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  • Desarrollo de un sistema mecatrónico de gripper neumático adaptable para encajonar, desencajonar y seleccionar botellas para el robot KUKA KR 60-3

    Vinces Ramos, Leonardo Nikolai; Villanueva Andrade, Ronald Gerson (Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2022-07-15)
    En las últimas décadas, las plantas de embotellado desempeñan ineficaces subprocesos industriales, entre ellos: encajonado, desencajonado y selección; que están incluidos en el mantenimiento y transporte de botellas. Tales actividades son ejercidas por operarios durante extensos turnos laborales; así, induce atrasos en la modalidad conjunta de elaboración, vulnerabilidad en la preservación de las bebidas, predisposición a un aumento de fallos y precisamente, complicadas consecuencias sucesivas en el aspecto clínico del personal laboral. La automatización industrial unifica tecnologías de distintas índoles para contribuir y asegurar la solidez en múltiples modalidades. En búsqueda de perfeccionar abundantes tácticas de generación comercial, se aprovecha el uso de robots industriales; ahora bien, es una tarea sofisticada formular un dispositivo autosuficiente y modular a variadas alteraciones en múltiples escenarios. Si bien se dispone de actuadores que elevan objetos, muchos presentan desventajas, como la carencia de adaptabilidad respecto al manejo de los componentes. Por esa razón, se implementó un Gripper Neumático Adaptable en el Robot Industrial KUKA® KR 60-3; contando con distintivos multifuncionales para cargar y descargar hasta 12 botellas de dimensión pequeña o mediana; de forma simultánea y de manera eficiente y asegurada. Igualmente, el mecanismo automático es capaz de funcionar con distribuciones de cajas alternativas o diversos robots industriales, a través de sencillas variaciones de componentes. Con las capacidades del sistema mecatrónico, se minimizó en gran manera la duración de los subprocesos nombrados y se pretende incrementar el bienestar de los trabajadores.
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  • Sistema mecatrónico de monitoreo y transferencia de parámetros de perforación en tiempo real, empleando tecnología IOT para la perforadora diamantina atlas COPCO Modelo cs-3001

    Klusmann Vieira, Hermann Mirko; Arce Ormeño, José Luis; Pérez Prado, Julio Raphael (Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2022-07-15)
    La presente investigación titulada “Sistema mecatrónico de monitoreo y transferencia de parámetros de perforación en tiempo real, empleando tecnología IoT para la perforadora diamantina Atlas Copco modelo cs-3001” es un aporte a la cuarta revolución industrial conocida también como Industria 4.0 o Revolución industrial etapa número cuatro. Este trabajo permite modernizar y adaptar a las nuevas tecnologías a una perforadora que se encuentra aún vigente en el rubro de la exploración minera como es la CS-3001 de Atlas Copco. La perforadora en mención pertenece a la empresa Geotec S.A., quienes solicitaron mejorar la eficiencia del equipo. Geotec ha mostrado dificultades al estimar los metros perforados y en registrar el proceso de perforación que realizan sus operarios. De esta manera, se planteó desarrollar un sistema automatizado para la transmisión de parámetros a una plataforma IoT. Para el desarrollo de la propuesta, se hizo un primer diseño para la obtención de los parámetros de la perforador con un controlador programable y módulos de entrada analógicas. Finalmente, se optó por usar un conversor análogo-digital, junto con la capacidad del módulo computacional Raspberry PI 4 Modelo B, para una simulación de señales de entrada. Del mismo modo, se aplica herramientas de desarrollo IoT (Internet de las Cosas) como son Node-red e IBM Cloud, para el procesamiento y almacenamiento de los datos simulados. Como resultado se obtuvo un sistema que monitorea los parámetros de perforación en forma remota. Este sistema permite la distribución y visualización de señales eléctricas capturadas por diferentes sensores, los cuales son enviados a la nube desde el computador Raspberry, actuando como un módulo IoT gateway. Además, la plataforma presentada permite usar herramientas estadísticas para un mejor análisis posterior de los datos almacenados.
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  • Desarrollo de un sistema automático de control y monitoreo del SO₂ para la fumigación de uva de mesa en la empresa Agro-Empaques SAFCO S.A.C

    Klusmann Vieira, Hermann Mirko; López Lua, Brian Marcelo; Meza Pérez, Gonzalo Jesús (Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2021-02-12)
    Las empresas agroindustriales como Agro-empaques SAFCO S.A.C., realizan un proceso de fumigación a la uva antes de embalarla con el objetivo de garantizar su calidad a lo largo del transporte. Estas empresas usan dióxido de azufre (SO2) como insumo para la fumigación de las jabas de uva dentro de las “cámaras de gasificación”. Sin embargo, debido a su sistema de control rudimentarios e inadecuada operación manual, la empresa afronta sobrecostos y pérdidas económicas. Con el objetivo de solucionar esta problemática, se plantea el presente proyecto que propone el desarrollo de un sistema automático de control y supervisión de la fumigación de la uva con SO2. El sistema contempla diversos subsistemas de control que permiten y garantizan la operación automática de todo el proceso de fumigación. En la etapa de inyección se garantiza el cambio de estado del SO2 (líquido a gaseoso) mediante el control de presión y temperatura; por otro lado, se garantiza el control de la dosis requerida para el proceso fumigación mediante un control de flujo másico totalizado. En la etapa de tratamiento y evacuación se estableció un control de concentración-tiempo que determina el tiempo de fumigación total al cual la uva estará sometida durante el proceso. El sistema implementado cumple con normas de ingeniería nacionales, internacionales y estándares de calidad exigidos por la empresa. Así mismo, está compuesto por diversos periféricos tales como tablero de control, tablero de potencia, equipos de instrumentación y red de comunicación. Estos periféricos en su conjunto permiten el control y supervisión durante todo el proceso de fumigación.
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  • Desarrollo de un sistema automático de producción de biogás para la generación de energía eléctrica en el distrito de San Mateo – Chocna

    Vinces Ramos, Leonardo Nikolai; Lázaro Tapia, César Enrique; Condori Aguilar, Juan Joel (Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2021-08-17)
    La falta de energía eléctrica en zonas rurales y vulnerables del Perú es un problema que genera limitaciones en el desarrollo social y económico de sus habitantes. La Organización de las Naciones Unidas (ONU) en su Objetivo de Desarrollo Sostenible nro. 7 indica que los estados deben garantizar el acceso a una energía asequible, segura, sostenible y moderna. También hace hincapié en prestar mayor atención a las mejoras para el acceso a combustibles de cocina limpios y seguros. Según datos de la ONU y el Banco Mundial el acceso a electricidad en el país llega al 95% en general, sin embargo, es importante señalar que en zonas rurales esta cifra disminuye hasta un 82%. Estas zonas del país se caracterizan por tener como actividades primarias a la ganadería y la agricultura, las cuales generan una importante cantidad de residuos que pueden ser aprovechados mediante su transformación y/o utilización como fuentes de energía. En este contexto se ha demostrado que el estiércol de ganado (recurso orgánico) puede generar energía térmica como eléctrica. Por lo expuesto, el objetivo principal del proyecto es desarrollar un sistema automático de producción de biogás a partir de desechos de ganado vacuno. El biogás producido será utilizado para generar energía eléctrica mediante un generador. Este sistema debe ser de operación autónoma y fácil implementación, permitiendo que cualquier persona pueda operarlo. Además, se plantea el desarrollo de un sistema de filtrado en dos etapas para la eliminación del sulfuro de hidrógeno generado junto con el biogás, con el fin de evitar posibles daños de corrosión a los equipos, peligro para los usuarios y al ambiente.
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  • Desarrollo de un Sistema Mecatrónica para la Extracción de Cáscara del Aguaymanto

    Klusmann Vieira, Hermann Mirko; Vásquez Villalobos, Alejandro; Castro Maximiliano, Mario Antonio (Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2021-07-23)
    Este trabajo propone un sistema mecatrónico orientado a la extracción de la cáscara del aguaymanto. El sistema propuesto apunta a reducir el tiempo de descascarado de la fruta, que en la actualidad es realizado de forma manual. La idea es ampliar la producción y mantener estándares de calidad del producto. El sistema propuesto se compone de un sistema mecánico de distribución y ordenamiento por vibración en una zaranda, que apunta a posicionar el fruto haciendo uso de filtros mecánicos, siendo finalmente ordenados y distribuidos en seis líneas de producción. Asimismo, se compone de un sistema de transporte y alineamiento previo descascarado, este último se encarga de variar la posición del aguaymanto hasta ser ingresado al sistema de extracción de cáscara. En caso la orientación no sea la adecuada, la unidad de extracción en conjunto con el sistema de alineamiento ubicará al aguaymanto en sentido lateral, ideal para la extracción. Para el proceso de validación del sistema se tomó en cuenta el número de frutos procesados por unidad de tiempo y la calidad del producto obtenido. En este caso se obtuvo una tasa de 0.5 kg/min y un porcentaje de frutos correctamente descascarado de 93.8%. Ambos parámetros de medición de desempeño están dentro del rango de valores establecidos por las empresas productoras, siendo la tasa un valor escalable directamente proporcional al número de líneas de producción.
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  • Desarrollo de un sistema de degradación de aguas residuales de la industria textil de pantalones de vaquero utilizando la técnica de Foto-Fenton

    Klusmann Vieira, Hermann Mirko; Chico Pachas, Hugo Gian Pool; López Vera, Jorge André (Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2021-07-24)
    El trabajo propuesto consiste en el tratamiento de las aguas residuales que se generan en la industria textil, sobre todo en las pequeñas y medianas empresas de dicho rubro, ya que muchas de ellas no cuentan con un sistema de tratamiento de aguas residuales y las que sí, no realizan un sistema adecuado para dicha labor. Actualmente existen máquinas capaces de realizar un tratamiento de aguas residuales adecuado, pero no son del todo automatizadas y el precio de éstas son considerablemente altos. En base a esta problemática, se buscó una solución con que no cuente con un número excesivo de etapas, que no genere residuos durante el tratamiento, que sea un proceso automatizado y con un tiempo óptimo de proceso. Por estos motivos, se optó por el método del Foto-Fenton como la solución idónea para realizar el tratamiento de aguas residuales, el cual necesita que el efluente tenga un pH igual a 3 para lo cual que realizará un lazo de control. Adicionalmente, requiere dos soluciones químicas y una luz UV. Los resultados obtenidos de este proyecto fueron satisfactorios ya que se llegó a cumplir los estándares ambientales de NTU (Unidad de Turbidez Nefelométrica), los cuales indican que para poder botar el agua al alcantarillado, debe tener un máximo valor de 100NTU. Cabe resaltar que este proyecto realizará todo el proceso de forma automatizada y sólo se va a centrar en las aguas residuales provenientes del proceso de los pantalones de vaqueros de color azul.
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  • Diseño e implementación de un sistema mecatrónico para la selección automática de grano de pallar “Generoso de Ica” utilizando transporte vibracional y algoritmos de procesamiento digital de imágenes

    Vinces Ramos, Leonardo Nikolai; Gutiérrez Torres, Esteban Rafael; Injante Infante, Hugo Ferrel (Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2021-04-09)
    La agricultura es una de las actividades económicas más importantes en el Perú llegando a tener una gran variedad de cultivos de exportación. Pero a nivel nacional, solo unas cuantas han logrado la Denominación de Origen, como es el caso del grano seco de pallar en la región Ica. Este reconocimiento, junto con su alto valor nutricional, ha permitido duplicar su producción y exportación en los últimos 10 años. Sin embargo, la inadecuada forma en que se realiza una de las etapas principales, la selección del grano por calidad, trae problemas como imprecisiones en la calidad final del lote, repeticiones del proceso y, ya que este es un proceso manual, genera fatiga en el personal que ejecuta las operaciones. Las causas del problema están relacionadas con el actual procedimiento subjetivo y la no existencia de tecnología adecuada. Por ello, en este estudio se desarrolla un sistema mecatrónico que permite la selección automática de pallares cuyos criterios de selección se toman de la Norma Técnica Peruana para exportación de pallar, la NTP 205.019: 2015. De esta forma, se alcanza mantener un proceso objetivo, estandarizado, de mayor precisión y de reducido trabajo manual utilizando tecnologías modernas. El producto final es un prototipo automatizado con fabricación modular que clasifica los granos de pallar seco (aceptado o rechazado) utilizando algoritmos de procesamiento de imágenes y luego descarta los granos defectuosos mediante preactuadores neumáticos. Además, se utilizan transportadores vibratorios para movilizar a los granos de acuerdo a la necesidad. Finalmente, el hardware y software son implementados conforme a estándares y buenas prácticas de automatización industrial.
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  • Desarrollo de un sistema de automatización industrial aplicado a una máquina de moldeo por inyección para elaborar y enfriar piezas de plástico de polietileno de alta densidad

    Vinces Ramos, Leonardo Nikolai; Diaz Maldonado, Alexander Alberto; Rivera Ponce, Steven Roomel (Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2021-03-09)
    La industria manufacturera en el Perú tiene una alta participación en la economía del país, conformando un 75% de la industria según la Sociedad Nacional de Industrias. Entre los principales rubros en apogeo se encuentra la producción de plásticos. Asimismo, una de las actividades económicas más demandantes en el 2016 fue la fabricación de productos hecho a base de polímeros. De esta manera, el aumento de pedidos relacionados con plásticos genera que las empresas dedicadas al rubro aumenten su producción mediante máquinas más especializadas, donde la infraestructura adicional que tienen estas máquinas facilita la producción de piezas de plástico; sin embargo, no todas tienen las mismas capacidades. En efecto, la empresa Firings E.I.R.L. cuenta con una máquina inyectora de plástico capaz de fabricar piezas hechas en polietileno; sin embargo, la infraestructura mecánica, eléctrica e hidráulica no se encuentra adaptada para soportar sus principales procesos, como la calibración de resistencias o el enfriamiento de las piezas fabricadas, causando retraso en la producción y exposición al operario a solventar estas carencias manualmente. De esta manera, el objetivo principal del proyecto consiste en desarrollar un sistema de automatización industrial para el proceso de fabricación y enfriamiento de piezas de plástico, mediante 3 etapas de desarrollo: un sistema de control en la unidad de inyección, un sistema de enfriamiento, y un cúmulo de interfaces visuales en tiempo real, con el propósito de reducir el tiempo perdido en la fabricación manual, y evitar accidentes eléctricos hacia el operario.
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  • Desarrollo de un sistema automático de selección de paltas Hass por sus índices de calidad para la empresa Agroindustrias Verdeflor S.A.C.

    Vinces Ramos, Leonardo Nikolai; Bermeo Vargas, Elias Israel; Zorrilla Pascual, Dario Antonio (Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2019-11-26)
    El presente proyecto de investigación propone el desarrollo e implementación de un sistema automático de selección para paltas tipo Hass, mediante sus diferentes índices de calidad (rozamiento, quemaduras y manchas negras). El sistema integra hardware y software para mejorar la calidad de exportación y la productividad en la industria agrícola. Este proyecto es la propuesta de solución a la problemática actual de las empresas exportadoras de paltas en la etapa de selección. La palta, también conocido como aguacate o avocado, en su variedad Hass, es la más conocida y se cultiva exclusivamente para la exportación, por tal motivo es necesario un control de calidad óptimo; sin embargo, actualmente este proceso es ineficiente al ser artesanal. Con el fin de mejorar este proceso, se propone su automatización, el cual consiste en diversas etapas mecánicas, diseñadas para realizar el movimiento de las paltas y un algoritmo de procesamiento de imágenes, encargado de detectar los desórdenes en los frutos. Finalmente, se muestran las pruebas de validación y los resultados del análisis empleado en la evaluación de la solución propuesta.
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  • Desarrollo de un sistema automático para el proceso de vulcanización de neumáticos Off The Road O.T.R. en la planta Lima Caucho S.A.

    Klusmann Vieira, Hermann Mirko; Lara Quispe, Miguel Alfonso (Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2019-09-26)
    Lima Caucho S.A., es una empresa peruana, inmersa en el sector manufacturero y dedicada a la fabricación de neumáticos para autos, camiones, vehículos agrícolas y/o mineros. Cuenta con numerosa maquinaria en la planta industrial, sin embargo, a pesar de ser una empresa importante a nivel mundial, no escapa al hecho de que la tecnología avanza día con día y sus equipos o maquinarias pueden quedar obsoletos. Como parte de todo esto, es que nace la necesidad de esta empresa de realizar un proyecto de automatización en el área de vulcanización de neumáticos. Esta área cuenta con 34 prensas vulcanizadoras de diferentes tipos, modelos y características. De estas 34 prensas, 4 prensas vulcanizan neumáticos Off The Road; que son los neumáticos de 75” y 85” de diámetro, y se utiliza para camiones agrícolas. Al tener la necesidad de introducirlas a un sistema automático, lo cual implica el uso de un Controlador Lógico Programable (PLC), lo cual se dificulta de gran manera, haciéndose necesario un trabajo menos técnico y más ingenieril, ya que no consiste en simplemente programar un PLC, sino que se debe diseñar un control de todas las variables para el correcto funcionamiento. El objetivo de este proyecto es realizar la automatización de este tipo de prensas, al nuevo sistema de supervisión y control automático, para lo cual es necesaria no sólo la automatización total de la máquina, sino el diseño de un controlador de temperatura, lo cual es el principal obstáculo para la realización de dicho trabajo de modernización.
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