RSS 1.0Ingeniería Mecatrónica
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Diseño de un sistema automatizado de deslignificación de bagazo de caña de azúcar para la elaboración de papel mediante tratamiento térmico con vapor sobrecalentado en un reactor de 5 metros cúbicos en la industria papelera usando Ansys Fluent(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2024-07-09)El presente trabajo tiene como objetivo el diseño de un proceso automatizado para la deslignificación del bagazo de caña de azúcar mediante la aplicación de un tratamiento térmico con vapor sobrecalentado; por lo cual, se realizó una simulación en el programa Ansys fluent que detalla el comportamiento del flujo de la temperatura través de 2 tipos de serpentín helicoidal en un reactor, para la posterior obtención de una masa de papel de calidad. En el Perú uno de los insumos con mayor producción en el sector agropecuarios es la caña de azúcar, que se utiliza para la elaboración del azúcar. Es en este proceso es que obtiene el bagazo, que es un residuo de su fabricación. Dicho componente posee propiedades similares a la madera, la cual se utiliza para la fabricación de papel. Sin embargo, dicho proceso de elaboración es tradicional y no permite obtener los mejores resultados para la elaboración de una hoja de papel de calidad. Por lo que surgieron diversas técnicas para mejorar el rendimiento de la masa de bagazo. Pese a esto, dichas técnicas son de carácter de experimental y su proceso es rudimentario. Por lo que el presente trabajo realiza un diseño del sistema automatizado para su aplicación industrial. El diseño del tanque se parametrizo las dimensiones para un volumen de 5 metros cúbicos. Donde se determinó un espesor de tanque de 5/8” y el material AISI-316 por sus propiedades de resistencia a altas temperaturas y presiones. Luego, se escogió los sensores, actuadores y se programó el PLC S7-1200 para el control y regulación de los parámetros de operación. Posteriormente, se modelo 2 tipos de serpentín helicoidal de 6 y 10 vueltas en el programa Ansys fluent donde se sometieron a una temperatura de entrada de 200 º C, una presiones de 0.4 Mpa, 0.5 Mpa, 0.6 Mpa, 0.8 Mpa y 1 Mpa. Permitiendo esto conocer que configuración y presión es la ideal, para una mayor conservación de la temperatura de entrada a los largo de todo el serpentín. Finalmente, se obtuvo que el serpentín de 10 vueltas a una presión de entrada de 0.4 Mpa es la configuración escogida, ya que obtiene un valor de 96,564 % de eficiencia en comparación a las otras pruebas.Acceso abierto
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Optimización de la geometría, cantidad de lámparas IR y ventiladores en el diseño de un secador de plastisol utilizando SolidWorks(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2024-06-27)El siguiente trabajo de investigación tiene como objetivo rediseñar, simular y analizar el efecto térmico para un secado rápido del estampado de plastisol en el área textil mediante lámparas IR de tungsteno a través de los efectos térmicos de radiación y el ingreso de aire mediante ventiladores que realizaran un efecto de convección forzada con el fin de distribuir uniformemente el aire caliente sobre la tela estampada; por el cual se diseñó y analizo diversos recintos con un, dos, cuatro y seis ventiladores. Se realizó diferentes simulaciones por Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) con el fin de determinar si el recinto cumple con las condiciones solicitadas de diseño. Previo a la simulación, según a los requerimientos de la pequeña empresa visto tendencia se implementó el recinto de secado, este contiene cuatro lámparas IR de tungsteno conectadas en serie y paralelo a 220V AC, distribuidas de manera equitativa dentro del recinto y dos ventiladores de 12V DC. Para el análisis y discusión de resultados se tomó como estudio el recinto ya implementado, bajo ese enfoque se somete a la simulación del análisis térmico de diversos casos para ver y determinar la eficiencia del recinto con la distribución de las lámparas y la velocidad mínima del flujo de ingreso de aire hacia el recinto mediante ventiladores. El análisis térmico del proceso de secado se realizó en el software SolidWorks Flow Simulation considerando todas las condiciones reales posibles para obtener un resultado que se asemeje en lo posible a lo real, asimismo se realizaron cálculos de energía para obtener un modelamiento y valores iniciales del proceso de secado. Finalmente, se concluye que de acuerdo con el análisis de la simulación CFD la disposición del recinto de secado con seis ventiladores y cuatro lámparas IR de tungsteno logra mejores resultados de secado de plastisol con un tiempo de secado de 8.513 segundos y la variación de temperatura en la superficie del plastisol no exceda los 35°C.Acceso abierto
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Diseño de un sistema de seguridad de fuego y gas para detección de gases de hidrocarburos mediante sensores inalámbricos ISA100 con certificación SIL2 para una refinería de petróleo(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2024-07-15)El presente proyecto consiste en un sistema instrumentado de seguridad para la detección de gases de hidrocarburos enfocado en una refinería de petróleo. El proyecto presenta una arquitectura novedosa basada en detectores de gas inalámbricos con certificación SIL 2 y comunicación por protocolo ISA100.11a. Estos se integran a través de la infraestructura de red inalámbrica de Yokogawa que consiste en puntos de acceso, convertidores de medios y puertas de enlace. La comunicación segura del sistema se logra con el protocolo de seguridad funcional PROFIsafe, mediante el cual los detectores de gas se comunicarán con el controlador de seguridad de Yokogawa, Prosafe-RS. El protocolo certificado PROFIsafe sigue una aproximación especificada en el estándar IEC 61508, llamada “canal negro”, por la cual el medio físico de la comunicación es ignorado y no afecta las funciones de seguridad del protocolo, gracias a ello la integridad de los datos transmitidos se mantiene de manera segura, con lo cual la certificación SIL 2 se conserva a pesar de ser transmitidos por un medio físico inalámbrico. En conclusión, el sistema diseñado aprovecha las ventajas de los sensores inalámbricos, asegura la integridad y seguridad de los datos a través de un protocolo de seguridad funcional, y la certificación SIL 2 garantiza la mitigación de los riesgos asociados a la potencial presencia de atmosferas explosivas en las refinerías.Acceso abierto
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Desarrollo de un sistema de detección inalámbrica de incendios basados en redes neuronales e IoT para fajas transportadores en minería(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2024-07-08)Los incendios producidos dentro de la industria pueden generar pérdidas económicas considerables para cualquier empresa y su riesgo es mucho mayor para el caso del ambiente industrial minero. Los incendios producidos por los materiales que se arrastran en una cinta transportadora se pueden propagar a lo largo de esta, deteniendo la producción total de la minera solo para apagar la zona afectada. Debido a la longitud de la cinta, el proceso para encontrar el centro del incendio y tomar las medidas de emergencia necesarias requiere demasiado tiempo. Por ende, se propone desarrollar un sistema de detección inalámbrico de incendio capaz de abarcar toda la zona industrial deseada y mandar señales de alertas de la zona específica del incidente. Para este modelo fue necesario el uso de una cámara digital que abarque una zona amplia, un sistema Gateway para la comunicación entre los datos mandados de la cámara hacia una central donde ira dicha información y una representación gráfica mediante un protocolo MQTT para el diseño de una interfaz fácil de entender para el usuario. Dicho sistema de detección está basado en YOLO que permitirá, mediante el aprendizaje por entrenamiento, la detección indicios de incendios dentro de las zonas detectadas y dentro de un rango de 10 segundos desde la detección de un incidente para mandar una señal de alarma por incendio a la central de operaciones.Acceso abierto
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Desarrollo de una máquina clasificadora de objetos huecos para la automatización del proceso de control de calidad de las pecanas en las plantaciones de Ica(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2024-07-08)Se presenta el desarrollo de una máquina clasificadora de Pecanas Mahan, producidas al sur de Lima, concretamente en el departamento de Ica. Para el desarrollo de la máquina clasificadora se utilizará el método de detección por sonido. Un plato de acero inoxidable recibirá el impacto de la pecana, y el sonido producido por dicho impacto será recopilado por un micrófono de alta sensibilidad. Para tener una mejor precisión en la detección del núcleo de la pecana, antes de pasar por el método de detección por sonido, la pecana pasará por una cámara donde, mediante el procesamiento de imágenes, se determinará su área. Después, un microcontrolador identificará las características del sonido producido por las pecanas e incluirá el área como una característica adicional. Al finalizar las dos fases mencionadas, se procederá a utilizar un clasificador SVM (Support Vector Machine) para llevar a cabo la clasificación de las pecanas mediante un algoritmo. Tras el proceso de detección, la máquina tendrá un separador que se accionará según el resultado final de la clasificación. En este proyecto se usarán 100 muestras de pecanas para el entrenamiento de la SVM, las cuales serán divididas equitativamente entre sin fruto y con fruto. Para evaluar la eficiencia del sistema, se utilizarán 100 pecanas aleatoriamente entre estos dos tipos. El porcentaje de precisión obtenido es del 95%, clasificando 20 pecanas por minuto.Acceso abierto
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Diseño de un sistema mecatrónico para el monitoreo y control de variables hídricas en la producción de agua ionizada alcalina de la empresa ALKANOA EIRL(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2024-07-05)El consumo de agua alcalina cada vez aumenta más debido a sus propiedades antioxidantes y anticancerígenas. En este trabajo, se realizó el prototipo tanto mecánico como de control de un módulo de monitoreo y control para las diferentes etapas y variables hídricas en la producción de agua alcalina por medio de electrólisis. La particularidad de este prototipo está en el control adicional de la etapa previa a la alcalinización, la cual es el filtrado por ósmosis inversa, ya que al poder controlar con este proceso las partículas por millón del flujo de agua se puede alcanzar un valor fijo de ppm facilitando además el control posterior, siendo así que el prototipo también desarrolla un control para la etapa de control de pH durante el proceso de alcalinización, asegurando así un correcto control de las variables involucradas, obteniendo finalmente, los modelos de ambos procesos, además de una propuesta de control.Acceso abierto
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Diseño de un sistema fotovoltaico de 200W con seguimiento solar de dos ejes para maximizar la eficiencia energética(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2024-07-03)El cambio climático ha impulsado de manera significativa la transición hacia fuentes de energía más limpias y sostenibles, siendo la energía solar una de las más populares. La producción de energía de los sistemas fotovoltaicos varía considerablemente debido a factores como las condiciones ambientales, la zona geográfica, el ángulo y la orientación de los paneles, etc.. Este estudio se centra en optimizar el ángulo y la orientación de los paneles solares para maximizar la generación de energía de un sistema fotovoltaico de 200W ubicado en Nazca, Perú. Para ello, se implementó un sistema de seguimiento solar de dos ejes contralado por un Raspberry Pi Pico. Este sistema ajusta continuamente la posición de los paneles para seguir la trayectoria del sol a lo largo del día, aumentando así la cantidad de energía captada. El sistema con seguimiento solar alcanzó una eficiencia del 78.5%, mientras que el sistema fotovoltaico fijo, bajo las mismas condiciones, logró una eficiencia del 72.5%. Esto demuestra que el uso del seguimiento solar cumple con el objetivo planteado de lograr un incremento en la eficiencia de al menos un 5%. Además, ambos sistemas, tanto el fijo como el de seguimiento solar, cubrieron la demanda energética requerida. Este estudio resalta la importancia de adaptar las tecnologías energéticas a las características geográficas locales para mejorar su eficiencia y contribuir a una matriz energética más sostenible.Acceso abierto
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Diseño mecatrónico para la optimización de control de peso de una seleccionadora de aves evisceradas para la empresa Frangos Campiñero SAC(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2024-07-17)En el siguiente documento de diseño mecatrónico se elabora una mejora de un sistema automatizado de selección de aves evisceradas de la empresa Frangos Campiñero S.A.C., el cual requiere que se mejore con el sistema de pesado, cambio del sistema analógico a uno digital y la separación de producto no viable si necesidad de paralizar el proceso. Para poder cumplir con los requisitos de la empresa se planteó los objetivos de mejora de toma de pesos al reducir el error de balanza, mejorar el tiempo que toma el cambiar un rango de peso o producto a eviscerar y la implementación de un sistema de separación de producto no viable en la misma línea de producción. Al desarrollar la solución se tomó en cuenta el tipo de dispositivo a usar, cumpliendo con las normas y regulaciones de las instituciones del Perú y brindando un sistema amigable para el usuario. Cumpliendo con los objetivos y mejorando el error de los pesos y tiempo de cambio de una producto a otro y el cambio de rangos de peso. Logrando reducir estos a los objetivos planteados y cumpliendo lo solicitado por la empresa.Acceso abierto
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Diseño de mecanismo de limpieza acoplado a un dron controlado de forma remota para optimizar el tiempo de lavado de cadena de aislantes en líneas de alta tensión mediante atomizadores con interiores oscilantes(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2024-07-11)El propósito de esta investigación es diseñar un sistema hidráulico integrado en un dron comercial para realizar la limpieza efectiva y rápida de aisladores en torres de alta tensión. Este enfoque se basa en un análisis exhaustivo del estado del arte de los métodos utilizados para la limpieza de dichos aisladores, identificando la duración de la actividad como el principal obstáculo a superar. Por consiguiente, se propone una solución específica a esta problemática, la cual se contextualiza en el capítulo 1, donde también se detallan los objetivos y alcances del diseño. En el capítulo 2 se presenta el marco teórico que sustenta el desarrollo del informe. El sistema hidráulico propuesto incluye una configuración que consta de una tubería, una electroválvula, un tanque y componentes electrónicos comerciales, junto con una boquilla diseñada para optimizar la eficiencia en el uso de recursos hídricos y energéticos. Se realizaron análisis de fuerzas durante las operaciones de vuelo del dron y la ejecución de las tareas de limpieza. Además, se plantearon soluciones para mitigar las interferencias electromagnéticas generadas por las torres de alta tensión, las cuales podrían afectar la integridad o la comunicación con el dron. En cuanto al diseño de la boquilla, se llevaron a cabo cálculos de ingeniería para asegurar que la velocidad de salida del fluido sea suficiente para una limpieza efectiva de los aisladores. El diseño y la validación se realizaron utilizando los softwares ANSYS Fluent y ANSYS CFD. Las comparaciones con boquillas comerciales demostraron que la propuesta innovadora de este informe ofrece una mayor velocidad de impacto a una distancia de 3 metros. Los resultados de estos estudios se explican en el capítulo 3. Se propone que el sistema hidráulico sea controlado remotamente a través del mando del dron, que actuará como el control de vuelo y accionará la electroválvula según sea necesario. Además, debido al peso significativo que debe cargar el dron (23 kg), se seleccionó un dron comercial que cumple con este requisito y optimiza el uso de la energía de sus baterías. Finalmente, en los capítulos 4 y 5 se presentan las conclusiones y recomendaciones del estudio, así como las referencias utilizadas en la investigación.Acceso abierto
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Desarrollo de una planta piloto de maceración y filtrado de malta utilizando metodología escalonada para la elaboración de 30 litros de cerveza artesanal en la cervecería Hops(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2024-07-03)El presente estudio describe el desarrollo de un sistema de control automático basado en tecnología PLC (Controlador Lógico Programable). El problema que se aborda es la necesidad de mejorar la eficiencia y precisión en el proceso de maceración, que es una etapa crítica en la elaboración de cerveza artesanal. Para resolverlo, se diseñó e implementó un sistema automatizado que controla la temperatura y el tiempo de maceración mediante el uso de un PLC Siemens S7 1200. La estrategia utilizada consistió en la integración de sensores de temperatura y un controlador PID para mantener la temperatura deseada durante todo el proceso de maceración. Además, se utilizó una interfaz gráfica de usuario para monitorear y controlar el proceso de maceración de manera remota. La metodología utilizada en este estudio se basó en la revisión de la literatura existente sobre la elaboración de cerveza artesanal y la automatización de procesos industriales. Se realizó un diseño experimental para evaluar la eficiencia y precisión del sistema automatizado en comparación con el método tradicional de maceración. Los resultados obtenidos indican que el sistema automatizado desarrollado es capaz de mantener la temperatura deseada con una precisión de ±1.8°C y reducir el tiempo de maceración en un 20% en comparación con el método tradicional. Además, se observó una mejora en la calidad del producto final en términos de sabor y aroma. Este sistema ofrece una solución eficiente y precisa para el proceso de maceración en la elaboración de cerveza artesanal. Además, contribuye al campo de la automatización de procesos industriales y puede ser utilizado como base para futuras investigaciones en el área.Acceso abierto
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Diseño de una planta portátil de desalinización por electrodiálisis para suministrar 20m3/día de agua potable en situaciones de emergencia(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2024-07-03)El presente trabajo de investigación tiene como objetivo diseñar una solución para enfrentar la escasez o interrupción de los servicios de agua potable, causados por el fenómeno del niño, proporcionando una respuesta rápida, eficiente y autónoma, utilizando energía eólica. La propuesta es suministrar 20 m3/día, para cubrir las necesidades básicas de una población de 2000 personas. El procedimiento utiliza la electrodiálisis inversa, y consta de cinco procesos principales, los cuales son Captación de agua, ablandamiento y desinfección, electrodiálisis, generación eléctrica y finalmente, análisis y tratamiento final. La simulación, toma en consideración el equipo de RALEX EWTU-P20-EDR-30/350-0.8 de MEGA, operando en modo por lotes con una entrada de agua de 1.13m3 y producirá aproximadamente 0.86 m3 por hora. El sistema planteado funcionará con un voltaje de alimentación de 400 VDC, alimentado por energía eólica. Se tomará como parámetros iniciales los obtenidos del análisis del mar del litoral peruano. El algoritmo desarrollado, inicia con la composición química del agua de entrada, siendo balanceada por estequiometria. Se establecerán los valores de intensidad de corriente utilizada para el balance y tanques. Una vez alcanzado el valor de concentración se graficará el resultado y se determinará el valor neto producto de cada ion presente en las sales del agua desalinizada. Finalmente, se puede concluir que la propuesta planteada es efectiva en el modelo matemático, logrando reducir los niveles de sales del agua captada a valores dentro del rango considerado agua potable. Requiriendo un tratamiento final para incrementar electrolitos y minerales necesarios para el consumo humano.Acceso abierto
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Diseño y simulación de un sistema mecánico para optimizar el proceso VARTM en la fabricación de accesorios de fibra de carbono en la industria automotriz(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2024-07-09)La tendencia al uso de materiales compuestos en el país está aumentando, impulsado por la introducción de innovadoras tecnologías como los vehículos eléctricos que requieren estos componentes para su construcción. El proceso VARTM, que consiste en la infusión de resina para la fabricación de materiales compuestos como la fibra de carbono, es el más utilizado en la empresa en cuestión desde el 2021. Sin embargo, durante el proceso de infusión de resina se observó la necesidad de un sellado hermético y un flujo constante de resina para obtener piezas de alta calidad. Actualmente, este problema genera pérdidas económicas por la necesidad de adquirir más bolsas de vacío y cintas selladoras correspondientes, por las frecuentes fallas que ocurren durante el proceso de fabricación. Por ello, en este estudio se propone el diseño de un sistema de sellado hermético y distribución de resina utilizando Autodesk Fusión 360, seguido de la simulación numérica CFD en tiempo transitorio de Ansys Fluent para la obtención de resultados y evaluación del sistema propuesto. El objetivo es desarrollar un diseño que garantice hermeticidad durante el proceso de infusión de resina, para prescindir del uso de cinta selladora de vacío. Además, se busca diseñar un sistema de tuberías que faciliten la distribución uniforme de la resina durante el proceso de infusión.Acceso abierto
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Diseño de un dispositivo submarino no tripulado para detectar actividades irregulares en zonas costeras, con comunicación por fibra óptica(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2024-07-09)El presente trabajo propone el diseño de un dispositivo submarino no tripulado, donde el diseño de los perfiles hidrodinámicos se validará mediante simulación numérica, facilitando así estudios experimentales y reduciendo costes de fabricación. Se estudiaron aspectos de diseño y fabricación de diferentes autores para establecer un vehículo altamente maniobrable, capaz de moverse en el plano horizontal y vertical. Por esta razón, el diseño final propone perfiles hidrodinámicos en proa y popa utilizando las ecuaciones “Myring”, lo que ayudará a reducir el coeficiente de arrastre y fricción. Por tanto, este trabajo tiene como objetivo estudiar y analizar las características hidrodinámicas del submarino utilizando el software ANSYS Fluent. Asimismo, se analizará el coeficiente de resistencia para diferentes velocidades de funcionamiento, el análisis es crucial para comprender el comportamiento del submarino en distintas condiciones y determinar la fuerza necesaria para alcanzar ciertas velocidades. La consistencia entre los resultados de las simulaciones y las fórmulas hidrodinámicas proporciona confianza en la metodología empleada. Además, los resultados validados no solo reducen los costos de fabricación al evitar estudios experimentales costosos, sino que también agiliza el proceso de diseño al permitir ajustes virtuales rápidos y precisos.Acceso abierto
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Desarrollo de un data logger para lectura de temperatura y presión, con materiales de alta resistencia, con lector de datos de manera local y remota, acoplado a un motor CAT C280-12 TIER 4(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2024-07-08)Este trabajo tiene como objetivo mostrar la solución que brindó la empresa Centrix innovation a uno de sus clientes, utilizando un sistema propio que se desarrolló para monitorear el comportamiento de cualquier equipo. Para el diseño de este datalogger CTR, se utilizó el microcontrolador ESP32 como controlador maestro para realizar las funciones de lectura de 3 sensores de temperatura PT100 y los transmisores de presión los cuales funcionan con una conexión de 4-20mA. A su vez se utiliza un guardado de data, de manera local utilizando protocolo SPI a través de una memoria microSD, y enviado de data a través de la plataforma ThingSpeak por medio de MathWorks, para guardar diferentes canales de comunicación y se pueda visualizar de manera remota. Para la comunicación a internet se utilizará un módulo SIM para el uso de datos móviles, esto se utilizará usando el módulo SIM5320e, el cual puede conectarse a redes 2G,3G y 4G, utilizando comandos ATA, evitando que el dispositivo dependa de redes wifi. Para el modelo de fabricación el cual debe estar anclado a un motor CAT C280-12 TIER 4 se usará un diseño acoplable, fabricado en impresión 3D, utilizando material de alta resistencia a la corrosión, rayos UV y a los impactos como es el material ASA. Finalmente, este dispositivo CTR ha sido implementado en diferentes rubros industriales y destaca por su versatilidad, variedad de sensores posibles de colocar y software abierto.Acceso abierto
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Desarrollo de un sistema mecatrónico para la identificación automática de la calidad del limón utilizando PLC modelo S7-1200 y procesamiento digital de imágenes.(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2024-07-10)El presente proyecto tiene como objetivo desarrollar un sistema mecatrónico para la identificación automática de la calidad del limón empleando PLC modelo S7 – 1200 y procesamiento digital de imágenes. La metodología que se utilizó para el proyecto es de tipo aplicada, diseño preexperimental y enfoque cuantitativo, además se empleó diferentes softwares de programación como Python y TIA PORTAL para la parte de control. Los resultados arrojados fueron que el área de adquisición de imágenes (FOV) tiene una longitud de 32 cm, además la cámara se ubicó a una altura de 32 cm de la base para un mejor enfoque; la faja transportadora tuvo una velocidad de 6 cm/s, subdivida en espacios para un mejor transporte, a su vez el espacio entre limones que se contempló fue de 50 cm para un buen funcionamiento del sistema, en la parte neumática se empleó electroválvulas 5-2 de 24 V en DC de bobina marca Festo, a su vez se empleó cilindros normalizados de doble efecto y la unidad de mantenimiento FR (filtro, regulador). Finalmente se concluyó que el sistema mecatrónico realizó una buena identificación de la calidad de los limones basada en el procesamiento digital de imágenes y el PLC modelo S7-1200.Acceso abierto
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Desarrollo de un glucómetro wearable no invasivo, utilizando espectrometría infrarroja cercana para el automonitoreo de pacientes diabéticos(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2024-07-08)La diabetes es una gran amenaza para la salud mundial que no distingue estatus social ni fronteras nacionales. Actualmente, para el control de la glucosa es común utilizar un método invasivo que implica una punción en la yema del dedo para extraer una gota de sangre, eso genera incomodidad en el paciente, lo que conlleva a algunas personas a arriesgarse y no monitorearse la glucosa con una frecuencia recomendada. Debido a esto, el paciente requiere de un glucómetro no invasivo, el cual es importante para un buen control de su glucosa. Como consecuencia del problema, se propone desarrollar un glucómetro wearable no invasivo, que ayudará al paciente a mejorar la experiencia al realizar una medición de la glucosa evitando el sufrimiento. Para el glucómetro wearable no invasivo se usó la técnica de espectroscopía infrarroja cercana (NIR), la cual mide el patrón de absorción de luz infrarroja cercana, cuya longitud de onda está entre los 800 y 2500nm, en una muestra determinada. Para el uso de la técnica se emplea el sensor de triada AS7265x para la monitorización de la glucosa en la sangre. Estos componentes se ubicaron en una carcasa tipo pulsera, utilizando modelamiento e impresión 3D en material PLA. Como resultado, los pacientes diabéticos y usuarios que quieran automonitorear su glucosa podrán realizarse mediciones indoloras y reemplazar los métodos de medición de glucosa tradicionales, mejorando su calidad de vida y un buen control de sus niveles de glucosa.Acceso abierto
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Diseño de un sistema automatizado de transporte de pernos, tornillos y tuercas desde un horno industrial para Ferripern SRL(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2024-07-13)El diseño de un sistema automatizado de transporte para pernos, tornillos y tuercas en un horno industrial es esencial para optimizar el proceso de tratamiento térmico en una fábrica con un horno rudimentario. Este sistema se concibe como una solución integral para mejorar la eficiencia operativa y garantizar la calidad del proceso. Al automatizar el transporte de estos elementos, se busca agilizar el flujo de trabajo y reducir los tiempos de manipulación manual, lo que puede resultar en una producción más eficiente y una menor incidencia de errores. En el contexto de una fábrica con un horno rudimentario, se identifica la necesidad de implementar un sistema que pueda gestionar el transporte de pernos, tornillos y tuercas de manera eficiente y segura. Dado que el horno existente puede no ser capaz de mantener una temperatura uniforme ni alcanzar los niveles requeridos para el tratamiento térmico, el diseño de un sistema automatizado de transporte se convierte en una prioridad para mejorar la operatividad y la calidad del proceso. El diseño de este sistema automatizado no solo implica la selección de tecnologías adecuadas de transporte, sino también la integración efectiva con el horno industrial existente. Se deben considerar aspectos como la carga y descarga de los elementos de manera precisa y segura, así como la coordinación con los ciclos de tratamiento térmico del horno. Esto requiere un enfoque cuidadoso en el diseño y la implementación del sistema para garantizar una operación sin problemas y una mejora significativa en la eficiencia del proceso. En resumen, el transporte es esencial para mejorar la eficiencia operativa y la calidad del proceso de tratamiento térmico en la fábrica. Este sistema no solo agiliza el flujo de trabajo y reduce los tiempos de manipulación manual, sino que también facilita la integración con el horno existente, lo que lleva a una operación más eficiente y una mayor calidad del producto final.Acceso abierto
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Diseño y simulación de máquina clasificadora de residuos reciclables (cartón, metal, plástico y vidrio) usando inteligencia artificial y robot delta en la provincia de Cajamarca(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2024-07-13)El presente estudio se centra en el diseño y simulación de un sistema robótico para la clasificación eficiente de residuos reciclables, específicamente metal, plástico, cartón y vidrio, con el propósito de agilizar el proceso de reciclaje en la ciudad de Cajamarca. Para lograr este objetivo, se configuró y simuló el proceso utilizando el software CoppeliaSim, empleando un robot delta modelo IRB360, sensores de proximidad, fajas transportadoras y una cámara lineal. CoppeliaSim facilita la integración con Python a través de su API, lo que permite la conexión con un modelo previamente entrenado en Spyder, basado en la arquitectura de red ligera FOCUS-RCNet. Se utilizaron 1604 imágenes para el entrenamiento de la red y 400 para su validación. El análisis y discusión de los resultados se basaron en la simulación del proceso completo en CoppeliaSim, la cantidad de objetos clasificados en un tiempo determinado y la precisión en la clasificación de objetos reciclables mediante herramientas de inteligencia artificial. En conclusión, este estudio evidencia que la combinación de tecnologías innovadoras como los robots delta y la inteligencia artificial pueden mejorar significativamente la eficiencia del reciclaje. Esto se traduce en una reducción en las horas de trabajo y en los errores de clasificación, lo que supone un avance importante para la gestión sostenible de residuos en la ciudad de Cajamarca y posiblemente en otros contextos similares.Acceso abierto
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Desarrollo de un sistema RSW automático para el enfriamiento de pesca de 415m3 en la embarcación Santa Adela 2(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2024-07-10)El presente trabajo de investigación tiene como objetivo desarrollar de un sistema de RSW automático en la embarcación pesquera Santa Adela 2 con una capacidad de 415m3 para la empresa ISF. Para desarrollar este sistema, debemos considerar que este proceso se realiza en dos etapas. Durante la pre-pesca, se calcularon las toneladas de refrigeración (TR), mediante fórmulas termodinámicas, necesarios para llevar el 30% de agua de bodega a los 0°C y realizarlo en 4 horas; estos valores de TR a su vez nos facilitaran para la selección de los principales equipos del sistema, los cuales son: compresor, evaporador, condensador y válvula de expansión. En la 2da etapa, se realiza la pesca y se mezcla el pescado con agua de mar, en esta etapa se produce el golpe de frío. El sistema de refrigeración RSW tiene como propósito enfriar y estabilizar la temperatura de la mezcla (agua+ pescado) a 3°C, para poder realizar esta etapa se realizaron cálculos de calor específico para la mezcla, considerando que el volumen final del pescado sería el 75% de capacidad de bodega; así mismo, se debe considerar que todo este proceso se realice en 6 horas. En ambas etapas se utilizó el sistema RSW, este consiste en recircular el agua de mar de las bodegas mediante 2 tuberías, una en la parte superior (descarga) y la otra en la parte inferior (succión), forma que esta agua que es succionada pase al evaporador y posteriormente sea descargada en la bodega hasta lograr los descensos de temperatura.Acceso abierto
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Desarrollo de un sistema mecatrónico de 5kg de capacidad de secado de microalgas Nostoc mediante el uso de un colector solar parabólico(Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PE, 2024-07-06)El presente trabajo de investigación está referido al diseño de un sistema mecatrónico automatizado para el deshidratado de microalgas Nostoc sphaericum (Cushuro). El sistema propuesto es capaz de mantener los parámetros de humedad, temperatura y velocidad controlados. Esto debido a que un secado eficaz y eficiente se logra al mantener el elevado valor nutricional del producto al finalizar el proceso, es decir, la importancia del proceso radica en alcanzar la humedad deseada mediante un preciso control de secado sin reducir drásticamente su alta concentración de proteínas (60%-80%). Además, se consideró una capacidad de procesamiento de 5 kilogramos de microalga húmeda para construir el deshidratador. El sistema de secado trabaja principalmente con energía solar, transfiere calor mediante el aire del ambiente hacia la cámara de secado a una velocidad constante, usando un colector solar parabólico. El control del proceso se realiza por medio de un PLC S7-1200 (Controlador lógico Programable) para mantener una temperatura constante de aire en el interior (60 grados Celsius) durante el proceso de secado. Los resultados del proceso de secado se muestran en un panel HMI (Interfaz hombre- máquina) ubicado en la cubierta del tablero de control. En el capítulo 1, se presenta un análisis del problema, indicando los objetivos que se desean alcanzar. En el capítulo 2, se explica los conceptos básicos relevantes para el presente proyecto, así como un resumen del estado del arte. En el capítulo 3, se detalla el desarrollo del proyecto desde el diseño, validación e interpretación. Finalmente, el capítulo 4 se presentan las conclusiones y recomendaciones.Acceso abierto
