento interior. Lo que implica que las compañías programen varios paros al año para su inspección y mantenimiento correctivo. Por lo tanto, el presente trabajo de tesis tiene como objetivo final el diseño de un sistema de medición automático que pueda brindar una aproximación del perfil de desgaste que experimenta el revestimiento interior de los molinos mientras esté en funcionamiento. El sistema se diseña para el caso de un molino de bolas al cual ha sido sometido a un estudio de vibraciones de su carga en la zona de alimentación y descarga. Este cuenta con un sensor embebido en una pieza del revestimiento del molino compuesto principalmente de pistas conductoras. Cada pista se dispone a una altura distinta y en distintos puntos. De esta forma conforme se vaya desgastando el perfil del revestimiento, estas se irán abriendo. Aplicando un voltaje discreto a cada pista y verificando su retorno, se lograr verificar la integridad de las pistas y por lo tanto el nivel de desgaste. Ante la infiltración de señales de ruido provocado por el falso contacto de la carga conductora encima de las pistas abiertas, se logra filtrar estas señales mediante el uso de filtros pasa bajos activos y un circuito comparador. Después del acondicionamiento de las señales, estas viajan a través de cables debidamente protegidos para llegar al dispositivo de medición en la superficie exterior de la coraza. Este cuenta con módulos de control, almacenamiento de datos, control del tiempo real, y comunicación inalámbrica que son capaces de registrar y transmitir los datos a un dispositivo de recepción ubicado al exterior del molino. Este diseño brinda una aproximación a la dimensión del área del perfil del revestimiento permitiendo optimizar las paradas de los molinos solo a momentos donde se tenga que realizar el cambio del revestimiento. De esta forma también se aporta a las tecnologías que buscan la mejora continua del diseño de los revestimientos.Ítem Texto completo enlazado Desarrollo de un sistema de adquisición de señales de fuerzas plantares de reacción del suelo en los tres planos del espacio(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-04-18) Moscoso Basaldúa, Renzo Jesús; Callupe Pérez, Rocío LilianaLa adquisición de información cuantitativa de las fuerzas plantares asiste a los profesionales del deporte en la gestión y diseño de entrenamientos adecuados para cada deportista, con la finalidad de mejorar su rendimiento y prevenir futuras lesiones. Sin embargo, hacen falta dispositivos portátiles que puedan medir dichas fuerzas plantares en los tres planos del espacio sin restringir el desplazamiento del deportista. Por lo tanto, la presente tesis consiste en el diseño de un sistema de adquisición wearable de señales de fuerzas plantares en tres ejes ortogonales para su uso en un ensayo de entrenamiento de voleibol. Este sistema de adquisición mide las fuerzas plantares en cinco puntos de interés. Primero se plantea el diseño de un sensor de fuerza triaxial compuesto de cinco sensores de fuerza piezoresistivos de un eje. Las señales obtenidas por los sensores son filtradas y posteriormente procesadas en un microcontrolador ESP32. Posteriormente, se transmiten inalámbricamente a través de Bluetooth a un teléfono móvil, en el cual se muestran las gráficas de las señales medidas en una aplicación para el sistema operativo Android. Para validar el diseño, se realizan simulaciones en el software Proteus y dos ensayos. El primer ensayo consiste en dos partes: una prueba estática sobre un pie para evaluar el error del sensor y otra prueba del estudio de la marcha humana para validar el funcionamiento del sistema de adquisición. Finalmente, en el segundo ensayo se ejecuta un movimiento de sentadilla frontal, el cual es empleado en los entrenamientos de voleibol para incrementar la potencia del salto vertical.Ítem Texto completo enlazado Diseño e implementación de un sistema portátil para el registro de información agrícola geolocalizada de campos de cultivo(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-05-13) Humbo Ayala, Rolando Rafael; Flores Espinoza, Donato AndrésLa tesis desarrollada en este documento está compuesta por la elaboración de un sistema de registro de datos geolocalizados de cultivo que gestiona cada dato recibido de 5 sensores ubicados en un equipo independiente, este sistema fue probado usando como muestra el registro de 4 hectáreas de mandarina; además, tiene una visión empresarial a futuro, ya que, se podría generar un producto comercial que ayude a agricultores, técnicos o ingenieros interesados. Este sistema consta de 3 partes, la primera es el equipo que se encarga de almacenar la información generada por 5 sensores, ordena los datos en una trama de datos y usando una antena emisora, envía la trama de datos al segundo dispositivo por radiofrecuencia; el segundo dispositivo se encarga de recibir esta información, gestiona la información y lo envía hacia el equipo de teléfono móvil. La tercera parte es un programa instalado en el teléfono móvil con sistema operativo Android, este programa obtiene la información de la trama de datos recibidos desde la antena receptora, gestiona la información que el usuario ingresa y el valor de las coordenadas de ubicación que obtiene del equipo móvil, para finalmente crear un archivo que contiene toda la información ingresada, que es fácil de transferir por internet y diseñado para que los programas de mapas puedan leer su información; posteriormente este archivo permitirá el análisis de todos los datos registrados por los sensores y serán datos que estarán geolocalizados. Los resultados que se obtuvieron al comprobar el funcionamiento del equipo fueron los esperados, se pudo registrar los datos de los sensores, se guardó la información de cada punto evaluado y finalmente se obtuvo un archivo que contenía todos los datos registrados y que se pudieron visualizar en Google Earth y en GPS Visualizer. En el primer capítulo se expondrá la problemática y los objetivos de la tesis, en el segundo capítulo se desarrollará el estado del arte, las tecnologías que actualmente están presentes para la solución del mismo problema planteado, desde los registradores de datos actuales y los equipos que manejen sensores; finalmente se expondrá el marco teórico de lo desarrollado. En el tercer capítulo se expondrá, de manera teórica, el diseño propuesto y se describirá a detalle la implementación de los equipos. Finalmente, en el cuarto capítulo se mostrará el resultado del sistema sometido a la prueba de su funcionamiento en campo, se generarán archivos de información y se verá su correcto funcionamiento en los programas de mapas.Ítem Texto completo enlazado Diseño de un sistema de monitoreo para un invernadero experimental basado en una red de sensores(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-05-13) Pozo Gonzales, Jhordy Merlin; Velarde Criado, Luis ÁngeloLa agricultura en el Perú es una actividad económica muy sensible a los cambios en el clima, sin embargo, de ella depende la seguridad alimentaria de todos los peruanos. Debido a esto, se impulsa la aplicación de técnicas agrícolas que ofrezcan ventajas respecto al modelo tradicional. Por ejemplo, una de ellas es el uso de invernaderos, la cual permite, entre otras cosas, protección contra climas adversos, reducción del tiempo de cultivo y mejora de la calidad a través de una atmósfera interna controlable. Comúnmente, estos invernaderos son operados manualmente por el agricultor en base a su experiencia, por lo que no se obtiene condiciones ambientales adecuadas para una agricultura de precisión. Sumado a esto, el cambio climático y la diversidad de los pisos altitudinales a lo largo del país, hacen que sea necesario buscar alternativas de adaptación tecnológicas. En este sentido, el Internet de las Cosas (IoT-Internet of Things) y el desarrollo de software, ponen a nuestra disposición herramientas para la implementación de soluciones innovadoras aplicadas a la agricultura, las cuales ayudarán a incrementar el rendimiento y la calidad de los productos. Por lo tanto, la solución tecnológica propuesta, como objetivo de esta tesis, es diseñar un sistema de monitoreo que permita hacer el seguimiento de variables críticas dentro del invernadero basado en una red de sensores.Ítem Texto completo enlazado Módulo didactico para el control de posición y temperatura en cilindros hidráulicos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-12-04) Villar Vargas, Oscar Javier; Muñoz Salas, KarolEl movimiento de objetos con gran tamaño o peso es una acción que se encuentra presente en la construcción, minería, industria maderera, trasbordadores espaciales, en la extracción de hidrocarburos, entre otros rubros. Esta acción no sería posible solo con fuerza humana, sino también con el apoyo de mecanismos hidráulicos. Los elementos principales de un mecanismo hidráulico son el pistón o actuador y el cilindro. El primero es quien se encarga de transmitir la fuerza proveniente de la presión ejercida dentro del cilindro hidráulico. Se representa el diseño de un módulo oleohidráulico de laboratorio que permita al usuario estudiar a la oeohidráulica a fin de buscar mayor eficiencia en los distintos procesos industriales. Como mayor durabilidad de los equipos, precisión, velocidad y seguridad. El sistema oleohidráulico consiste en un cilindro hidráulico cuyo pistón se encarga de desplazar una carga compuesta por pesas de metal hasta la posición ingresada por el usuario. Esta posición es verificada mediante un sensor de proximidad El sistema cuenta con dos tipos de sensores los cuales son los encargados de registrar datos en tiempo real. El recorrido del pistón se mide por medio de un sensor ultrasónico ubicado cerca del cilindro y en el mismo plano que el de la base del pistón. La temperatura se mide gracias a un sensor PT100 instalado dentro del tanque hidráulico en contacto directo con el aceite. El ensayo de laboratorio es automatizado y controlado por el software LABVIEW y por el microcontrolador ARDUINO UNO; ambos trabajan en conjunto. A través del software se pueden ingresar valores como el recorrido deseado y las constantes del control PID (Kp, Ki y Kd). El software gobernará el funcionamiento del ensayo haciendo que las electroválvulas hidráulicas de 24VDC se activen o desactiven. Así como también lo hará el intercambiador de calor si la temperatura en el tanque llega a los 80 grados Celsius con el fin de evitar cambios en la viscosidad, lo cual podría traer consigo problemas en el sistema. El costo aproximado del módulo oleohidráulico es de S/.12,000.00. Siendo los conceptos más elevados la adquisición de los componentes mecánicos y el diseño del sistema oleohidráulico.Ítem Texto completo enlazado Desarrollo de un sistema de adquisición para la evaluación del balance corporal en base a la medida del movimiento del tronco(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-01-29) Luna Jaramillo, Juan Marcos; Callupe Pérez, Rocío Liliana; Sal y Rosas Celi, Damián EleazarDurante el control del balance corporal es el cerebro quién, por medio de impulsos nerviosos transmitidos hacia los músculos de la columna, activa el movimiento de una persona generando un cambio en su posición. Sin embargo, con el paso de los años, dicha respuesta frente a este tipo de control se ve mermada, produciendo retrasos al momento en que la persona puede reaccionar frente a cambios repentinos respecto de su posición de equilibrio. Dicho decaimiento en la velocidad de reacción frente a una pérdida repentina del equilibrio corporal puede generar la ocurrencia de caídas, las cuales podrían derivar en consecuencias negativas. Bajo este enfoque, el Laboratorio de Investigación en Biomecánica y Robótica Aplicada (LIBRA) en conjunto con el investigador Dr. Peter Reeves (Sumaq Life LLC) propusieron la necesidad de conocer la velocidad a la que las personas pueden responder al realizar movimientos predecibles e impredecibles que los obliguen a perder su posición de equilibrio. La presente tesis desarrolla un sistema electrónico que permite medir, en tiempo real, el ángulo del movimiento del tronco mientras la persona realiza movimientos laterales (izquierda o derecha), los cuales son propuestos por una interfaz gráfica sobre la que se llevará a cabo el test de evaluación. Asimismo, con la necesidad de replicar dicha evaluación en distintos lugares se diseñó un sistema portable, el cual incluye todo el sistema contenido dentro de un único dispositivo lo cual facilita el desarrollo de la prueba. En el desarrollo de la presente, se utilizó un sensor inercial MPU6050 cuya señal es adquirida y procesada por un Microcontrolador Arduino Nano. Para el procesamiento de dicha señal se comparó el desempeño de un filtro Complementario y un filtro Kalman, ampliamente utilizados en este tipo de información. Dicho desempeño fue medido utilizando el sistema de referencia Mikrolar R3000 Rotopod. La interfaz gráfica fue desarrollada utilizando el microcontrolador Raspberry Pi 3B, el cual recibe el dato del movimiento realizado y muestra dicha información en la pantalla, esto con la finalidad que la persona conozca su desempeño actual. Finalmente, se asignó vital importancia al análisis del tiempo de respuesta del sistema completo, así como la búsqueda de reducir dicho tiempo de respuesta tal que no influya en el desempeño de la persona evaluada. Los tiempos obtenidos al final del desarrollo de la presente fueron de aprox. 30.2ms utilizando el filtro Complementario y de aprox. 25.2ms aplicando el filtro de Kalman, con lo cual se puede evidenciar que el sistema, en ambos casos, responde de forma óptima.Ítem Texto completo enlazado Determinación de constantes dieléctricas por espectroscopia de microondas para el análisis de calidad de productos hortofrutículas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-03-22) Reyes Riofrio, Alexandra Celina; Yarlequé Medina, Manuel AugustoEn el trabajo realizado en la presente tesis consiste en determinar la constante dieléctrica de productos hortofrutícolas a través de espectroscopia de microondas para su posterior análisis de calidad de alimentos. El primer capítulo presenta brevemente la problemática actual de la industria de alimentos y los retos que deberá enfrentar en el futuro, especialmente sobre las diferentes tecnologías que permitan agilizar el proceso de control de calidad de alimentos. Además, se muestra la importancia de la calidad de alimentos sobre el consumidor y cuál es su tendencia de consumo hoy en día. Posteriormente, una breve justificación de la elección del tema de tesis con hipótesis y objetivos; y, finalmente, se presenta el estado del arte del proyecto de tesis. En el segundo capítulo se presenta la teoría para la medición de las propiedades fisicoquímicas y propiedades dieléctricas centrándose, principalmente, en las diferentes técnicas de medición de la permitividad y la elección de la sonda coaxial como método de medición. En el tercer capítulo se describe la implementación de la sonda coaxial de terminal abierto para la medición de la constante dieléctrica y factor de pérdidas, por el cual se debe adaptar un conector de tipo SMA macho, calibrar los instrumentos de medición, modelar la sonda coaxial a través de un software como el Advanced Design System para su posterior de-embebido y calibración del modelo capacitivo. En el capítulo cuatro se explica cómo es el proceso para la toma de datos, ya que se debe seguir una secuencia específica para una adecuada medición de los parámetros fisicoquímicos y dieléctricos. En el capítulo cinco se muestran los resultados obtenidos de las mediciones de los parámetros dieléctricos al utilizar espectroscopia de microondas y las características fisicoquímicas, y su análisis de predicción de estas características para el control de calidad de alimentos. Por último, se muestran las conclusiones y recomendaciones que se logran obtener después de finalizar la tesis.Ítem Texto completo enlazado Diseño de un sistema mecatrónico para dispensar espagueti(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-03-09) Alarcón Padilla, Mara Jackeline; Kato Ishizawa, GustavoEn la actualidad, existe una gran variedad de máquinas que cumplen múltiples funciones y son usadas para facilitarnos en ciertas actividades domésticas permitiéndonos ahorrar tiempo. El separar manualmente pasta según las porciones que se necesita es una actividad tediosa para quien cocina. Además, se invierte tiempo útil y si esto se calcula para un restaurante, también habría perdidas económicas debido a que muchas veces sobra o falta este insumo al momento de atender al cliente. El objetivo principal de este trabajo es el diseño de un sistema mecatronico capaz de separar espagueti en porciones de 100 g. de una manera rápida, sencilla con un mecanismo simple. Con esto, quien prepara los alimentos se ahorrará tiempo. Además, este dispensador puede ser usado en restaurantes, debido a que sería muy útil para los cocineros al tener una cantidad precisa para porciones. El sistema cuenta con un panel de control, 2 sensores (fotointerruptores) y 1 motor DC. A continuación, se detalla el desarrollo mediante 5 capítulos adecuadamente estructurados. - Primer capítulo: se presenta la problemática para la cual el dispensador es la solución a esto. - Segundo capítulo: se mencionan los requerimientos mecánicos y electrónicos del sistema mecatrónico. - Tercer capítulo: se explican el algoritmo de funcionamiento, los componentes electrónicos, los planos mecánicos y el diagrama diseñado. - Cuarto capítulo: se presenta el presupuesto de la máquina. - Quinto capítulo: se presentan las conclusiones, comentarios los cuales son favorables para este sistema mecatrónico.Ítem Texto completo enlazado Diseño de lanzador de proyectiles de madera para vehículos Thyssen Henschel UR-416(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-03-02) Torre Meléndez, Eduardo Elías de la; Kato Ishizawa, GustavoEl presente trabajo se centra en el diseño de un arma no letal para controlar y disuadir manifestaciones violentas que amenazan la seguridad pública y privada en él actual contexto social. Toda ciudadano tiene derecho a exigir beneficios de forma pacífica, sin embargo, esto parece ser menos probable, debido a que los manifestantes confunden su derecho a reclamar con el de protestar perturbando el orden público y causando desmanes. Por tal motivo, se hace evidente la creciente frecuencia y magnitud de los enfrentamientos que se genera entre las fuerzas del orden y la población, ya que, al intentar refrenar los actos vandálicos contra entidades públicas, privadas o autoridades las protestas terminan con graves daños colaterales. Por consiguiente, el proyecto desarrollado a continuación garantiza la ausencia de daños permanentes en cualquiera de los individuos involucrados y, asimismo, implica una reducción de gastos para el gobierno en lo que respecta a la adquisición de equipamiento para la ofensiva de la policía antidisturbios.Ítem Texto completo enlazado Diseño de un sistema de monitoreo inalámbrico y control de riego automático aplicado para el piñón blanco en la estación experimental "El Porvenir" en Tarapoto(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-03-02) Coha Guerra, Carol Gypsy; Alcócer García, Alejandro CarlosEl presente proyecto de tesis consiste en elaborar el diseño de un sistema de monitoreo inalámbrico que suministrará información al agricultor en lo que se refiere a las condiciones en las que se encuentra el piñón blanco en Tarapoto. Esta información permitirá identificar las variables climáticas y de suelo en un servidor y, a su vez, permitirá que se active un sistema de control de riego para mantener la temperatura y humedad de la plantación en los niveles adecuados; con el fin de mejorar la productividad y el rendimiento de la parcela a través de un sistema fiable y autónomo. El primer capítulo está centrado en realizar un estudio de las actividades que se realizan durante la siembra y cosecha de dicha planta. Este análisis también provee las condiciones óptimas que necesita el piñón blanco para crecer y desarrollarse a fin de entregar semillas de muy buena calidad para el procesamiento y extracción del aceite biodiesel, el cual se extrae del corazón del fruto de esta planta. Además de elio, también se aborda la agricultura y su problemática a nivel nacional. El segundo capítulo busca informar al lector que, para realizar un diseño como este, deberá conocer los criterios básicos a tener en cuenta para luego hacer una comparativa entre los estándares de comunicación en una red, tales como Wifi, Bluetooth y Zigbee. Como resultado de ello, se procederá a elegir la más adecuada para esta aplicación. Asimismo, se presenta un cuadro de proveedores que tienen mayor demanda en el mercado, cada uno con sus propias características y ventajas. El monitoreo se realiza a través de un programa, el cual también servirá para el contra! de riego según parámetros indicados por el agricultor. El tercer capítulo presenta la elaboración del diseño propuesto para la toma de datos y posterior control de riego. Para ello, se indican las medidas del terreno agrícola, los rangos de temperatura y humedad en los que debe mantenerse el piñón y la configuración de los equipos para una correcta comunicación y eficiencia energética. El cuarto capítulo, por su parte, consiste en comprobar el correcto funcionamiento del diseño en lo que respecta a la comunicación y el control. También se presenta una tabla de costos que muestra la inversión que requiere una aplicación como la presentada en esta tesis.