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Análisis comparativo de estructura metálica de alma llena de sección variable y estructura parabólica para la cobertura de 2000 m2 para los hornos de una empresa ladrillera
(Universidad Católica de Santa María, 2023-06-09) Salas Baylon, Christopher Israel
En el Perú el costo por kilogramo de acero representa un valor importante en costos de material para la elaboración de presupuestos de estructuras metálicas, por ello se busca siempre tener estructuras optimizadas que funcionen adecuadamente en servicio. Los hornos de las ladrilleras, así como otras infraestructuras, requirieren de una cobertura para protegerse de fenómenos climatológicos tales como las lluvias y la exposición al sol, por todo ello, se diseñó una estructura metálica del tipo parabólico y una de alma llena para asimismo determinar cual ofrece mejores ventajas estructurales, menores costos y menores tiempos de construcción y montaje para una empresa ladrillera en Arequipa. El diseño de investigación correspondiente a la presente tesis, es del tipo no experimental transversal, debido a que las variables de estudio no se someterán a condiciones experimentales, y no habrá alteración de ninguna situación del contexto natural de los sujetos del estudio. Para el diseño y análisis estructural de los dos modelos no se diseñaron las cimentaciones a excepción de los pedestales de las placas base y además, se tienen como técnicas e instrumentos de recolección de datos diversas documentaciones, observaciones y técnicas del área de organización y sistemas. A través de herramientas computacionales como SAP2000 e IDEA STATICA y la metodología LRFD descrita por la norma de diseño de estructuras metálicas AISC 360 y E090, así como normas nacionales para el diseño sismorresistente E030 y la norma de cargas E020, se realizó el diseño de una estructura de alma llena y una de tipo parabólico partiendo de mismos valores iniciales geométricos tales como la luz, ancho, y altura de columnas. Asimismo, en base al diseño estructural realizado, metrados, análisis de costos unitarios y estimación de tiempos de construcción y montaje, se determinó que la estructura parabólica resulta ser la más económica, sin embargo, la estructura de alma llena representa menores tiempos de construcción y montaje
Aplicación de herramientas de mantenimiento centrado en la confiabilidad (RCM) para homologar procesos del laboratorio de materiales de la EPIMMEM
(Universidad Católica de Santa María, 2020-10-08) Castro Valdivia, Jorge Luis
El presente trabajo tuvo como finalidad aplicar el modelo de mantenimiento basado en la confiabilidad RCM, estipulados en las Normas JA-1011, JA 10-12 y la ISO 14224 para luego analizar el efecto sobre las condiciones requeridas por la norma ISO/IEC 17025 que homologa los procesos de ensayos de laboratorios. El proceso de aplicación se divide las siguientes etapas: Una primera etapa consistió en la aplicación de un cuestionario RCM adaptado a nuestra necesidad, el cual ha sirvió de instrumento para verificar el estado actual de la organización del laboratorio, los equipos y la percepción de las funciones de cada uno. Estos resultados permitieron analizar, con todos, el estado actual, explicar los objetivos y definir el equipo de trabajo La segunda etapa consistió definir el equipo crítico resultando la maquina universal de ensayos también conocido como máquina de tracción – compresión (EUT/C), para luego hacer un análisis taxonómico de sus sistemas, componentes y partes. La tercera etapa consistió en hacer un análisis de modo de fallas, partiendo de la taxonomía y la división de sistemas y definiendo el efecto de las fallas por sistema. Los resultados antes obtenidos nos proporcionaron una condición real para la implementación de un calendario de mantenimiento a la maquina universal de ensayos, proponiendo un cuadro modelo de trabajo basado en Mantenimiento Preventivo y Predictivo, verificar la cantidad de horas de mantenimiento, disponibilidad y confiabilidad, como parámetros e indicadores a mejorar. La última etapa consistió en analizar los procedimientos de mantenimiento propios del equipo, la selección de tareas y documentos propuestos con el fin coordinar la información y seguimiento requeridos por la norma ISO/IEC 17025 y las normas internas de laboratorios de la UCSM. Todas estas propuestas evidencian que la aplicación de RCM impulsa y mejora los procedimientos de homologación de procesos y gestión para una máquina de ensayos de materiales, en particular la de tracción – compresión.
Aplicación de monitoreo de condiciones para el diagnóstico de fallas de motor y transmisión en cargadores 966H mediante uso de Machine Learning
(Universidad Católica de Santa María, 2021-02-19) Sánchez Gonzáles, Jesús Rodolfo
El propósito de esta tesis es resolver el problema relacionado a la reducción de los costos de mantenimiento que necesitan las empresas, como es el caso de monitoreo de condiciones usando nuevas tecnologías a un costo accesible. Esto nos lleva a proponer una forma de aplicación en el monitoreo de condiciones basados en elementos de desgaste de las piezas en el aceite, para mejorar el diagnóstico de fallas en el motor y la transmisión en cargadores 966 Caterpillar, usando machine learning, por ello, se justifica desarrollar una metodología para determinar una predicción de alertas de fallas, usando una técnica estadística llamada Árbol de Clasificación, la cual es una técnica no supervisada de machine learning. Se desarrollo por método científico, con estudios cuantitativos, de nivel no experimental, longitudinal tipo panel, usando una base de datos entre los años 2015 al 2019. Con esta data esta aplicación de monitoreo de condiciones usando machine learning, puede aplicarse a diferentes variables más allá del análisis de aceite. Los límites condenatorios permiten explicar mejor la relación que tienen los elementos de desgaste de las piezas en el aceite con las alertas para un mejor diagnóstico de fallas. Este proceso se puede sistematizar en un programa de diagnóstico, usando un algoritmo predeterminado (entrenado) para futuras alertas, reduciendo así, la cantidad de personas que puedan monitorear. El uso de esta técnica estadística permite desarrollar acciones de ponderación en la toma de decisiones de forma escalable, como es el caso de los cinco elementos de recolección de datos: inspecciones, data electrónica, información histórica, condiciones de sitio, análisis de fluidos, sin embargo, debido a un tema académico solo se consideró el último como ejemplo para la aplicación en el monitoreo.
Carburación superficial por temple doble del acero 8620 para la obtención de piezas con alta tenacidad en el núcleo
(Universidad Católica de Santa María, 2023-12-07) Pérez Aco, Carlos Andrés
La siguiente Tesis tiene como finalidad realizar un estudio y experimentación sobre la carburación con temple doble para lograr una mejora en cuanto a la resistencia y durabilidad del acero DIN 20 CrNiMo controlando tiempos de calentamiento y enfriamiento. Lo que lleva a alcanzar piezas con una alta tenacidad en el núcleo y una mayor dureza superficial, se va a realizar un análisis de las variables del proceso sobre las propiedades mecánicas y parámetros de operación que se llevan mediante la relación matemática establecida por la ley de Fick. Actualmente la industria metalmecánica tiene la necesidad de fabricar componentes, piezas y otros con mejores propiedades, para tener una durabilidad y resistencia mayor a lo convencional y tener un salto de calidad que marque la diferencia. Para realizar el trabajo, se tiene múltiples probetas de acero DIN 20 CrNiMo las cuales son sometidas al tratamiento de carburación doble, se han realizado pruebas de dureza, ensayo de tracción, ensayo de impacto entre otros. Antes y después del tratamiento para comparar valores y demostrar la mejora de las características que se puede obtener al realizar el ensayo, finalmente se da las conclusiones y recomendaciones de la presente tesis
Diseño de una máquina de electro-hilado de colector de rodillo de 30kVA
(Universidad Católica de Santa María, 2023-12-19) Macport-Macedo Acurio, Manuel- Armando; Sánchez Cabanillas, Julio Misael
Para el diseño de una máquina de electro-hilado (Electrospinning) de colector de rodillo de 30 KVA, que será de uso experimental en un laboratorio de pruebas; seguimos el siguiente proceso, primero realizar un bosquejo de lo que sería la máquina, luego el diseño del sistema de giro, el sistema de soporte, la estructura, la selección de todos los componentes luego se evaluo el funcionamiento en conjunto de partes diseñadas y seleccionadas, demostrando que los componentes seleccionados son los adecuados, según nuestro esquema y según los parámetros requeridos por el diseño. Una vez completado este proceso, llegamos a obtener el diseño deseado, teniendo los detalles precisos con los cuales demostramos que la máquina de Electrohilado funcionara correctamente y de manera óptima. Los usos que tendrá la máquina serán aplicables para muchos campos como por ejemplo la medicina y la ingeniería. Ya que las nanofibras que produce la máquina tienen mucho potencial para los campos mencionados.
Diseño de una máquina extrusora de plástico para fabricación de Pallets para la empresa envasadora Majes E.I.R.L.
(Universidad Católica de Santa María, 2020-10-22) Triveño Luque, André Mateo
En el presente proyecto, se realizará el diseño de una máquina extrusora capaz de trabajar con plástico reciclado, con el fin de utilizarlo en la producción de pallets de plástico para la empresa “Envasadora Majes E.I.R.L.”, que, a través del jefe de planta, el ingeniero César Vera, respaldó y brindó todas las facilidades e información necesarias para la realización del proyecto, logrando el diseño de detalle esperado que cumpla los objetivos especificados en el presente documento. Este proyecto buscará realizar un diseño de la máquina en cuestión que cumpla con los requerimientos mecánicos en cuanto a los componentes y elementos de la máquina, y del mismo modo en cuanto al producto final que se desea producir, en este caso, el pallet de plástico. Por este motivo, se buscará información teórica y técnica acerca del diseño de una máquina extrusora, para posteriormente, con la información brindada por la empresa, realizar los cálculos justificativos de diseño que se apliquen a las cargas a soportar y a la cantidad de material con el que se trabajará, para finalmente generar planos del equipo. Este proyecto pondrá a disposición de la empresa “Envasadora Majes E.I.R.L.” el diseño de una máquina que permita la extrusión del polímero adecuado para el producto final de manera sencilla, por lo tanto, se brindará a la empresa los planos mecánicos de la máquina, además de la información teórica recopilada y el análisis económico final del proyecto.
Diseño de una Planta Móvil para Envasado de Vino y Pisco
(Universidad Católica de Santa María, 2019-01-14) Tejada Mesías, Juan Diego
El presente trabajo de tesis tiene la finalidad de plantear una solución de mejora para la industria vitivinícola que desea culminar el proceso productivo del vino y el pisco en la bodega. El presente trabajo comprende el diseño de una planta móvil de envasado para vinos y piscos en la ciudad de Arequipa, Perú. El desarrollo de este trabajo de tesis inicia en la selección de las máquinas que conformarán el proceso de envasado de la planta móvil. Una vez determinadas las máquinas, se procedió al diseño de la estructura que trasladará dichas máquinas hacia la bodega vitivinícola, en donde realizarán el envasado del vino y el pisco. Para el diseño, se consideró el cálculo de la estructura de la planta móvil en base a su capacidad de carga. Se dimensionó la planta móvil en función al tamaño de las máquinas que comprenden el proceso de envasado. Por otra parte, se seleccionó accesorios que permitan el correcto funcionamiento de las máquinas involucradas. Para finalizar, se evaluó la viabilidad económica de la implementación de una planta de este tipo. Palabras clave: Diseño, vino, pisco, proceso de envasado, Planta móvil.
Diseño electromecánico de un Ferris Wheel en Arequipa
(Universidad Católica de Santa María, 2020-06-24) Cáceres Cuentas, Carlos Andrés
El presente proyecto de investigación “diseño electromecánico de un Ferris Wheel en Arequipa”. Tiene como objetivo presentar la información y elaboración de ingeniería de detalle para la implementación de una rueda de observación dinámica. Con el fin de desarrollar una nueva obra de ingeniería de clase mundial y beneficie admirando gran parte de la ciudad de Arequipa; tal como lo tienen varias metrópolis alrededor del mundo. El procedimiento del trabajo de investigación fue el siguiente: Primero: Se justificó el proyecto y se plantearon los principales problemas de la presente investigación; también se definió el objetivo general del proyecto. Segundo: Este proyecto fue desarrollado con el método de diseño estructural LRFD (low resistance factor design); de igual modo se seleccionaron los principales equipos mecánicos, eléctricos, de control e instrumentos considerados dentro del diseño. Tercero: Se realizaron los cálculos, selecciones de equipos y materiales justificados en base a las exigencias del proyecto; inicialmente se detalla la parte estructural y mecánica, posteriormente la parte eléctrica y finalmente la parte de control, automatización e instrumentación. Así como las consideraciones de seguridad relacionadas al diseño. Cuarto: Se analizó indicadores de costos relacionados al desarrollo del proyecto. Quinto: Se presentaron los resultados, conclusiones y recomendaciones obtenidas del diseño del proyecto.
Diseño hidráulico de un sistema de transporte y clasificación de relaves para una planta concentradora de cobre con una capacidad de producción de 200 KTPD
(Universidad Católica de Santa María, 2021-01-06) Flores Vargas, Ivan
El presente trabajo detalla la utilización de métodos estandarizados y procedimientos para el diseño de un sistema de transporte y clasificación de relaves provenientes de una planta concentradora. Para ello se planteó un esquema de proceso con una capacidad de 200 mil toneladas por día el cual se describe a continuación: El sistema iniciará desde la descarga del primer cajón distribuidor (CJ-01) el cual recibirá los relaves provenientes de los espesadores y contará con dos líneas de descarga. La primera línea enviará por gravedad el 50% de los relaves directamente hacia un punto de descarga ubicado en el embalse de la presa de relaves. La segunda línea enviará por gravedad el resto de los relaves hacia el proceso de clasificación. El diseño de ambas líneas contempla la selección del diámetro y material de la tubería de transporte tomando en consideración las propiedades del relave y la pendiente de inclinación existente. El proceso de clasificación inicia con el cajón distribuidor CJ-02 el cual recibirá los relaves provenientes del primer cajón distribuidor (CJ-01) y un flujo de agua para dilución. El diseño del cajón contempla el dimensionamiento de sus cámaras y ventana de rebose tomando en consideración las condiciones de flujo y el tiempo de retención deseado para el mismo. Aguas abajo del CJ-02 se encontrará la primera etapa de ciclones la cual contará con dos nidos de ciclones que serán alimentados por gravedad través de tuberías. El diseño de esta etapa contempla la selección del modelo y cantidad de ciclones, el análisis granulométrico del underflow y overflow de los ciclones además de la selección de los diámetros y material de tubería en base a la presión de diseño de la misma. El underflow proveniente de la primera etapa de clasificación será enviado hacia el cajón CJ-03 el cual enviará los relaves clasificados a la segunda etapa de clasificación que constará de un nido de ciclones que será alimentado por gravedad a través de una tubería. El diseño de esta etapa se realizó siguiendo los mismos lineamientos de la primera etapa. El underflow proveniente de la segunda etapa de clasificación será enviado hacia el cajón distribuidor CJ-04 el cual alimentará a una bomba de arenas que enviará los relaves gruesos hacia su descarga final en el terraplén de la presa de relaves. El diseño de esta etapa contempla el dimensionamiento del cajón, la selección del diámetro y material de tuberías y la selección del modelo de bomba y cálculo de potencia del motor eléctrico. v La selección de equipos de clasificación y bombeo se realizó en base a los procedimientos recomendados por los fabricantes. Los cálculos hidráulicos para el transporte de relaves a través de tuberías se realizaron en base a los modelos y autores más utilizados en la industria. Los cálculos de esfuerzos y selección de materiales en las tuberías de acero se realizaron de acuerdo al código ASME B31.4.
Evaluación de desempeño de un motor de combustión interna Otto usando como combustible biometano presurizado en un generador eléctrico
(Universidad Católica de Santa María, 2021-10-28) Apaza Katata, Mailson Thomas
El presente trabajo que se titula “Evaluación de desempeño de un motor de combustión interna otto usando como combustible biometano presurizado en un generador eléctrico” tuvo como finalidad implementar un kit de conversión de Gasolina a GNV en un generador eléctrico de 7.5 KW para realizar diferentes evaluaciones dentro del motor y obtener resultados del desempeño del motor cuando en un ámbito técnico y económico que nos muestre las ventajas o desventajas del uso de Biometano. Para las pruebas de evaluación se aplicaron diferentes instrumentos que nos ayudaron en la medición de parámetros, desde un analizador de gases que nos permite medir las emisiones de gases de escape del motor cuando fue usado con gasolina o biometano, también fue necesario instrumentos como una balanza y un flujómetro para la medición del flujo de combustible, se construyó un módulo de focos para el consumo y medición de la potencia proporcionada por el motor con el uso del combustible, se usó también pistolas de temperatura para evaluar parámetros energéticos; esto nos permitió recolectar información para la correcta evaluación del desempeño del motor. Los resultados en cuanto a Potencia muestran que el biometano tiene una baja potencia comparándola con el uso de Gasolina y GLP, esto puede mejorarse aumentando la eficiencia de purificación del biometano, que actualmente lo tenemos en 75.5% de CH4; también los niveles de emisiones de CO, CO2 y HC son bajos respecto a los mostrados por la gasolina y GLP; importante resaltar que el Biometano tiene un costo del 62% menos respecto a la gasolina y del 45% menos respecto al GLP.
Implementación de Ingeniería de Confiabilidad para Optimizar los Planes de Gestión de Mantenimiento en los Equipos Pesados de una Empresa de Movimiento de Tierra.
(Universidad Católica de Santa María, 2024-04-04) Llamocca Huamani, Genrry
Este estudio se centró en la aplicación de la ingeniería de confiabilidad para optimizar los planes de gestión de mantenimiento en el cambio de componentes a una flota de equipo pesado, utilizados en la industria de movimiento de tierra. Los objetivos principales comprendieron el análisis y evaluación del sistema de gestión de mantenimiento de la empresa, la creación de un cuadro de mando integral que abarque indicadores clave de desempeño, la implementación de herramientas de ingeniería de confiabilidad y mantenimiento para priorizar equipos, sistemas, y componentes, y la determinación de las frecuencias óptimas de reemplazo de componentes mediante el uso del modelo matemático desarrollado por el Ph.D. Andrew K.S. Jardine Profesor e investigador Principal en el Centre for Maintenance Optimization and Reliability Engineering de la Universidad de Toronto. La metodología que se empleó se basa en los datos históricos de fallas, utilizando un diseño de investigación no experimental y transversal con los registros de las bitácoras de mantenimiento como fuente de datos. Los resultados de esta investigación dieron como ahorro un promedio del 38% en los costos, en comparación si solo se analizara el tiempo medio entre las fallas, como política única de mantenimiento, y una confiabilidad promedio del 89%, así como también la identificación de equipos críticos, dando como resultado el cargador frontal Komatsu CF-K003 y el camión volquete Volvo CV-V005. En resumen, este estudio demuestra que la ingeniería de confiabilidad es una herramienta valiosa para mejorar la eficiencia y confiabilidad en la gestión de mantenimiento de equipos pesados para la industria del movimiento de tierra, lo que conlleva a un ahorro significativo y una mayor disponibilidad de los activos.

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