Ingeniería Mecánica, Mecánica–Eléctrica y Mecatrónica

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Diseño de la zona de almacenamiento y sistemas de desapilamiento, transporte y aplicación de pegamento de una máquina formadora de cajas de cartón corrugado con capacidad de 2700 cajas/hora para la exportación de frutas en la provincia de Arequipa
(Universidad Católica de Santa María, 2026-07-14) Guzman Abril, Gian Paul
La presente tesis desarrolla el diseño conceptual y los cálculos de ingeniería asociados a la primera mitad de una máquina formadora de cajas de cartón corrugado, con una capacidad nominal de producción de 2 700 cajas por hora. El sistema ha sido concebido principalmente para la fabricación de cajas tipo CF1 y CF2, utilizadas en procesos de exportación de frutas y verduras, manteniendo a su vez la flexibilidad necesaria para adaptarse a la producción de otros formatos con características geométricas y dimensionales similares. Esta sección de la máquina comprende la zona de almacenamiento de cartones (magazine), así como los sistemas de desapilamiento, transporte y aplicación de adhesivo, los cuales operan de manera secuencial e integrada. Para la zona de almacenamiento se diseñó un bastidor estructural específico que garantiza la estabilidad y adecuada alimentación del material, mientras que los subsistemas restantes se disponen sobre el bastidor principal de la máquina. El desarrollo del diseño se realizó siguiendo los lineamientos de la metodología VDI 2221, estructurándose en las fases de diseño conceptual y diseño de detalle. En la fase conceptual se definieron los requerimientos funcionales, restricciones de operación y criterios de desempeño, estableciéndose la solución óptima. Posteriormente, en la fase de detalle, se desarrolló la configuración seleccionada mediante la ejecución de cálculos de ingeniería orientados al dimensionamiento, selección y verificación de los componentes y la elaboración de planos. Asimismo, se efectuó la selección y evaluación de los elementos neumáticos y electrónicos requeridos para la operación del sistema, incluyendo el desarrollo de la lógica de control correspondiente. Finalmente, se realizó el análisis de costos del diseño propuesto y la elaboración de los planos de ensamble y despiece de las diferentes secciones y accesorios considerados
Acceso Abierto
Diseño de un módulo para desalinización por pervaporación para membranas de grafeno
(Universidad Católica de Santa María, 2020-01-02) Machaca Condori, Edwin Rene
En los últimos años han surgido tecnologías para solucionar el problema de la falta agua a nivel mundial. La desalinización es una solución efectiva frente a esta situación, este proceso elimina selectivamente la sal de las diferentes fuentes hídricas que no son aptas para el consumo, así como para la industria tales como soluciones salobres, agua de mar, salmuera, etc. La desalinización mediante membranas es un método que actualmente viene siendo bien aceptado, en comparación con los métodos de desalinización tradicionales, debido a las ventajas que presenta como: una alta eficiencia, ahorro energético, buena estabilidad operativa y un relativo bajo costo de implementación. Las tecnologías de desalinización mediante membranas son varias, pero recientemente el método de desalinización por pervaporación viene llamando la atención, debido a que este proceso permite un ahorro de energía significativo, y una de sus principales características es que su eficiencia de desalinización no disminuye cuando se incrementa la concentración salina de la solución que se quiere tratar. En este proceso las membranas juegan un papel muy importante, es por ello que se vienen innovando membranas de diferentes materiales que puedan optimizar el sistema, como es el caso del grafeno. Estudios recientes muestran que este material posee propiedades excelentes para la desalinización. Por ello diseñar un módulo que nos permita estudiar, comprender y a la vez hacer pruebas para conocer mejor las propiedades que nos brinda este material en la desalinización por pervaporación es importante. Previamente al diseño del módulo se realiza una recopilación de los diferentes estudios e investigaciones realizadas con el método de pervaporación, para establecer los parámetros de funcionamiento, para llevar a cabo este diseño, con los parámetros críticos de operación, se realizó un análisis termodinámico de los diferentes subprocesos que conforman la desalinización por pervaporación. Posteriormente se seleccionaron los diferentes equipos, la instrumentación necesaria para llevar a cabo el seguimiento de cada subproceso, así como el costo total del proyecto para poder llevar a cabo su implementación. Por ultimo para poder realizar la instalación de los equipos, instrumentación y accesorios, se plasmaron en planos para una posterior implementación. Palabras claves: Desalinización mediante membranas, pervaporación, módulo, membranas de grafeno, eficiencia, ahorro energético, rechazo de sal.
Acceso Abierto
Diseño de una máquina semiautomática para mejorar la higiene y eficiencia en la cosecha de orégano en las regiones de Arequipa y Tacna
(Universidad Católica de Santa María, 2020-08-31) Rojas Morales, William Junior
La investigación que se realizó es de tipo tecnológico y nivel aplicado, pues tuvo como objetivo aplicar el conocimiento científico para emprender acciones que permitan el uso de una máquina semiautomática que facilite la cosecha del orégano enfocado a consolidar sistemas de Buenas Prácticas Agrícolas, acorde con la tendencia mundial de producción más limpia para su comercialización en el mercado interno y externo, previniendo el contagio de los sembríos y mejorando la calidad del producto, aumentando así la eficiencia y mejora de la productividad, conservando un costo económico que se mantenga conforme al presupuesto empleado en técnicas de cosecha aplicadas actualmente, para lo cual fue necesario la revisión documentaria, observación, reportes, tablas de datos referentes a la producción del orégano, al uso de maquinarias y otros; se consideró también archivos electrónicos con datos almacenados, válidos para el presente trabajo; es así que se hizo un estudio de impacto social a fin de mejorar la economía de las localidades que se dedican al rubro de la producción de orégano, proporcionando nuevas tecnologías para dar el primer paso a la industrialización de su producto, mejorando la calidad de vida de las personas y prestando una nueva alternativa de negocio. Y en el entorno académico, presentar un esquema de diseño de máquina semiautomática, aplicando metodologías de diseño y simulaciones FEM de las diferentes partes de la máquina, sirviendo esto, como una pauta para futuros proyectos de investigación basados en el diseño.
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Diseño y fabricación de un módulo educativo para pruebas de pandeo en barras esbeltas
(Universidad Católica de Santa María, 2026-10-09) Carpio Mercado, Eduardo; Herrera Carrera, Jorge Andre
El presente trabajo tiene como propósito diseñar, fabricar y validar experimentalmente un módulo educativo para ensayos de pandeo en barras esbeltas, concebido para reproducir de manera controlada el fenómeno de pérdida de estabilidad bajo carga axial de compresión. El proceso inicia con el desarrollo del diseño conceptual y la definición del marco normativo aplicable, seguido por la ingeniería básica y de detalle que permite dimensionar los componentes principales del módulo: soporte base, columnas principales, puente de columnas principales, puente guía para cubo superior, puente porta tornillo, tornillo de avance, adaptador para cubo inferior, cubos de apoyo empotrado y cubos de apoyo articulado. Todos estos elementos son fabricados mediante mecanizado convencional utilizando acero estructural ASTM A36 Grado A36, garantizando rigidez, alineamiento y precisión geométrica. La validación experimental se realiza con 12 tipos de probetas metálicas de acero ASTM A36, cada una ensayada en tres repeticiones bajo configuraciones de apoyo empotrado–empotrado, empotrado–articulado y articulado–articulado. Se emplea un dinamómetro analógico de 2500 N para registrar la carga crítica de pandeo. Los resultados evidencian una variabilidad controlada, con coeficientes de variación generalmente inferiores al 10 %, lo que asegura la repetibilidad conforme al ASTM Manual 7 (MNL7-E13). Asimismo, la comparación entre los valores teóricos calculados mediante la ecuación de Euler con factores de longitud efectiva ideales y recomendados por la AISC 360-22 y los valores experimentales muestra que las configuraciones de apoyo articuladas presentan mayor correspondencia, mientras que la condición de apoyo empotrado–empotrado evidencia discrepancias asociadas a la rigidez rotacional. Los hallazgos confirman que el módulo educativo diseñado y fabricado reproduce de manera confiable el comportamiento real del pandeo en barras esbeltas, convirtiéndose en una herramienta sólida y precisa para la enseñanza práctica de este fenómeno.
Acceso Abierto
Elaboración de un plan de gestión para una mejora continua y eficiencia del sistema eléctrico Majes Siguas
(Universidad Católica de Santa María, 2022-12-27) Salazar Febres, Rodrigo
Los sistemas de distribución son la topología de la red eléctrica que está diseñada geográficamente, las cuales se organizan las redes de distribución eléctrica entre las configuraciones más comunes se tienen los sistemas radiales en anillo, los cuales son los más comunes, en la región de Arequipa se tiene diversos tipos de mantenimiento acorde a las actividades y contratos que maneja La Concesionaria con la Contratista, ante diversos indicadores de gestión y cumplimientos ante OSINERGMIN. Para determinar el concepto de confiabilidad y sea ampliamente aceptada, la confiabilidad debe ser la probabilidad de que un sistema realice su función correctamente durante un período de tiempo esperado en las condiciones de operatividad. Dentro del sistema de distribución de energía eléctrica, su objetivo es brindar a sus clientes continuamente en donde esta puede evaluarse mediante métodos matemáticos y la fiabilidad suele lograrse mediante la "probabilidad". Por otro lado, el mantenimiento se define como las acciones que tomamos para cumplir un desempeño requerido en un componente manteniéndolo en una función más correcta o en un nivel previo a su función. Las acciones de mantenimiento se pueden clasificar de varias formas. En esta tesis, uno de ellos se considera según su programación en acciones de mantenimiento: mantenimiento preventivo (MP) y mantenimiento correctivo (MC). Finalmente abordaremos un desarrollo pleno a los mantenimientos enfocados en el sistema público por la cantidad de activos que tiene la empresa desarrollando y tomando como modelo al S.E. Majes Siguas, creciente en plena demanda con sistemas Rurales en un nivel de tensión de 22.9KV
Acceso Abierto
Fabricación y caracterización de malla conductiva electrohilada
(Universidad Católica de Santa María, 2026-08-10) Apaza Colca, Fabricio Victor
La presente investigación se centra en la fabricación y caracterización de una malla polimérica conductiva producida mediante la técnica de electrohilado, empleando fluoruro de polivinilideno (PVDF) como matriz y grafeno como agente funcionalizador de conductividad eléctrica. El objetivo fue optimizar los parámetros del proceso de electrohilado para obtener nanofibras uniformes y, posteriormente, conferirles propiedades eléctricas mediante un tratamiento de inmersión y sonicación. Para la etapa de fabricación, se empleó un diseño de experimentos (DoE) del tipo Box-Behnken, evaluando variables críticas como la concentración de la solución, el voltaje aplicado, la distancia al colector y la relación de solventes (DMAc: Acetona). Los resultados del análisis estadístico permitieron identificar cuáles son condiciones óptimas de concentración de PVDF y voltaje para minimizar defectos morfológicos. La caracterización eléctrica de las mallas funcionalizadas mostró una reducción significativa en la resistencia, alcanzando valores promedio de conductividad de 6.5×10-6 S/m tras un proceso de sonicación de 8 horas. Se concluye que la combinación del control de parámetros de hilado y la correcta dispersión del grafeno permite obtener membranas con potencial aplicación en el desarrollo de sensores flexibles y dispositivos electrónicos de bajo costo.
Acceso Abierto
Obtención y caracterización de membranas a partir de nanofibras de PLA por electrohilado
(Universidad Católica de Santa María, 2023-12-29) Llerena Ponce, David Dustyn; Zamora Ito, Roy Edson
El electrohilado es una técnica que permite la obtención de fibras a escalas métricas muy pequeñas que oscilan en rangos de los nanómetros hasta los micrómetros, cuyo resultado final es una membrana conformada por estas fibras. Estas características estructurales permiten abordar mayores estudios, por ejemplo, en ámbitos de la ingeniería tisular, la generación de filtros de agua a escala nanométrica o la fabricación de sensores de alta sensibilidad para detectar sustancias químicas o gases, entre otros. La presente investigación detalla el proceso para la obtención de membranas mediante el electrohilado usando una solución polimérica a base de PLA, y su posterior caracterización mediante la microscopía electrónica de barrido (SEM), técnica que sirve para identificar la morfología y el diámetro de las fibras que conforman la estructura interna de la membrana. Finalmente, se obtuvo resultados con una morfología de fibras en forma de mallas, un entrelazamiento de las fibras siguiendo un patrón de trenzado helicoidal y diámetro de fibras con un valor mínimo de 985,9 nanómetros y un máximo de 8153 nanómetros. También se identifica la variación del diámetro de las fibras en función del voltaje, el caudal de inyección y la concentración de soluto en la solución, dichos parámetros influyen en las características de las membranas obtenidas.

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Examinando Ingeniería Mecánica, Mecánica–Eléctrica y Mecatrónica por Autor "Alcázar Rojas, Hermann Enrique"

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