RSS 1.0Ingeniería Mecatrónica
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Diseño y Desarrollo de una Máquina Compacta para la Desaponificación de Quinua por Escarificación y Lavado Húmedo, con Sistema Integrado de Secado, para la Empresa “Comercial Mary”(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2025-11-30)El presente trabajo describe el desarrollo e implementación de una máquina compacta para la desaponificación y secado de quinua, diseñada para la empresa Comercial Mary, ubicada en la ciudad de Huancayo. Esta empresa presentaba limitaciones económicas y de espacio que dificultaban la adquisición de equipos industriales, lo que la obligaba a subcontratar el proceso de lavado del grano, incrementando los costos y reduciendo su capacidad de producción. Ante esta problemática, se propuso el diseño e integración de una máquina automatizada que combina los métodos de escarificación en seco y lavado húmedo a temperatura controlada, reduciendo significativamente la dependencia de servicios externos. El sistema se estructura en cinco etapas automáticas controladas por un PLC Siemens S7-1200 AC/DC/RLY: dosificación, tamizado, escarificación, lavado y secado. La etapa de dosificación cuenta con una tolva equipada con un tornillo sin fin y un sensor capacitivo, lo que garantiza un flujo constante de grano. El tamizado se realiza mediante un tamiz N.º 10 (ASTM E11-22) accionado por un motor vibratorio. En la escarificación, dos rodillos rugosos que friccionan los granos contra paredes ubicadas a 1.6 mm, eliminando la capa superficial donde se concentran las saponinas. Posteriormente, el lavado húmedo se lleva a cabo en un tanque con control de nivel, temperatura y agitación axial, mientras que el secado se efectúa por centrifugación a 715 rpm, asistida por electroválvulas y bombas de drenaje. Además, se aplicó un flujo de aire caliente hasta alcanzar un contenido de humedad adecuada. La máquina desarrollada procesa 10 kg de quinua en 4 minutos, logrando un contenido residual de saponinas menor o igual al 0.12 % y una humedad final menor 13 %, manteniendo la integridad del grano. Con ello, la empresa logra reducir costos operativos, optimizar espacio y fortalecer su autonomía productiva.Acceso abierto
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Diseño de un vehículo de superficie no tripulado tipo trimarán para monitoreo de cuerpos de agua lénticos de la región hidrográfica del Amazonas en el Perú(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2025-11-30)En el Perú, el monitoreo de la calidad del agua en lagos y lagunas sigue siendo limitado por el difícil acceso y la dependencia de embarcaciones tripuladas, lo que reduce la frecuencia de muestreo y expone a riesgos al personal. Este trabajo presenta el diseño de un vehículo de superficie no tripulado (USV) tipo trimarán destinado al monitoreo de cuerpos lénticos de la región hidrográfica del Amazonas. El diseño se desarrolló siguiendo normas para embarcaciones pequeñas (ISO 8666, ISO 12215, ISO 12216 e ISO 12217-3) e integra criterios hidrostáticos, hidrodinámicos, estructurales y eléctricos. Se modelaron los cascos en Maxsurf y se evaluaron mediante simulaciones CFD en ANSYS, obteniéndose un desplazamiento total aproximado de 41,76 kg con francobordo adecuado y altura metacéntrica positiva para la categoría D. Se dimensionó una estructura tipo sándwich de fibra de vidrio y madera balsa, y se implementó un sistema de muestreo con dos botellas Van Dorn de 2,0 L accionadas por servomotor, además de soportes para una sonda multiparamétrica, un módulo GPS con IMU y la electrónica embarcada. El sistema de propulsión emplea propulsores eléctricos gobernados por radiocontrol y alimentados por un banco de baterías de ion-litio 3S, que proporciona una autonomía estimada de 120 minutos. El diseño propuesto constituye una plataforma segura y portable para ampliar la cobertura espacial y temporal del monitoreo de calidad de agua en lagos y lagunas peruanos.Acceso abierto
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Propuesta de diseño y optimización de una máquina CNC para prototipados de PCBs de 15 x 10 cm(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2025-11-30)El presente trabajo propone el rediseño funcional de una máquina CNC de bajo costo desarrollada previamente en el curso de Proyecto Mecatrónico 2 (PM2), con el propósito de corregir las deficiencias estructurales y de desempeño identificadas en su primera versión. La máquina original, destinada al prototipado electrónico en el contexto del mercado peruano del Jr. Paruro y de la comunidad universitaria de la UPC, presentaba limitaciones en rigidez, vibración y seguridad, lo que generaba reprocesos y acabados no uniformes en las piezas fabricadas. El proyecto plantea el diseño mejorado de dicha CNC, optimizado para el trabajo de placas de hasta 10 × 15 cm, mediante la aplicación de simulaciones estructurales, análisis del factor de seguridad y teoría de materiales, complementados con la integración de un nuevo controlador y la incorporación de medidas de seguridad no presentes en la versión anterior como limit switches y auto nivelado Z. La propuesta busca consolidar una alternativa técnica y accesible de máquina CNC orientada al campo de la electrónica, con el objetivo de incentivar futuras implementaciones o adaptaciones en proyectos personales y académicos.Acceso abierto
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Diseño de un generador de olas para la realización de pruebas de modelos marítimos a escala reducida en un canal de oleaje(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2025-11-02)El presente trabajo tiene como objetivo presentar el diseño de un canal de oleaje bidimensional de bajo costo destinado a la realización de ensayos experimentales de olas. Este sistema permite verificar el funcionamiento adecuado de modelos físicos a escala reducida, como parte de una etapa posterior en el desarrollo del prototipo general. El proyecto se compone de un tanque modular de pequeñas dimensiones, diseñado para facilitar su instalación rápida en un entorno de laboratorio convencional. Asimismo, integra un generador de olas basado en un mecanismo manivela–balancín, el cual produce un movimiento oscilante tipo flap mediante una placa que desplaza la masa de agua contenida en el tanque. Para evitar errores y la superposición indeseada de las olas generadas, se diseñó un absorbedor pasivo con pendiente regulable, lo que permitió identificar experimentalmente la configuración óptima de la pendiente para distintos tipos de olas. Además, con el fin de garantizar la validez del diseño, se efectuaron análisis cinemáticos y dinámicos del mecanismo del generador de olas, así como análisis estáticos para la placa flap y para la estructura del canal, empleando los entornos de software Matlab y SolidWorks. A partir de los fundamentos de la teoría lineal de oleaje, fue posible determinar los límites de altura de onda que puede generar el sistema. Para el control y la automatización del generador de olas, se utilizó un PLC Siemens S7-1200 encargado de la gestión de un motor paso a paso de 20 Nm de torque y de los sensores que conforman el sistema. Mediante la herramienta PID Tuner de Matlab, se diseñó un controlador PI para obtener las alturas de ola deseadas. La efectividad del controlador se evaluó analizando el sobreimpulso, el tiempo de establecimiento y el tiempo de subida de la planta para tres valores de referencia de altura de ola: 6, 10 y 16 cm. Los sobreimpulsos obtenidos fueron 5.85 % para 6 cm, 4.74 % para 10 cm y 0.505 % para 16 cm, los cuales se consideraron aceptables para esta aplicación. Los tiempos de establecimiento fueron de 13 s para los dos primeros casos y de 18 s para el tercero, los cuales se consideraron rápidos para el sistema. Por último, los tiempos de subida fueron 2.62 s, 2.558 s y 3.877 s para los respectivos casos, resultados que se calificaron como aceptables y contribuyen a la velocidad del sistema. En consecuencia, el controlador diseñado se consideró efectivo. Finalmente, las simulaciones estructurales confirmaron que los componentes del canal de oleaje alcanzan factores de seguridad superiores a los valores recomendados, garantizando así un funcionamiento confiable del sistema.Acceso abierto
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Desarrollo de un Sistema Autónomo para la Detección y Cosecha de Frutos de Aguaymanto mediante un Vehículo no Tripulado con Visión Artificial en Campos Agrícolas de Huánuco, Perú(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2025-11-30)El presente trabajo desarrolla el diseño de un sistema autónomo para la cosecha de frutos de aguaymanto (Physalis peruviana) mediante visión artificial, con aplicación en campos agrícolas de la región Huánuco, Perú. El proyecto busca contribuir al proceso de modernización de la agricultura nacional mediante la incorporación de tecnologías de inteligencia artificial, robótica móvil y sistemas embebidos orientados a la automatización de tareas agrícolas especializadas. La propuesta se basa en el desarrollo de un vehículo terrestre no tripulado (UGV) capaz de desplazarse de forma autónoma entre hileras de cultivo, incorporando un sistema de detección de frutos basado en el algoritmo YOLO11. Este modelo de visión artificial permite identificar en tiempo real los frutos de aguaymanto presentes en el entorno y clasificarlos en dos categorías: maduro o no maduro, facilitando la toma de decisiones sobre el proceso de recolección. El UGV integra un conjunto de sensores de navegación, cámaras y un módulo de procesamiento embebido Jetson Orin Nano, encargado de ejecutar los algoritmos de detección y control. A su vez, se implementa un brazo robótico de cuatro grados de libertad con un gripper diseñado específicamente para el aguaymanto, optimizado en su forma y fuerza de agarre para realizar cortes precisos sin dañar el fruto ni su estructura vegetal. La arquitectura del sistema se caracteriza por su modularidad, bajo costo y adaptabilidad a terrenos agrícolas irregulares, lo que permite su potencial replicabilidad en otros cultivos de características similares. De esta manera, el proyecto busca reducir la dependencia de la mano de obra estacional, optimizar los tiempos de cosecha y mejorar la eficiencia del proceso productivo, contribuyendo a la competitividad del sector agroexportador peruano. En conjunto, el desarrollo de este sistema autónomo representa un paso significativo hacia la implementación de soluciones inteligentes de agricultura de precisión, reforzando la sostenibilidad y el avance tecnológico del agro peruano.Acceso abierto
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Desarrollo de un vehículo marino no tripulado para el monitoreo remoto de pH, turbidez, presencia de metales y temperatura en entornos acuáticos(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2025-11-29)El propósito de este estudio es desarrollar un vehículo anfibio no tripulado controlado de forma remota para monitorear y medir en tiempo real los niveles de pH, temperatura, la turbidez y la concentración de metales en el agua. La importancia de este monitoreo radica en la necesidad de mantener estos parámetros dentro de rangos seguros para proteger la salud humana y preservar la vida acuática. Tradicionalmente, el análisis de la calidad del agua se ha realizado mediante métodos manuales que implican la recolección de muestras y su análisis en laboratorio, lo que genera retrasos significativos en la detección de condiciones peligrosas. En contraste, el vehículo propuesto utiliza módulos NRF24 conectados a dos microcontroladores ESP32, lo que permite un funcionamiento preciso y en tiempo real. Este sistema de monitoreo inmediato proporciona alertas instantáneas ante peligros, mejorando significativamente la capacidad de respuesta frente a condiciones ambientales adversas.Acceso abierto
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Diseño de máquina automatizada para reducir el consumo de nitrógeno líquido utilizando un atomizador helicoidal en el proceso de elaboración de helados(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2025-12-09)El presente trabajo consiste en el diseño de máquina automatizada para mejorar la eficiencia en la elaboración de helados utilizando nitrógeno líquido, en el cual se busca optimizar los procesos en la preparación de helados reduciendo el consumo de nitrógeno líquido y el tiempo de producción. Todo esto, a través de un sistema de control secuencial que controla un sistema de aspersión del nitrógeno líquido. En principio se analizó el campo de los helados elaborados con nitrógeno líquido y sus requerimientos por no realizarse de manera automática. Dicho análisis condujo a la conclusión de que el proceso debería automatizarse para optimizar el uso de nitrógeno líquido y en consecuencia economizar en cada aspersión; así mismo proteger al operario de quemaduras graves por manipulación directa de este insumo. Por ello, se escogió un sistema de control a través de un Raspberry PI 4, en el cual se realizó la programación para el funcionamiento y control para elaborar, de manera automática, un helado completamente en un lapso de dos minutos. El sistema completo consta de partes mecánicas, electrónicas y programables, que en conjunto forman una máquina que realiza, de manera secuencial, la elaboración de helado completamente automática. Dicha máquina realiza el proceso de aproximadamente dos minutos desde que se presiona el pulsador de inicio hasta que se retira el producto. Posteriormente, se implementó el sistema y se logró simular su funcionamiento total con un tiempo de dos minutos por porción de helado y la capacidad de elaboración continua. Este resultado garantiza un proceso seguro y automático para la elaboración de helados utilizando nitrógeno líquido de manera eficaz.Acceso abierto
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Desarrollo de un sistema mecatrónico orientado al proceso de selección, agujereado y corte en la fabricación de botones semiacabados para prendas de vestir a partir de la semilla de tagua, empleando el control numérico computarizado y el procesamiento de imágenes(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2025-12-01)La fabricación de botones para prendas de vestir a partir de las semillas de tagua en el Perú ha sido una actividad poco difundida en los últimos años. Esto conlleva a que la producción por parte de los artesanos y pequeños productores sea baja, ya que no cuentan con maquinaria autónoma que realice múltiples procesos. Además, el costo de estas máquinas autónomas es alta y transportarlo es dificultoso por su peso y tamaño, los artesanos optan por máquinas pequeñas que realizan un proceso en cada ciclo de producción. Los demás procesos se realizan de manera manual apoyándose de herramientas rudimentarias, lo cual es ineficiente. Por ello, en este proyecto se desarrolla un sistema mecatrónico autónomo y modular enfocado en los procesos de selección, agujereado y corte de las tajadas de semillas de tagua para fabricar botones semi acabados para prendas de vestir. Además, al ser modular facilita su transporte y ensamblaje. Como se requiere que el sistema mecatrónico sea automatizado, se empleara los métodos del control numérico computarizado y el procesamiento de imágenes. Esto disminuye el tiempo de mecanizado y agiliza la producción. Para el correcto funcionamiento se investigó la dureza de la tagua, con ello se realizó los cálculos para determinar la potencia eléctrica y el consumo de corriente y así seleccionar los dispositivos eléctricos y electrónicos. Luego se diseñaron las piezas mecánicas en Inventor y la interfaz gráfica mediante la programación en Python. Después se ensamblo todo el sistema mecatrónico y finalmente se realizaron las pruebas y validaciones.Acceso abierto
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Modelamiento y Validación de un controlador PID para los motores en un UAV VTOL de Ala Delta para la Transición de Multirrotor a Vuelo de Ala Fija(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2025-11-30)El presente trabajo desarrolla un análisis teórico sobre la transición de vuelo en un UAV de tipo VTOL (Vertical Take-Off and Landing) con configuración de ala delta. La investigación se sustenta en el procesamiento de registros de vuelo previamente documentados, empleando la controladora Pixhawk y la plataforma Mission Planner como herramientas de control, conexión y programación del sistema. El enfoque metodológico se orienta al estudio analítico de parámetros asociados a la estabilidad, eficiencia y consumo energético durante la transición entre los modos multirrotor y planeador. Dicho análisis se complementa con la revisión de literatura técnica y comparaciones frente a modelos equivalentes reportados en estudios previos, con el fin de contrastar la hipótesis de mejora en el desempeño del UAV. Los resultados permiten identificar fortalezas y limitaciones de la configuración propuesta, así como lineamientos para optimizar futuros desarrollos experimentales en plataformas VTOL de características similares.Acceso abierto
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Diseño de una máquina automatizada para la preparación de semillas de palta destinadas al almácigo con capacidad de 200 semillas/hora(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2025-11-30)El presente proyecto de investigación tiene como finalidad el diseño de una máquina automatizada para la preparación de semillas de palta destinada a viveros agrícolas. Actualmente, este proceso se realiza de manera manual, generando variabilidad en el producto final, baja capacidad operativa y riesgos para el personal encargado. Considerando que la producción nacional de palta supera las 800 000 toneladas anuales y la demanda de plantones continúa en crecimiento constante, se identifica la necesidad de desarrollar equipos que permitan estandarizar dicho proceso y mejorar la eficiencia operativa en los viveros. Para abordar este problema, se empleó una metodología que combina el análisis fisiológico de la semilla (permitiendo establecer límites de presión y fricción compatibles) con la evaluación de mecanismos adaptados al manejo de la semilla de palta. A partir de ello, se definieron criterios para el diseño de sistemas de sujeción regulable, mecanismos de fricción adecuados y criterios para parámetros críticos en el proceso. El diseño incorpora además un sistema de control basado en PLC, encargado de gestionar las secuencias de operación y asegurar la repetitividad y trazabilidad del proceso. Finalmente, se valida la factibilidad técnica del sistema mediante cálculos mecánicos y criterios de ingeniería, dando como resultado la automatización del proceso contribuyendo a mayor uniformidad, menor daño y mejora en la productividad de los viveros.Acceso abierto
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Desarrollo de un entorno virtual para el aprendizaje y resolución de problemas comunes en plantas portátiles de tratamiento de agua por ósmosis inversa(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2025-12-01)Este trabajo presenta el desarrollo de un entorno virtual en Unity, accesible a través de las gafas Meta Quest2, destinado a ser una herramienta adicional en la capacitación de una planta portátil de tratamiento de agua por ósmosis inversa. La solución está diseñada para capacitar a los trabajadores en la operación y resolución de problemas técnicos comunes, como fallos en la bomba de baja presión o en la membrana de ósmosis inversa. Además, ofrece una herramienta educativa para estudiantes de ingeniería y cualquier persona interesada en comprender el proceso de obtención de agua potable mediante el proceso de ósmosis inversa. Durante el desarrollo del proyecto, se construyeron 6 escenarios, en los cuales el usuario puede aprender acerca de la operatividad de la planta, el mantenimiento y el uso adecuado del equipo de protección personal (EPP). Además, el sistema incluye una evaluación de 10 preguntas que permite medir los conocimientos adquiridos. Los escenarios son: “Información general de la planta”, “Simulación del recorrido del agua en la planta”, “Fuga de agua en tubería”, “Despiece de bomba”, “Prueba de resistencia al aislamiento” y “Detección de obstrucción en membranas de ósmosis inversa”. El principal aporte de este proyecto es brindar un entorno interactivo que facilita a trabajadores y estudiantes la comprensión de los dispositivos y procesos involucrados en la obtención de agua potable por ósmosis inversa, así como la identificación de soluciones a problemas frecuentes, fortaleciendo su autonomía y capacidad de respuesta ante situaciones reales.Acceso abierto
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Desarrollo de un horno de secado automatizado para camote rallado(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2025-11-29)El presente trabajo desarrolla la implementación de un horno para el secado de camote triturado para la producción de harina de camote. La finalidad principal es reducir costos mediante un proceso de secado que tome menor cantidad de tiempo y prescinda de un operario que supervise el proceso. Se diseñó el horno de secado con espacio suficiente en su interior para almacenar tres bandejas con suficiente espacio entre ellas. Se realizó una investigación sobre el secado de camote en la producción de harina a base de este tubérculo. Además, se planificó el diseño para ser incluido dentro de una planta de producción de harina a base de camote o diferentes tubérculos. En el proceso, el camote que se situará en las bandejas debe haber sido rallado o triturado, con el fin de realizar un secado óptimo. El interior y exterior del horno son de un acero inoxidable 304, con capas de tela de vidrio entre el exterior e interior para asegurar una correcta transferencia de calor. La temperatura ideal de secado para el camote es de 60 °C. Se empleará un controlador PID para modificar los valores de las resistencias del horno. Asimismo, el horno cuenta con un extractor e inyector de aire, con el mismo propósito de manejar la humedad y, por tanto, la temperatura de secado.Acceso abierto
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Desarrollo de la migración del sistema basado en el PLC PCD3.M3330 por el PLC S7-1214C en el proceso de recepción de pesca en una planta de congelados(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2025-11-30)Una planta de Chimbote operaba con un PLC Saia PCD3.M3330, una HMI Beijer X2 pro 15 y quince variadores Yaskawa J1000 por RS-485/Modbus RTU en la línea de recepción de pesca. La obsolescencia del sistema y el soporte local motivaron la migración a un PLC Siemens S7-1214C, manteniendo el hardware de campo y la filosofía de operación. El trabajo describe el respaldo del programa original, la traducción de la lógica a bloques FC/FB/DB en TIA Portal, la configuración de la comunicación Modbus RTU mediante el módulo CM1241, el remapeo de variables de la HMI hacia bloques de datos del nuevo PLC y la actualización de planos en EPLAN. Asimismo, se ejecutaron pruebas en planta apoyadas en listas de verificación FAT y SAT. Como resultado, se migraron las 64 entradas y 64 salidas digitales, se mantuvo comunicación estable con los quince variadores y se completaron siete listas de verificación FAT/SAT que cubren paros de emergencia, fallas de comunicación y respaldo de horas de operación. Para el periodo enero–octubre, las horas de parada no planificada asociadas al sistema de control se redujeron de 113,5 h a 90,8 h por campaña, es decir, 22,7 h menos (≈20 %). Considerando un margen de contribución promedio de 820 USD/h, las pérdidas estimadas disminuyen de 93 070 a 74 456 USD por campaña, con un ahorro de 18 614 USD.Acceso abierto
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Desarrollo de un sistema de alimentación automatizada para una granja de faisanes para reducir el riesgo de enfermedades(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2025-11-30)El presente trabajo tiene como objetivo desarrollar un sistema mecatrónico de alimentación automatizada para una granja de faisanes, con el fin de reducir el riesgo de enfermedades ocasionadas por la contaminación del alimento y la falta de control en el proceso de alimentación manual. En los criaderos tradicionales, el alimento suele distribuirse de forma irregular, lo que genera diferencias en el crecimiento de las aves y aumenta el riesgo de transmisión de agentes patógenos. El sistema propuesto integra tecnologías de identificación por radiofrecuencia (RFID), sensores de peso, infrarrojo, microcontrolador Raspberry Pi 4, y Internet de las Cosas (IoT) los cuales permiten identificar individualmente a cada faisán, controlar la cantidad de alimento suministrado y registrar los datos de alimentación mediante una interfaz de usuario. El algoritmo de control gestiona los horarios, la apertura de los compartimientos de comida y el monitoreo del consumo en tiempo real, asegurando una dosificación precisa y un entorno más higiénico. Con esta solución, se espera reducir la contaminación cruzada derivada del contacto animal con el alimento, uniformizar la dieta diaria de los faisanes y mejorar la trazabilidad de los datos relacionados con su alimentación. De esta forma, el proyecto contribuye a la modernización de las granjas avícolas mediante la aplicación de principios de mecatrónica, control automatizado e Internet de las Cosas (IoT), impulsando prácticas más seguras, eficientes y sostenibles en la crianza de aves exóticas.Acceso abierto
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Desarrollo e implementación de un sistema de monitoreo del OEE y plan de mantenimiento basado en la confiabilidad para un sistema de paletizado automático con robot KUKA en una línea de producción de Yogur(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2025-11-28)Este trabajo se enfoca en el desarrollo e implementación de un sistema OEE que está diseñado para el mantenimiento preventivo del proceso de paletizado automático utilizando un robot KUKA en la línea de producción de yogur de la empresa Laive. Para comenzar, se llevó a cabo una recopilación de datos operativos del proceso, que incluía la producción estimada de pallets por turno, los fallos más comunes del robot y la interacción de los equipos involucrados, como el PLC, los sensores y los actuadores. Con esta información en mano, se definió la estrategia de integración con el PLC ya instalado en la línea, adaptando el diseño del sistema OEE a la arquitectura de dicho controlador y a las librerías disponibles para el cálculo del indicador y su integración con una plataforma web. Dado que la estructura del código varía según el tipo de PLC, se desarrolló una programación específica que permite adquirir, procesar y visualizar las variables críticas del sistema, empleando para las pruebas de simulación un PLC disponible en la empresa del autor, manteniendo compatibilidad lógica con el controlador real. Además, se decidió almacenar los datos históricos en un servidor SQL Server para poder generar reportes, gráficos y análisis de tendencias. El desarrollo del sistema se complementó con la aplicación de metodologías de mantenimiento basadas en la confiabilidad. A través del análisis RCM (Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad), se identificaron las funciones del sistema de paletizado, los fallos potenciales y las tareas preventivas necesarias para garantizar la continuidad operativa. Al mismo tiempo, se elaboró un FMEA (Análisis de Modos de Falla y Efectos) para evaluar los modos de falla más significativos, determinar su impacto en el OEE y priorizar acciones de mitigación mediante el cálculo del RPN. La integración del OEE con los resultados del RCM y el FMEA permitió establecer un sistema confiable que mejora el monitoreo del desempeño y optimiza la gestión del mantenimiento del proceso de paletizado.Acceso abierto
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Desarrollo de una cabina de control de variables ambientales para la fructificación y estado de maduración basado en procesamiento de imágenes de hongos macroscópicos comestibles aplicado al Herecium Erinaceus(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2025-12-01)El presente trabajo describe el diseño y desarrollo de una cabina fructificadora automatizada destinada al cultivo del hongo comestible Hericium erinaceus (Melena de León). El sistema integra módulos de control ambiental capaces de regular la temperatura y humedad relativa mediante estrategias de control independientes, permitiendo al usuario establecer valores de operación entre 20 °C y 28 °C para la temperatura y entre 80 % y 95 % para la humedad. Además, incorpora un sensor para el monitoreo continuo de la concentración de CO₂, variable crítica durante la etapa de fructificación. El sistema incluye un módulo de captura y análisis de imágenes basado en una Raspberry Pi 4 y una cámara Arducam IMX519 montada en un mecanismo de desplazamiento en ejes X–Y, lo que permite obtener imágenes diarias del cultivo. Estas imágenes son procesadas mediante un modelo YOLOv5 para estimar el estado de madurez de los cuerpos fructíferos y facilitar la toma de decisiones sobre el momento adecuado de cosecha. La cabina fue construida con materiales de buena aislación térmica y diseñada para garantizar una distribución uniforme del aire, una adecuada retención de humedad y un funcionamiento estable de los sistemas electrónicos. Las pruebas por módulos y las pruebas integradas demostraron un desempeño eficiente, manteniendo los parámetros ambientales dentro de los rangos establecidos y generando imágenes oportunas para el análisis del crecimiento. Este sistema ofrece una alternativa de bajo costo y alta funcionalidad para pequeños productores y laboratorios que buscan optimizar la producción de hongos comestibles.Acceso abierto
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Diseño y comparación de 3 sistemas de control para sistema automático de pruebas de hermeticidad de bombas sumergibles según norma ASME BPVC Sección VIII(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2025-09-01)El presente trabajo desarrolla un sistema automatizado de control de presión para pruebas hidrostáticas aplicadas a carcasas de bombas sumergibles, con el fin de reducir la variabilidad en los tiempos de verificación de hermeticidad observados en los métodos manuales tradicionales. El sistema combina instrumentación electrónica y técnicas de control avanzadas para optimizar el proceso de presurización y registro de datos. La plataforma experimental se basa en una Raspberry Pi 4B, que actúa como unidad central de procesamiento, y un transmisor de presión acoplado a un módulo ADC ADS1115, permitiendo la adquisición y monitoreo continuo de la presión. La señal obtenida se procesa mediante tres algoritmos de control: PID, Lógica Difusa y Control Predictivo Basado en Modelo (MPC), los cuales fueron evaluados para determinar su desempeño frente a variaciones de presión en el rango de 0 a 10 bar. El sistema cuenta además con un motor paso a paso NEMA 34, válvulas solenoides y una interfaz gráfica desarrollada en Python (Tkinter), que facilita la supervisión del proceso y la visualización en tiempo real de los resultados. Se prevé que la automatización propuesta permita reducir el tiempo de prueba y mejorar la precisión del ensayo, estableciendo una base experimental para el desarrollo de bancos de pruebas hidrostáticas de bajo costo y alta confiabilidad aplicables en entornos industriales y académicos.Acceso abierto
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Desarrollo de un centro de control de motores inteligente con tecnología IOT para la gestión y monitoreo energético basado en tecnología Siemens(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2025-12-12)El presente trabajo desarrolla el diseño eléctrico de un centro de control de motores inteligente en formato demostrativo, con integración de tecnologías IoT para la gestión y el monitoreo energético con tecnología Siemens. Este proyecto está orientado a las empresas PYMES que se encuentran en desarrollo en el rubro industrial, lo cual les ayudará a gestionar el control energético, teniendo así mejores resultados en el consumo de energía eléctrica, teniendo en cuenta un diseño con estándares de seguridad internacionales a bajo costo. La propuesta responde a la necesidad de contar con herramientas didácticas y demostrativas que permitan mostrar, de manera práctica y visual, cómo se integran las tecnologías Siemens en un sistema de control de motores bajo los enfoques de la Industria 4.0 y 5.0, donde la digitalización, la conectividad en tiempo real y la eficiencia energética son factores clave para la modernización industrial. El tablero demostrativo diseñado incluye diversas configuraciones de arranque y control de motores mediante arrancadores suaves, relés inteligentes SIMOCODE y controladores lógicos programables S7-1200, cuya integración fue simulada en el entorno TIA Portal V19. De esta manera, se asegura la representación fiel de la arquitectura de automatización y la correcta interacción de los dispositivos. De esta manera, este diseño en formato demo se presenta como una solución versátil que facilita la difusión tecnológica, la capacitación práctica y la interacción directa con las soluciones Siemens, contribuyendo a fortalecer el conocimiento técnico en entornos educativos e industriales.Acceso abierto
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Diseño de un sistema automatizado para la producción de leche de Tarwi en el Perú con una capacidad de procesamiento de 10 kg de Tarwi desamargado(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2025-12-05)En este estudio se diseñó e implementó una planta piloto automatizada para la producción de leche de Tarwi, con capacidad para procesar 10 kilogramos de grano desamargado por lote. El propósito principal fue modernizar y estandarizar las etapas de molienda, cocción y pasteurización, incorporando sistemas de instrumentación y control que aseguren la calidad y la inocuidad del producto final. El sistema integra un Controlador Lógico Programable (PLC Siemens S7-1200), sensores de temperatura PT100, resistencias tipo banda para el calentamiento y un intercambiador de calor de placas para el enfriamiento. La regulación térmica se realizó mediante un algoritmo PID en lazo cerrado, lo que permitió mantener una curva estable y alcanzar una pasteurización efectiva a 75 °C durante 15 minutos, reduciendo la presencia de patógenos y conservando el contenido proteico del producto. El diseño mecánico de los tanques siguió los lineamientos de la norma ASME, garantizando resistencia estructural y seguridad durante la operación. Asimismo, la planta presenta una configuración modular, lo que facilita el mantenimiento, el transporte y la adaptabilidad a diferentes entornos de producción. Desde el enfoque ingenieril, el proyecto representa una aplicación práctica de la mecatrónica y la automatización en procesos agroindustriales. En el ámbito social y nutricional, promueve el aprovechamiento del Tarwi, un cultivo andino de alto valor proteico, como alternativa sostenible para el desarrollo de productos vegetales que contribuyan a la seguridad alimentaria en el Perú.Acceso abierto
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Diseño de un prototipo de banco de pruebas con algoritmo predictivo en Raspberry Pi para la corrección automática de lainas de calibración en inyectores Common Rail(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2025-11-30)El presente trabajo desarrolla la implementación de un banco de pruebas automatizado para inyectores diésel tipo Denso, destinado a evaluar su desempeño y determinar el estado de calibración de cada componente mediante la medición de parámetros críticos. El sistema permite realizar distintas pruebas de funcionamiento, tales como VL (inyección máxima), TL (velocidad media), LL (velocidad de ralentí) y VE (preinyección), cuyos resultados son comparados con valores de referencia almacenados en una base de datos. De esta manera, el equipo puede indicar si un inyector se encuentra correctamente calibrado o requiere ajustes. El banco de pruebas cuenta con un sistema de diagnóstico que sugiere la corrección de las láminas de calibración según los caudales obtenidos. Para ello, se consideran dos zonas de ajuste: la bobina del inyector, que incorpora una lámina y un resorte que regulan el caudal (siendo las láminas más delgadas, de 1.00 mm, las que aumentan el caudal, y las más gruesas, de hasta 1.70 mm, las que lo reducen), y la zona del vástago, cuya lámina controla la presión de inyección (a menor espesor, menor presión). Gracias a este sistema, el banco de pruebas ofrece una evaluación precisa y una guía de corrección automática para optimizar el rendimiento de los inyectores Denso, mejorando así la eficiencia y fiabilidad en los procesos de mantenimiento de sistemas de inyección diésel.Acceso abierto
