Tesis y Trabajos de Investigación PUCP

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    Propuesta para aumentar la eficacia global de una planta de fosfato bicálcico empleando herramientas de lean manufacturing
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-08-14) Veliz Chapoñán, Juan Carlos; León Perfecto, Mery Roxana
    En un proceso continuo, en donde hay una diversidad de equipos y junto con ellos una diversidad de problemas (generalmente por mantenimiento o por capacidad del proceso), entornos de trabajo deficientes, y un alto riesgo de accidentes, existe entonces una potencial oportunidad para la aplicación de herramientas de mejora para aumentar la eficacia global de una planta en proceso continuo; uno de esos procesos, es el proceso productivo de fosfato bicálcico en donde se propone la aplicación de herramientas del Lean Manufacturing asociadas en un nuevo sistema de mejora continua llamado CISOPE, realizando inicialmente diagnósticos en el proceso mediante herramientas de análisis y toma de decisiones en procesos industriales, tales por ejemplo como el diagrama de procesos, el gráfico de Pareto, histogramas, seguidamente en función a esta información se evalúa las herramientas del Lean Manufacturing que se deben aplicar para solucionar los problemas enfocándose en las causas que lo originan, evaluando finalmente los beneficios que proporcionarán cada una de ellas en relación a la eficacia global de la planta de fosfato bicálcico, sustentando la viabilidad de la implementación del nuevo sistema en una evaluación económica financiera.
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    Análisis, diagnóstico y mejora en el proceso de producción de menudencias blancas de una empresa importadora de productos cárnicos, aplicando herramientas Lean y distribución de planta
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-02-28) Vargas Guevara, Patrick; Rau Álvarez, José Alan
    El trabajo de investigación que se está presentando tiene como objetivo desarrollar una mejora en el proceso productivo de menudencias blancas de una empresa importadora de carnes a base de herramientas proporcionadas por Lean Manufacturing y distribución de planta. El propósito del trabajo surge de la necesidad de implementar mejoras en el sistema de control de calidad y producción de menudencia blanca, debido a la alta competitividad reciente en el mercado de carnes peruano, la creciente demanda anual y la necesidad de cumplir con estándares y normas impuestas e imprescindibles en el ámbito de su desarrollo. El establecimiento busca tener un mejor control en la calidad de sus productos, disminuir las mermas y desperdicios, así como los recursos mal utilizados, con la finalidad de mejorar los indicadores productivos y competitivos de la empresa. Debido a esto, el objetivo general del presente trabajo es mejorar el proceso productivo de menudencias blancas y las condiciones para su desarrollo, con la fuerte intervención de herramientas pertenecientes al Lean Management y Distribución de planta, para asegurar las condiciones sanitarias adecuadas y el desarrollo pleno de sus actividades. La teoría o supuestos utilizados se basan en el estudio de métodos, el sistema de gestión de calidad (SGC) y la filosofía Lean, a partir de ello se explican las definiciones y herramientas que proporcionan el diagnóstico de la empresa y su situación actual como también el desarrollo de las propuestas de mejora. Finalmente se verifica la viabilidad del proyecto mediante indicadores económicos-financieros como el VAN = s/1461.98 o TIR = 25% que resultaron ser positivos en la supuesta ejecución de las propuestas de mejora en dicha empresa. En conclusión, el proyecto de mejora planteado ha demostrado ser una estrategia efectiva para optimizar los procesos y aumentar la eficiencia operativa. La implementación de nuevas tecnologías, la reorganización de la distribución de planta y la mejora de los sistemas de gestión se han logrado reducir los tiempos de producción, disminuir los costos operativos y mejorar la calidad de los productos.
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    Desarrollo de métodos de fabricación de bioplásticos a partir de algas verdes
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-02-28) Miranda Berrocal, Luis Eduardo; Torres García, Fernando Gilberto
    En la actualidad, existe interés en el desarrollo de bioplásticos a partir de fuentes naturales para reemplazar los plásticos convencionales obtenidos a base de petróleo debido a la contaminación que genera tanto la producción de estos, como su largo proceso de descomposición. El presente proyecto de tesis se centra en las algas verdes de la especie Ulva como fuente de desarrollo de láminas de bioplástico a partir del Ulvan, su componente principal. Las variedades tomadas durante el desarrollo de este proyecto fueron las algas Ulva Nematoidea. Se evaluaron distintos métodos para poder extraer el polisacárido Ulvan de cada muestra de algas, explorando extracción por medio ácido, medio neutro y medio básico. De los cuales, el primer grupo no pudo ser tomado en cuenta para los ensayos de caracterización, FTIR, tracción, DSC y TGA, debido a que su consistencia viscosa no permitía su manipulación. Se produjeron delgadas de 50g de Ulvan y se agregó el 10% en peso de glicerol. Se compararon los resultados obtenidos entre cada grupo de muestras, divididos por método de extracción y por contenido de plastificante. Se pudo ver que el porcentaje de plastificante agregado al Ulvan no degradó la estructura molecular del mismo, dando como resultados valores muy cercanos para muestras con 0% y 10% de glicerol. El proceso determinante para diferenciar el rendimiento de las muestras fue el método de extracción, del cual se obtuvo que las muestras de medio básico alcanzan una mayor deformación y una mayor estabilidad térmica. Los resultados obtenidos demuestran que las algas verdes estudiadas de la especie Ulva pueden ser tomadas en consideración para la producción de bioplástico, ya que representan una fuente abundante en el medio ambiente, el método de producción de las láminas no genera residuos tóxicos y muestran un bajo porcentaje de materia inerte o inorgánica.
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    Diseño de un sistema de impresión de troquelados para suturas quirúrgicas
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-04-20) Quiroz Rodriguez, Rafael Angel; Muñoz Salas, Karol
    La manufactura de suturas quirúrgicas en el país es una actividad creciente y requiere de mano de obra para desarrollarla, sin embargo, al ser productos estériles es necesario contar con equipos que usuarios puedan operar de manera que no entren en contacto con el producto. Así es como la actividad de imprimir sobre los empaques requiere el diseño de un dispositivo que permita trabajar con formas irregulares y de forma continua. Debido a esta necesidad, el objetivo de este proyecto era diseñar una impresora con la capacidad de imprimir sobre un grupo de cartulinas de formato no rectangular, conocidas como troquelados. La adaptabilidad del diseño permite configurar los soportes si se desea cambiar de forma o tamaño de troquel. Y usando el principio de impresión por termotransferencia alcanzar velocidades constantes de impresión de 10 mm/s. La metodología en la que se basó el desarrollo de este documento es el indicado por la norma alemana VDI 2206 y presentada por la Asociación de Ingeniero Alemanes, donde se plantea el desarrollo de productos mecatrónicos en diversas etapas (Gausemeier, 2002). El trabajo se dividió en tres partes principales: la definición del problema y sus antecedentes, el diseño conceptual y un diseño integral del sistema. Siendo el ultimo donde se ha desarrollado un sistema mecatrónico para la impresión de troquelados de suturas, con la particularidad de permitir la impresión en blanco y negro sobre troquelados de diversas formas a una velocidad de aproximada de 4 troquelados por minuto. Con este sistema se ha reducido el costo de impresión y tiempo en el proceso de codificado de las suturas quirúrgicas, además de minimizar la probabilidad de contaminación de los empaques al reducir el contacto humano. Con lo cual se sugiere la implementación del prototipo en planta para analizar la viabilidad del proyecto y las posibles recomendaciones y mejoras para futuras investigaciones.
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    Estudio del proceso de cristalización y polimorfismo de la manteca de cacao en la cadena de fabricación de chocolate oscuro a partir de cacao (Theobroma cacao L.) variedad Criollo
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-09-08) Castro Alayo, Efrain Manuelito; Cardenas Toro, Fiorella Patricia
    El objetivo general de la presente tesis fue estudiar el proceso de cristalización y polimorfismo de la manteca de cacao (MC) en la cadena de fabricación de chocolate oscuro a partir de cacao (Theobroma cacao L.) variedad Criollo. La revisión de la literatura demostró que en la cadena de fabricación de chocolates, la fermentación del cacao es la etapa más importante porque genera el perfil aromático; pero, puede influir en la cristalización y polimorfismo de la MC y por tanto en la cadena de fabricación del chocolate, hipótesis que fue establecida a partir del análisis bibliométrico. Para la evaluación de la cristalización, polimorfismo y miscibilidad de la MC se usó Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) y Microscopía Confocal Raman (CRM). Durante la fermentación espontánea se pudo notar que el cacao alcanzó su temperatura más alta (45,35 °C) a los siete días, periodo durante el cual pudo determinarse los parámetros cinéticos de cristalización de la MC en el interior del grano usando DSC y la teoría de Avrami. Se encontró que durante el proceso de fermentación se produjeron núcleos de cristales metaestables (B1’ y B2’) de MC, los cuales crecieron de manera espontánea o esporádica, en forma de plato, varillas o agujas. La técnica multivariada k-means identificó patrones que dividieron la fermentación en dos etapas: en la primera (0 – 3 días), la MC cristalizó en 15,78 minutos y en la segunda (4 – 7 días) cristalizó en 17,88 minutos, por ello se propuso un proceso de fermentación de solo tres días para cacao Criollo. Para la fabricación de chocolate fue necesario implementar una etapa previa que consistió en analizar la miscibilidad de la MC con aceite de coco (CNO) y aceite de sacha inchi (SIO). Entonces, se preparó equivalentes de manteca de cacao (CBE) mezclando la MC con cada uno de los aceites vegetales en diferentes concentraciones. Los espectros Raman mostraron que SIO se diferenció de CNO y MC por su alta proporción de insaturación, evidenciado por la alta intensidad del pico a 1662,7 cm-1. Los picos a 1745,4 cm-1 y 1733,8 cm-1 en la MC evidenciaron la existencia de las formas B2’ y B1’. Las imágenes químicas Raman y la técnica Resolución de Curva Multivariada-Mínimos Cuadrados Alternantes generaron mapas de distribución e histogramas para determinar cualitativamente la miscibilidad del aceite vegetal con la MC, mientras que con estudio se calculó la desviación estándar relativa para determinar la miscibilidad de manera cuantitativa. Ambas técnicas mostraron que mezclar MC con CNO en proporciones de 55/45 y MC con SIO en proporciones de 65/35 pueden generar CBE con alta miscibilidad, la cual se reduce al incrementar la proporción de MC. La cinética de cristalización isotérmica develó que SIO cristaliza a temperaturas inferiores a cero grados y al igual que CNO, sus propiedades térmicas se modificaron cuando fueron mezclados con la MC para formar su correspondiente CBE. CNO cristalizó más rápido que la MC, pero al mezclarse con ésta, su velocidad de cristalización y entalpía de fusión se redujeron. Finalmente, estos CBEs fueron utilizados en combinación con el régimen de temperado para producir dos tipos de chocolates oscuros (Ch-SIO y Ch-CNO), evaluando su cinética de cristalización, polimorfismo, propiedades físicas y térmicas del producto final. La velocidad de cristalización de la MC incrementó como consecuencia de los CBE y temperado, obteniendo una cristalización más rápida en el Ch-SIO (7,08 ± 0,15 min) que en el Ch-CNO (7,25 ± 0,18 min). Ambos factores produjeron chocolates con altos porcentajes de forma B2 (92,56 ± 1,49% en Ch-SIO y 90,3 ± 1,18% en Ch-CNO) que superan los valores establecidos en literatura. La presencia de esta forma polimórfica fue corroborada con los bajos valores del índice de blancura (27,55 ± 0,22 – 28,73 ± 0,54). Las propiedades físicas y térmicas de los chocolates cambiaron dentro de valores aceptables.
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    Análisis y propuesta de mejora del proceso productivo de fabricación de postes de concreto armado, usando herramientas de manufactura esbelta
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-03-14) Román Torres, Yamileth Alvelinda; Atoche Diaz, Wilmer Jhonny
    El presente trabajo tiene como objetivo principal presentar propuesta de mejora del proceso productivo de fabricación de postes de concreto armado aplicado al área de Producción, en la que se proponen implementar herramientas de Manufactura Esbelta que nos ayudaran a eliminar desperdicios y mejorar dichos procesos. Para este caso y en particular se eligió al área de Producción de una empresa que tiene como principal operación, la fabricación de Postes de alumbrado público, los cuales tienen medidas bastante variadas desde 4 metros hasta los 18 metros y consecuentemente uno de los principales procesos es el secado. Así, en la primera parte describimos el marco teórico y las distintas herramientas de manufactura esbelta esto nos permitirá seleccionar y proponer cual y en qué área del proceso productivo poder aplicarla. Luego, realizamos una descripción del sector, la empresa, los procesos principales, definimos y estudiamos el área de producción para encontrar las oportunidades de mejora y aplicación de las herramientas (5S, TPM, Jidoka) de Manufactura Esbelta. Posteriormente se presenta la evaluación económica donde se cuantifica los costos, impactos financieros y no financieros de la propuesta de implementación de herramientas de Manufactura Esbelta en la mencionada área de proceso, obteniendo opciones de implementación independiente por herramientas favorables, sin embargo, el ideal es implementar las 3 herramientas de manufactura esbelta que tiene los mejores valores de VPN (768,431), TIR (191%) y B/C (4.31).
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    Propuesta de formulación de las líneas de producción de los productos priorizados en el marco del programa presupuestal orientado a resultados de reducción de la violencia contra la mujer (PPOR RVCM)
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-03-04) Yupanqui Santiago, Luis Daniel; Cisneros Arata, Víctor Edmundo
    La presente tesis se enmarca en una propuesta de formulación de líneas de producción de dos productos priorizados, el Producto P6 “Mujeres y hombres víctimas de violencia sexual, física o psicológica reciben terapias psicológicas especializadas” y el Producto P15A “Mujeres con servicios de detección, referenciación y atención inmediata en casos de violencia”, en el marco del programa presupuestal orientado a resultados de reducción de la violencia contra la mujer (PPOR RVCM). Para ello, en la etapa de diagnóstico situacional, se revisa la normas y protocolos vigentes, y asimismo, se identifica la población objetiva y el mapeo de actores competentes. Como parte de la propuesta metodológica, se elabora el mapa de contexto y se formulan las líneas de producción conforme a lo siguiente: i) modelo operacional detallado; ii) Punto de Atención y Cartera de Servicios; iii) Caracterización del Proceso; iv) Identificación y Captación del Público Objetivo; v) Formulación del Costeo de Productos. Para la etapa de estimación de costos e indicadores, se definen los costos de inversión y operación por nivel de producto y servicio, asimismo se plantean los beneficios que se espera obtener en un mediano y largo plazo para las mujeres víctimas de violencia. Para ello, se ha considerado pertinente diseñar los indicadores de desempeño y producto, y, por último, no menos importante, se propone la previsión de los resultados de los indicadores en el marco del programa presupuestal orientado a resultados para la Reducción de la Violencia contra la Mujer. Finalmente, se espera que la implementación de los productos mencionados, puedan tener un impacto significativo para reducir la violencia y la revictimización de las mujeres.
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    Mejora y optimización de procesos mediante la aplicación de herramientas de Lean Manufacturing en la línea de envasado de jalea de una empresa de manufactura
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-01-25) Hurtado Zeña, Martín César; Corrales Riveros, César Augusto
    La presente tesis muestra la implementación de 3 de las múltiples herramientas de la filosofía Lean Manufacturing; que está enfocado en las personas y tiene como objetivo la mejora y optimización de un sistema de producción las cuales se aplicaran en la línea de Jalea de una empresa de manufactura del rubro alimentario. En la primera parte de la tesis, se explican el concepto general de Lean Manufacturing así como las herramientas más importantes que se puede encontrar en esta filosofía, luego se delimita el caso de estudio a una de las 5 líneas que maneja la empresa, la decisión para escoger cual línea será la analizada se basa a un análisis comparativo realizado a las diferentes líneas entre si teniendo como conclusión que la línea de jalea será la que se implementara Lean Manufacturing a su vez de determinará que herramientas se aplicará. Esto como resultado del análisis de los tiempos de ciclo y la identificación de los desperdicios a lo largo del proceso productivo de la fabricación. Luego de delimitar el estudio, se realiza el diagnóstico utilizando el Value Stream Mapping (VSM) en el cual se presentan los principales indicadores a analizar y controlar, entre estos se resalta que el proceso que más genera demoras es el de preparación. Posteriormente, una vez analizado el VSM y los indicadores Lean se procede a proponer las herramientas Lean entre los principales problemas encontrados se encuentran: un desbalance de carga de trabajos entre el proceso de preparación y el de envasado de la línea, problemas de desorden y falta de cultura de limpieza así como la acumulación de materiales innecesarios y problemas con tiempos de setup en los arranques de línea. Por tanto, se propone implementar un balance de línea, que ayude a nivelar la carga de trabajo; la aplicación de las 5´S para crear una nueva forma de trabajar de de línea. Finalmente, se evalúa la viabilidad de la implementación de las mejoras propuestas por separado, siendo justificadas cada una con un VAN positivo y una TIR por encima del 20% (rentabilidad mínima esperada por la empresa).
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    Implementación de la fase de fundamentos de operaciones autónomas en la línea de envasado de una planta de agua mineral
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-03-15) Guillen Marcilla, Giuliana Ximena; Rau Álvarez, José Alan
    El proyecto que se presentará en el informe profesional es una implementación de Operaciones Autónomas (Fase Fundamental) en una línea de envasado de agua mineral, el cual fue desarrollado como estrategia 2020 para cerrar las brechas de eficiencia y engagement del personal de envasado. El objetivo principal de las Operaciones Autónomas es cambiar la mentalidad de los operadores para que se hagan responsables de garantizar las condiciones básicas de sus máquinas, lo cual tendrá un impacto positivo en el rendimiento de la línea y en el engagement. Se definió al proyecto piloto con un alcance de una sola máquina representativa y crítica, así como la implementación de la primera fase de operaciones autónomas (fase Fundamental). En el análisis del proceso crítico, se identificó que la máquina llenadora representaba el 40.7% de tiempos perdidos por causas internas las cuales son principalmente: fallas en el sistema de válvulas de llenado, sistema de lubricación, estrellas, transmisión, etc. En la fase de preparación se desarrolló el planeamiento, la formación y formulación de roles de los miembros del equipo; diagnóstico de habilidades del personal operario, adquisición de recursos, así como la capacitación inicial para todo el equipo. En las fases de limpieza, lubricación, inspección y ajustes menores se ha logrado eliminar las fuentes de contaminación, estandarizar los procesos autónomos, implementar estaciones de trabajo con un enfoque 5S y formar las habilidades autónomas en los operadores a través de entrenamientos, diagnósticos de trabajo operacional, gestión de indicadores de proceso y análisis de solución de problemas con herramientas como los 5porqué. Todas las buenas prácticas desarrolladas en el proyecto se han convertido en parte de la rutina de cada uno de los miembros del equipo. Como resultado de ello se ha podido obtener una reducción de tiempos de paradas internas en la llenadora (máquina crítica) en un 87.8%, así como un incremento del engagement del área en un 18%. Estimando la viabilidad económica hacia el 2023, se comprueba la viabilidad del proyecto con un VAN equivalente a S/.276,914, y una TIR de 78%.
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    Green Manufacturing: Modelo para la mejora de la sostenibilidad en las industrias no primarias del sector manufacturero peruano
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-03-02) Sánchez Huallpa, Patricia Gianella; Corrales Riveros, César Augusto
    Los temas medioambientales y de sostenibilidad actualmente son fundamentales en las estrategias como respuesta al deterioro en el entorno ambiental. Empresas de industrias tales como las de textilería y construcción aplican el modelo Green Manufacturing con el objetivo de minimizar el daño ambiental y ofrecer productos ambientalmente responsables. Por otro lado, en el Perú, gran parte de la contribución al PBI proviene del sector manufacturero, compuesto por los subsectores primarios y no primarios, siendo estos los de mayor consumo de recursos y emisión de residuos industriales. Asimismo, según el Índice de Desempeño Ambiental (EPI, por sus siglas en inglés), durante el período 2019, el Perú obtuvo un índice de 44 ocupando el puesto 22 a nivel de América Latina. Esto muestra que los esfuerzos realizados por las entidades correspondientes para fomentar prácticas medioambientales no son suficientes, y aún existen deficiencias en el proceso para lograrlo. Por ello, el objetivo del presente trabajo es introducir Green Manufacturing como alternativa para las empresas del sector no primario buscando la mejora de sus procesos en términos de reducir sus impactos medioambientales y del surgimiento de la sostenibilidad como parte de sus estrategias. A partir de este trabajo, se puede concluir que, al ser un modelo nuevo en el Perú, el Green Manufacturing presenta limitantes como los cambios en la tecnología que este exige, y que se ve perjudicado porque la mayoría de la industria no primaria peruana está compuesta por medianas y pequeñas empresas que realizan procesos manuales o semiautomatizados. Por esa razón, su aplicación debe ser complementada por el Lean Manufacturing, una filosofía que ha tenido éxito en MYPES peruanas y que además comparte objetivos con el Green Manufacturing en el sentido de mejorar el rendimiento, la calidad del producto y reducir desperdicios creando valor.