Ingeniería Mecánica, Mecánica –Eléctrica y Mecatrónica
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Ítem Acceso Abierto Diseño de una máquina trituradora portátil de botellas de polietileno tereftalato con capacidad de 120 kg/h para una microempresa dedicada al reciclaje(Universidad Católica de Santa María, 2025-09-03) Pineda Villanueva, Roberto CarlosEl reciclaje de botellas de polietileno tereftalato (PET) se ha vuelto urgente debido a su creciente impacto en la contaminación ambiental, ya que representan una gran proporción de los residuos urbanos y afectan negativamente la calidad de vida en las comunidades. Se tiene como objetivo principal diseñar una máquina trituradora portátil de botellas de polietileno tereftalato que cumpla con la capacidad requerida por la microempresa de reciclaje en la ciudad de Arequipa. El diseño operacional pertenece al área de Mecánica de Materiales dentro de la Ingeniería Mecánica. La investigación se enfoca en el diseño de máquinas y mecanismos, enfrentando retos técnicos y estructurales para desarrollar una trituradora portátil de botellas de PET. La metodología es experimental permite validar resultados a través de pruebas y simulaciones. Nivel de investigación es aplicativa. El análisis de Von Mises mostró que las cuchillas trabajaban dentro de límites seguros, con solo el 6% de la resistencia a la fluencia del acero 2379 K110, garantizando su durabilidad. En segundo lugar, se seleccionaron componentes adecuados para la máquina, incluyendo un motorreductor de 4 hp, poleas de la marca Optibelt y las chumaceras. En tercer lugar, la simulación por elementos finitos confirmó que los componentes soportan las cargas operativas sin comprometer su estructura, con esfuerzos entre el 2.6% y 8.28% del límite de fluencia del acero A36. La evaluación económica, con un VAN de S/ 3,336.00 y una TIR del 37%, confirmó la viabilidad y rentabilidad del proyecto.Ítem Acceso Abierto Optimización del confort térmico en la Institución Educativa de Polobaya a 3269 m.s.n.m. en el Departamento de Arequipa mediante suelos radiantes con energía solar(Universidad Católica de Santa María, 2025-09-10) Manchego Villegas, KevinMaykiEn el presente estudio, se desarrolló un sistema de calefacción por suelo radiante para la I.E. 40191 Santísimo Corazón de Jesús, con el objetivo de alcanzar un rango de temperaturas de confort entre 18-20°C, conforme a lo establecido por la norma EM.110. Para abordar esta problemática, se empleó la siguiente metodología: primero, se analizaron las condiciones climáticas de la localidad de Polobaya, utilizando la base de datos de estaciones hidrometeorológicas del SENAMHI, identificándose una temperatura crítica de -3.4°C a partir de los datos analizados de los años 2022 y 2023. En una segunda etapa, se utilizó el software RETScreen para determinar un valor promedio anual de irradiancia solar de 6.71 kW/m^2 . Una vez recopilada la información climática, se procedió con el diseño analítico del sistema, basado en las normas DIN-EN 12831 y UNEEN 1264, las cuales fueron aplicadas para el cálculo de las cargas térmicas y la configuración del sistema de climatización mediante suelo radiante. Los valores obtenidos de las cargas térmicas, flujos térmicos en cada espacio estudiado fueron validados mediante el uso del software CYPECAD MEP, lo que permitió una adecuada selección de los componentes del sistema. Como resultado, se logró un diseño eficiente con un costo estimado de 𝑆/.454,41 por metro cuadrado.Ítem Acceso Abierto Optimización, basada en el CNE-UTILIZACION, de las instalaciones eléctricas de la planta industrial metal mecánica PRODISE S.R.L., Arequipa 2025(Universidad Católica de Santa María, 2025-09-25) Coyuri Lopez, BrayanLa presente tesis se está desarrollando en función de la optimización en el sistema eléctrico que se planteó en la Empresa Prodise S.R.L. ubicada en Arequipa, ya que esta realiza trabajos en el sector minero que da servicio a empresas como Cerro Verde, Southern Copper, Hudbay, Marcobre, Chinalco, Yura. Por lo tanto, se ha observado la necesidad de reevaluar de forma integral todas las instalaciones electicas donde la Planta presente una alta demanda de trabajo por lo que ha conseguido que la empresa requiera una mayor demanda de energía eléctrica, por esto se vio la necesidad de rediseñar las instalaciones eléctricas con las que cuenta debido a que estas ya no cumplen con las normas mínimas requeridas para el correcto funcionamiento de los equipos que se utilizan para el trabajo, generando este un problema que ha surgido debido al aumento de personal, maquinaria y herramientas. Es por esto que se busca rediseñar las instalaciones eléctricas de la planta industrial. Al realizar la evaluación del estado de las instalaciones eléctricas, se ha considerado realizar el análisis en función al método de cálculo de parámetros eléctricos de potencia, para lo cual se recolecto los datos de todas las instalaciones eléctricas que se tienen en la planta, para después realizar los procedimientos de evaluación, considerando las capacidades de los pozos a tierra actuales y las cargas que estos pueden soportar, siendo su valor evaluado con respecto a la normativa, por lo cual se determinó realizar la evaluación de las cargas eléctricas tanto de las luminarias como de las cargas de poder, donde se observó que puede realizarse mejoras en el sistema de iluminación led con sensores de movimiento, utilizando en estas instalaciones de iluminación una alimentación por medio de generación de energía fotovoltaica con paneles solares, con estas mejoras van a permitir que la instalación eléctrica de la planta sea moderna y proyectada al cuidado del medio ambiente, cumpliendo con la normativa vigente de nuestro país. Por lo tanto, se propone realizar una optimización integral de las instalaciones eléctricas de la planta industrial, considerando mejoras en la distribución de cargas, selección de conductores, cálculo del sistema de iluminación, selección de equipos adecuados, luminaria led, generación eléctrica fotovoltaica y sistemas de puesta a tierra, cumpliendo con la normatividad vigente.Ítem Acceso Abierto Optimización de la Confiabilidad Implementando Técnicas del Mantenimiento 4.0 a la Flota Manlift Diesel Modelo Z62/40 de Minera del Sur(Universidad Católica de Santa María, 2025-09-19) Farfan Bejar, Marcelo SebastianEl propósito central de esta tesis es incrementar la confiabilidad en la gestión de la flota Manlift Diesel Z62/40 de una empresa minera del sur del Perú, a través de la implementación de técnicas de Mantenimiento 4.0. Inicialmente, se analizó el historial de mantenimiento de los equipos, revelando, mediante un diagrama de Pareto, que los sistemas con mayor índice de fallas son el motor y el sistema eléctrico. A partir de este hallazgo, se realizó un Análisis Modal de Fallas y Efectos (AMFEC) para evaluar y priorizar los riesgos, lo que permitió desarrollar estrategias dirigidas a aumentar la confiabilidad de la flota en un 10% al reducir las paradas no programadas. La aplicación de estas estrategias generó un ahorro anual estimado de $82,536.4. Además de ello se implementaron herramientas de Mantenimiento 4.0, específicamente Big Data y Cloud Computing, utilizando el software AppSheet. Esta digitalización incluyó la definición de roles clave (planner, supervisores, técnicos y asistentes), lo que resultó en una significativa optimización de los tiempos de planificación y validación de informes. Los procesos de elaboración de informes se redujeron de ocho a dos días, y los de backlogs, de seis a tres días. Además, la digitalización de las cartillas de mantenimiento permitió un ahorro adicional de $5,500 al año, eliminando los costos de digitación e impresión. Este enfoque integral no solo mejoró la eficiencia operativa y la confiabilidad del equipo, sino que también generó importantes beneficios económicos para la empresa contratistaÍtem Acceso Abierto Diseño del sistema de ventilación y escape de combustión de la casa de fuerza del centro de investigación e innovación tecnológica CIIT-UCSM(Universidad Católica de Santa María, 2025-09-06) Zegarra Pino, Sebastian MauricioLa presente tesis desarrolla el diseño del sistema de ventilación y evacuación de gases de combustión de la casa de fuerza del Centro de Investigación e Innovación Tecnológica (CIIT) de la Universidad Católica de Santa María, considerando las condiciones operativas específicas de los equipos principales que conforman el recinto. El estudio contempla la recopilación de datos técnicos, el dimensionamiento de generadores eléctricos y compresores de aire, así como la evaluación detallada de las demandas térmicas y de flujo asociadas. Se aplicaron criterios normativos establecidos por el Reglamento Nacional de Edificaciones, específicamente la Norma Técnica E.050, para definir las condiciones de descarga de gases, y se desarrollaron cálculos de número de Mach que permitieron caracterizar el tipo de flujo presente en el sistema. Además, se llevó a cabo un modelamiento computacional mediante simulaciones CFD en SolidWorks, que permitió analizar la distribución de presiones, velocidades y temperaturas en distintos escenarios de diseño. A partir de estos análisis, se propusieron configuraciones óptimas de ventilación y escape, adaptadas al rediseño del recinto en un doble sótano tras el incremento en la capacidad de generación. El resultado final es una propuesta técnica viable y segura, que asegura una evacuación eficaz de los gases, el funcionamiento estable de los equipos y condiciones ambientales adecuadas para el desarrollo de actividades científicas dentro del CIITÍtem Acceso Abierto Dimensionamiento e instalación de un sistema solar fotovoltaico conectado a red para abastecimiento de energía en una vivienda residencial, ubicado en Pampa del Cusco - Hunter - Arequipa(Universidad Católica de Santa María, 2025-09-11) Garcia Zevallos, Diego Alberto HenryEn el presente proyecto se presentó el diseño a seguir para tener una instalación de un sistema conectado a una red y así no depender del fluido eléctrico proporcionado por SEAL, durante la presente tesis observaremos que se puede contar con un sistema conectado a red y por ende utilizar un sistema que no contamine el medio ambiente y a la vez utilizar energías renovables para ello. Adicional a ello en el presente proyecto presentaremos las ventajas, desventajas, limitaciones que tiene el proyecto a realizar el cual lo hemos aplicado a una vivienda en la ciudad de Arequipa y con ello estamos viendo resultados reales y poder exponerlos para poder darlos a conocer a la sociedad arequipeña. El proyecto ya está a disposición de la población arequipeña, ahora está en expresar todo lo que conlleva utilizar un sistema conectado a red y no el convencional proporcionado por la empresa SEAL. En los resultados finales se observa la ventaja que se va a contar a largo plazo de tener un sistema solar fotovoltaico en una vivienda, a lo largo del tiempo va a ser utilizada en diferentes residenciales, teniendo en cuenta la inversión a realizar para contar con su instalaciónÍtem Acceso Abierto Optimización de consumo de combustible de una caldera de vapor industrial de 60 BHP con un precalentamiento de agua mediante colectores solares(Universidad Católica de Santa María, 2025-09-02) Mancilla Manrique, Jorge ManuelLa tesis aborda la necesidad de optimizar la eficiencia de combustible de una caldera industrial de vapor mediante la implementación de un sistema de precalentamiento solar. El objetivo principal es reducir el consumo de combustible y mejorar la eficiencia energética de la caldera utilizando colectores solares para calentar el agua de alimentación. Esta solución no solo busca reducir los costos operativos sino también contribuir a la sostenibilidad y al cuidado del medio ambiente, alineándose con los objetivos de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero y el uso de energías renovables. La metodología utilizada en el estudio se centró en un análisis detallado de la demanda actual de vapor y las necesidades energéticas de la caldera de 60 BHP. Se realizaron cálculos para estimar la eficiencia del sistema de calderas y se utilizó software especializado para diseñar el sistema de precalentamiento solar. Además, se llevó a cabo un análisis financiero para evaluar la rentabilidad del proyecto, incluyendo el cálculo del Valor Actual Neto (VAN) y el tiempo de recuperación de la inversión. Se consideraron diversos aspectos técnicos, económicos y medioambientales para desarrollar una propuesta sólida y viable. El sistema de precalentamiento solar diseñado dirige el agua calentada desde los colectores solares hacia el tanque de condensado, donde se integra con el circuito de alimentación de la caldera. Esta configuración permite una adaptación funcional sin comprometer la operación del sistema existente. Se determinó que el sistema puede cubrir entre el 91 % de la demanda energética mensual, logrando un ahorro anual total de 165,640.52 kWh y elevando la temperatura del agua desde 7.80 °C hasta un rango de 65.97°C (julio) a 102.67°C (noviembre). El sistema fue validado mediante el software System Advisor Model (SAM), demostrando su viabilidad técnica y económica, al alcanzar un Valor Actual Neto (VAN) de USD 115,256.47, una Tasa Interna de Retorno (TIR) del 65 %, y una recuperación de la inversión en aproximadamente 5 años. Estos resultados confirman que el sistema no solo optimiza el uso energético, sino que también reduce considerablemente los costos operativos de la caldera industrialÍtem Acceso Abierto Evaluación experimental de nanofluidos, utilizando nanotubos de carbono como fluidos secundarios en un sistema de refrigeración(Universidad Católica de Santa María, 2025-08-27) Bravo Rodriguez, Joaquin AlejandroLa eficiencia de los sistemas de refrigeración indirecta, necesarios por regulaciones ambientales, está limitada por el bajo rendimiento térmico de los fluidos secundarios convencionales. Esta investigación evalúa experimentalmente el impacto de utilizar nanofluidos a base de nanotubos de carbono (NTC) para mejorar el desempeño termoenergético de un ciclo de refrigeración por compresión de vapor. Se sintetizaron y estabilizaron nanofluidos mediante la funcionalización ácida de NTC de pared simple (SWCNT) en agua ultrapura y una mezcla de agua/etilenglicol a concentraciones volumétricas de 0.005%, 0.05% y 0.1%. Los resultados demostraron una reducción notable en el tiempo de enfriamiento de una carga térmica (de 40°C a 34°C), siendo esta superior al 20% para las concentraciones más efectivas. La eficiencia energética del sistema, medida por el Coeficiente de Rendimiento (COP), aumentó drásticamente desde un valor de 0.41 con el fluido de control hasta un máximo promedio de 1.47 con el nanofluido de 0.05%vol. Se concluye que los nanofluidos de NTC son una alternativa viable y eficaz para potenciar la transferencia de calor en fluidos secundarios, aportando la validación experimental necesaria para su aplicación en futuras tecnologías de refrigeración sostenibleÍtem Acceso Abierto Implementación de una planta de oxígeno medicinal para suministro directo y llenado de botellas a 2500 psi(Universidad Católica de Santa María, 2022-12-16) Perez Paredes, Luis AlbertoEl presente proyecto propone la implementación de una planta de generación de oxígeno medicinal para la ciudad de Arequipa, el cual plantea, en su inicio, el diseño de una planta para la obtención de oxígeno medicinal a través del sistema PSA, con el diseño y selección de equipos de la firma Attlas Copco, con la finalidad de poder suministrar el oxígeno directamente a las botellas con una presión de 2500 PSI. El sistema actual aun no permite cubrir la demanda de oxígeno medicinal efecto de la pandemia mundial de coronavirus. El método de generación de oxígeno medicinal en planta, a través del sistema PSA (adsorción por oscilación de presión) constituye una alternativa técnica y económicamente viable, que permitirá brindar una solución contundente a la problemática del suministro de oxígeno medicinal que atañe a nuestra población de Arequipa. Ya que el proyecto tiene un horizonte de 10 años, se logró conseguir proveedores de marcas conocidas, para que el mantenimiento de los equipos sea rentable tanto en repuestos como en mano de obra. Para el desarrollo de la presente investigación se ha establecido cuatro capítulos, siendo asi el primer capítulo menciona la formulación del problema el segundo capítulo da referencia al tema de estudio abordado donde en nuestra bases teóricas sustentamos el criterio técnico por el cual nos guiaremos para la implementación de la planta de oxígeno medicinal, seguidamente, el tercer capítulo nos dará referencia acerca del contexto actual de cómo se encuentra el sistema de suministro de oxígeno a nivel local y porque la importancia de la implementación de una planta que incremente los niveles de producción de oxígeno en la ciudad de Arequipa, el cuarto capítulo nos mencionará toda la metodología de la investigación que sigue nuestra investigación desde tipo, diseño, y nivel de investigación. El quinto capítulo dará referencia al estudio económico del proyecto en el cual determinaremos la viabilidad, la producción óptima, el VAN el TIR y la rentabilidad del proyecto. El sexto capítulo abordará los resultados y discusiones. El séptimo capítulo dará referencia a las conclusionesÍtem Acceso Abierto Optimización de los parámetros del proceso de soldadura SMAW en la unión de tuberías según el código ASME Sección IX(Universidad Católica de Santa María, 2025-06-13) Quiñones Solorio, Jose CarlosEn la actualidad, se observa una tendencia hacia la optimización de diversos procesos industriales, y la soldadura no es una excepción. A través de ajustes en los parámetros, es posible lograr una mayor eficiencia y reducción de costos en el proceso de soldadura. La unión por soldadura de tuberías de gran diámetro implica gastos considerables, y en busca de mejoras económicas, se puede demostrar una reducción de costos a nivel experimental mediante la implementación de un procedimiento de soldadura adecuado, cumpliendo con las normas internacionales establecidas. Este estudio tiene como objetivo optimizar ciertos parámetros y examinar las variables del proceso de Soldadura por Arco Metálico Protegido en la unión de tuberías. Se realizaron cambios en algunos parámetros, resultando en un procedimiento de soldadura que fue acreditado mediante inspecciones y ensayos mecánicos, cumpliendo con los criterios de aceptación del código ASME Sección IX. Posteriormente, se llevó a cabo un análisis comparativo de costos para evaluar las implicaciones económicas de dichas modificaciones. Los resultados de la inspección y los ensayos mecánicos realizados, fueron conformes a los requisitos establecidos en el código ASME Sección IX. En consecuencia, el procedimiento de soldadura propuesto, con los ajustes en los parámetros, asegura que la unión soldada cumple con estándares de calidad, siendo segura y confiable para su utilización futura. Luego de comparar los costos entre los procedimientos de soldadura, se llegó a la conclusión de que la implementación del nuevo procedimiento resulta en una reducción significativa de costos. Los ajustes en los parámetros, aunque no necesariamente complejos, demuestran cómo una evaluación adecuada puede llevar a la eficiencia económica sustancialÍtem Acceso Abierto Diseño y evaluación de un sistema de calentamiento de agua para la piscina municipal de Aplao utilizando energía solar y sistema auxiliar mediante herramientas de simulación(Universidad Católica de Santa María, 2025-07-15) Machaca Quijia, Nelson SamuelEl presente trabajo tuvo como propósito resolver el problema de climatización de la piscina municipal de Aplao. Tenemos periodos, especialmente en invierno, en los cuales no se puede usar la piscina debido a las bajas temperaturas. Esta piscina no cuenta con un sistema de climatización, por lo que este proyecto buscó resolver dicho problema, empleando para ello herramientas de simulación de sistemas de climatización solares o de combustión convencional. Se emplearon cálculos analíticos basados en la transferencia de calor y la termodinámica. Con la información recopilada de la piscina semiolímpica, las temperaturas y los datos ambientales del año anterior, se procedió a calcular la energía necesaria para mantener la piscina entre 22 y 24 grados centígrados. Se evaluaron modelos de energía solar y modelos híbridos, provistos de calentadores solares y bombas de calor, con el objetivo de evaluar qué sistema era el más eficiente en términos de ahorro energético y costos de instalación. Para ello, se utilizó el software POLYSUN, una herramienta capaz de simular sistemas de climatización de forma transitoria, accediendo a bases de datos meteorológicas y entregando resultados anuales. Se obtuvo que el sistema más eficiente era el solar combinado con una bomba de calor. La bomba de calor presentó una importante ventaja frente a los sistemas convencionales de GLP, con un ahorro del 68% en costos energéticos. En cuanto a los costos de instalación y mantenimiento, se consiguió un ahorro del 14% en comparación con los sistemas convencionales de calderas a GLP. Además de verificar los cálculos analíticos realizados en EES (Solucionador de Ecuaciones de Ingeniería) y los diferentes modelos creados en software, se encontró que los paneles solares debían cambiarse de ángulo en invierno para lograr hasta un 15% de ahorro energético en comparación con paneles que no cambian su orientación.Ítem Acceso Abierto Clasificador por visión artificial y redes neuronales aplicado para análisis de calidad en frutas, Arequipa 2024(Universidad Católica de Santa María, 2025-06-17) Loyola Canales, Gaston AlonsoEl desarrollo del presente trabajo de investigación propone un sistema automatizado de clasificación por calidades en frutas basado en características visuales, con el fin de demostrar cuan efectivo logra ser un sistema de visión artificial y redes neuronales con hardware de costo accesible. La clasificación se realizará considerando la forma, pigmentación y características típicas de manzanas tipo royal y naranjas tipo huando. El desarrollo del clasificador se detalla en el documento en tres secciones, diseño de clasificador por visión artificial y redes neuronales, implementación en Arduino e implementación en Spyder, detallando en cada uno el código realizado, lógica utilizada y diagramas de flujo correspondientes a cada una de las etapas. Además, se detallará las etapas de la implementación de software y hardware, así como la elección de los componentes utilizados y las modificaciones realizadas a lo largo de la implementación. Adicionalmente se presentará resultados obtenidos en los diferentes modelos que se utilizaron para el entrenamiento de la red en términos de exactitud, error y capacidad de generalización, otorgando una justificación para el uso del modelo seleccionado. El clasificador implementado trabajara con el modelo de red neuronal con arquitectura MobileNetV2, el cual presenta una exactitud general del 69%, y un promedio de precisión entre clases del 75%.Ítem Acceso Abierto Plan de mejora para optimizar la gestión de mantenimiento de la flota de vehículos para la Universidad Católica de Santa María Arequipa 2024(Universidad Católica de Santa María, 2025-05-30) Pineda Valdivia, Diego EnriqueLa presente tesis expone el plan de mejora para optimizar la gestión de mantenimiento preventivo para la flota de vehículos de la Universidad Católica De Santa María. Para poder realizar está mejora de plan utilizaremos metodologías como lo son la taxonomía, análisis de criticidad y análisis de modo de falla y efecto, donde nos enfocaremos en las partes que tengan mayor criticidad, seguido a ello se desarrollará el plan de mantenimiento el cual se fundamentara en dos variables principales, tiempo, expresada en meses y el kilometraje recorrido, el mismo está orientado tanto a la parte preventiva como predictiva, a través del siguiente plan buscamos obtener la máxima eficiencia de los vehículos, tener la mayor disponibilidad de los mismos, tener una mayor prolongación de vida útil, seguridad mejorada y la reducción de costosÍtem Acceso Abierto Implementación del mantenimiento proactivo a través de la evaluación operativa de los activos físicos de una minera del sur del Perú(Universidad Católica de Santa María, 2025-05-15) Cuba Nuñez, Luis MauricioLa presente investigación se enfoca en la implementación de un sistema de mantenimiento proactivo basado en la evaluación operativa de los activos físicos de una empresa minera ubicada en el sur del Perú. El estudio tiene como objetivo principal optimizar la gestión del mantenimiento a través del análisis de la criticidad evaluando el camión minero 797 F CAT, motoniveladora 24 M, Pala Hydrocrowd 7495 para determinar que activo es crítico de tal forma se le aplica el mantenimiento proactivo, reduciendo los tiempos de parada, incrementando la disponibilidad operativa y minimizando los costos asociados a fallos no planificados. Durante la etapa previa al mantenimiento proactivo, el camión minero CAT 797F tiene un costo de $2,749,000.00 , Durante la etapa previa al mantenimiento proactivo , el camión minero CAT 797F registraba un costo mensual promedio de $ 29,141.22 debido a fallas frecuentes en componentes como el sensor de velocidad, cilindros de levante y válvulas hidráulicas, lo que generaba paradas prolongadas y elevados gastos operativos. Con la implementación del plan proactivo, se logró disminuir la frecuencia de fallas, reducir los reemplazos de componentes mayores, programar intervenciones de forma eficiente y minimizar las paradas no planificadas. Aunque no se indica un nuevo valor exacto de costos tras la intervención, el estudio evidencia una reducción significativa del gasto, demostrando que este enfoque no solo mejora la disponibilidad operativa del equipo, sino que también representa una estrategia más rentable, eficiente y sostenible frente al mantenimiento reactivo.Ítem Acceso Abierto Diseño de microturbina eólica helicoidal horizontal tipo Arquímedes de 150 W para uso urbano en la ciudad de Arequipa(Universidad Católica de Santa María, 2025-03-20) Valdez Bustamante, Juan PabloEste trabajo presenta el diseño, desarrollo y prueba de una microturbina eólica helicoidal horizontal tipo Arquímedes, con una potencia estimada de 150 W, orientada a su uso en entornos urbanos de la ciudad de Arequipa. El objetivo principal es demostrar su viabilidad técnica y económica, considerando que el potencial eólico en estas zonas actualmente no se aprovecha de manera eficiente. El desarrollo del proyecto se llevó a cabo en varias etapas. Inicialmente, se realizó un análisis teórico del potencial eólico en entornos urbanos y una revisión de antecedentes sobre turbinas similares. Luego, se diseñó y modeló un prototipo en el software SolidWorks. La fabricación se llevó a cabo mediante impresión 3D y otros procesos de manufactura. Finalmente, la turbina fue sometida a pruebas en campo en dos ubicaciones de Arequipa: Puente Chilina y Mariano Melgar, donde se registraron velocidades promedio del viento de 3.14 m/s y 2.39 m/s, respectivamente. Los resultados muestran que la turbina, con un diámetro de 75 cm, una altura de 1.90 m y un ancho de 1.25 m, alcanza una eficiencia mecánica promedio del 31.56% y una eficiencia de generación eléctrica del 1.75% a una velocidad media de 2.72 m/s. Se identificaron oportunidades de mejora en el sistema de generación y control, recomendando el uso de un multiplicador de revoluciones para optimizar la conversión de energía en velocidades bajas. Se concluye que la microturbina diseñada y construida es capaz de captar la energía eólica en condiciones urbanas utilizando materiales accesibles y con un costo total de S/ 2689.30. Se recomienda su implementación en zonas con velocidades de viento superiores a 3.5 m/s, así como explorar mejoras en su diseño, como la reducción de peso y la incorporación de un sistema de direccionamiento automático.Ítem Acceso Abierto Diseño de silo metálico de transición para descarga de granos de trigo, capacidad de 260 m3 para terminal portuario del sur del Perú(Universidad Católica de Santa María, 2025-04-21) Bustamante Torres, Max LuisEl presente proyecto tiene como objeto de estudio el diseño de los silos de transición de descarga de granos, infraestructura portuaria vital para la recepción de trigo, soya, maíz entre otros granos importante para la alimentación del país, el terminal portuario del sur del Perú requiere modernizar esta infraestructura además de aumentar la capacidad para manejar mayores tonelajes de ahí la necesidad de un silo de 260 m3 que cumpla con las futuras demandas además de agilizar los procesos de transferencia a camiones o vagones de tren para la distribución final a molinos o plantas de procesamiento de estos granos. El trabajo presenta el diseño estructural detallado del silo y la estructura de soporte de este, las cargas presentes por material almacenado, así como cargas externas de viento y sismo debido al elevado riesgo sísmico en toda la costa peruana es de vital importancia el análisis sísmico espectral dinámico, además del uso de normativas nacionales e internaciones y la aplicación de modelos de simulación avanzados DEM (Método de elementos Discretos) y FEM (método de Elementos Finitos), garantizando la seguridad, optimización de materiales mediante procesos de diseño iterativoÍtem Acceso Abierto Estudio de coordinación y ajuste de protecciones de la subestación San Luis de 33/10KV en la ciudad de Arequipa-Perú(Universidad Católica de Santa María, 2025-04-02) Vargas Rodriguez, Cristian MauricioLa subestación San Luis en Arequipa se compone de un transformador de 33 kV/10 kV que se encarga de convertir la tensión proveniente de la red de transmisión de 33 kV a una tensión apta para la distribución a los consumidores, de 10 kV. En este tipo de instalaciones, es fundamental contar con un adecuado esquema de coordinación de protecciones para detectar y aislar cualquier falla que pueda ocurrir en el sistema eléctrico. El objetivo principal de la coordinación de protecciones es asegurar que el interruptor o dispositivo de protección más cercano a la falla se active de manera selectiva y rápida, sin afectar innecesariamente a otras partes del sistema. Esto implica establecer valores de ajuste y tiempos de operación adecuados para cada relé de protección presente en la subestación. En el caso de la subestación San Luis, se emplean diferentes tipos de protecciones, como relés de sobrecorrientes, relés de distancia y relés de diferencia de potencial, entre otros. Cada uno de estos relés tiene configuraciones y ajustes específicos que deben ser cuidadosamente coordinados para garantizar una respuesta eficiente ante cualquier falla. El proceso de coordinación de protecciones implica la realización de estudios técnicos y análisis de cortocircuitos, donde se simulan diferentes escenarios de falla y se evalúa la respuesta de los relés de protección. Estos estudios permiten determinar los valores de ajuste de los relés y los tiempos de operación necesarios para lograr una adecuada selectividad y coordinación entre ellos. Es importante mencionar que la coordinación de protecciones es un trabajo continuo y dinámico, ya que cualquier modificación en el sistema eléctrico o incorporación de nuevos elementos requiere una revisión y ajuste de los esquemas de protección existentes. La coordinación de protecciones de la subestación San Luis de 33 kV/10 kV en Arequipa es un proceso fundamental para asegurar la operación segura y confiable del sistema eléctrico. Mediante el uso de relés de protección adecuadamente ajustados y coordinados, se logra detectar y aislar de manera selectiva las fallas que puedan ocurrir, minimizando el impacto en el resto del sistema y garantizando la continuidad del suministro eléctrico a los consumidoreÍtem Acceso Abierto Diseño, modelamiento y análisis termodinámico de una planta de evaporación de agua de cola con el uso del software Engineering Equation Solver(Universidad Católica de Santa María, 2025-03-28) Llapa Luna, Denis AntonioEste trabajo de investigación aborda el diseño y análisis termodinámico de una planta de evaporación de agua de cola en la industria pesquera en Trujillo, Perú. Optimizando el aprovechamiento de la energía térmica residual de los secadores Rotatubos y secadores rotadiscos, cumpliendo con las normativas energéticas y ambientales. Incluye la simulación del proceso con el software Engineering Equation Solver (EES), el diseño mecánico en Autodesk Inventor y el análisis estructural con Ansys. Para el desarrollo de esta investigación, se llevó a cabo un análisis detallado del flujo de materia y energía en la planta evaporadora, teniendo en cuenta tanto la eficiencia energética como las restricciones mecánicas del sistema. El diseño propuesto tiene como objetivos principales maximizar la eficiencia energética del proceso, reducir las emisiones de gases contaminantes y optimizar el aprovechamiento de los subproductos generados. El modelo termodinámico, respaldado por simulaciones, mostró una notable mejora en el rendimiento energético, lo que sugiere un impacto positivo en la sostenibilidad operativa de la planta a largo plazo. Las simulaciones mostraron que la concentración en la planta diseñada es conservadora, con un valor promedio de 4,27 frente a 4,99 y 4,72 en las plantas de referencia. El diseño mecánico, validado con Autodesk Inventor 2025 y ANSYS 2024 R2, demostró que los componentes críticos cumplen con los requisitos de seguridad, presentando factores de seguridad superiores a 2,0 y deformaciones mínimas, lo que asegura la fiabilidad del diseño ante variaciones operativasÍtem Acceso Abierto Diseño de un sistema de plataforma cama baja para transporte de maquinaria pesada para una capacidad de carga de 30 toneladas(Universidad Católica de Santa María, 2025-01-09) Curse Llamoca, Luis FernandoEl presente trabajo desarrolla el diseño y control (calidad y costos) de una plataforma cama baja de 30 toneladas, en respuesta a que un sector del rubro metalmecánico dedicado a carrocerías metálicas no consideran criterios de ingeniería adecuados, normativas de diseño y un control de calidad que tendrán consecuencias adversas a nivel estructural (fisuras, fracturas, desgaste prematuro, sobredimensionamiento), a nivel económico (mayores cotos de fabricación y bajo costo del producto frente al mercado) y a nivel de calidad (no cumplir con normativas requeridas). La metodología aplicada para el estudio de la plataforma cama baja será bajo normas de diseño NPT E.020, E.090, LRFD, AISC 360, AWS D1.1 y la ASSHTO, cuyos resultados serán respaldados con un análisis de elementos finitos (FEM) en el programa SolidWorks- Simulation. Para el control de calidad se aplicará normas y estándares, mediante el uso de formatos de control y su metodología de aplicación de las mismas. Finalmente se realizará un análisis de costos y presupuesto de acuerdo al tipo de estructura desarrollada. En el documento, se espera que las empresas de los sectores mencionados puedan llegar a asimilar los criterios de diseño e incorporar la metodología de control de calidad, para lo cual se realizó un análisis exhaustivo de diseño, calidad y costos, enfocado a una plataforma cama baja, con una carga útil de 30 toneladas bajo criterios de resistencia a flexión y corte con material base de acero ASTM A36.Ítem Acceso Abierto Diseño de un sistema móvil de captación y redireccionamiento de radiación solar para condiciones climatológicas de la ciudad de Arequipa Perú(Universidad Católica de Santa María, 2024-12-30) Enciso Ureta, Mauricio JesúsEl aumento de la contaminación por energías convencionales ha impulsado el desarrollo de energías renovables. Entre estas, los paneles solares bifaciales destacan por captar luz solar en ambos lados, generando más energía que los paneles tradicionales. Este proyecto buscó diseñar, caracterizar y construir un sistema móvil de captación y redireccionamiento de radiación solar, empleando paneles bifaciales adaptados al clima de Arequipa, Perú. Primero, se recopiló información climática relevante y se estudiaron las características de la celda fotovoltaica seleccionada. A continuación, se diseñó una celda con tamaño personalizado, estableciendo parámetros específicos para optimizar su funcionamiento. Un aspecto crucial fue evaluar la radiación en ambas caras de la celda. Para esto, se utilizó un modelo en ANSYS®, con el cual se analizó cómo la radiación y la temperatura influyen en la producción energética. Con estos datos, se calculó la capacidad de generación del prototipo y se replicó este procedimiento de forma simplificada en un panel estático para comparar ambos sistemas. El prototipo final fue construido mediante un proceso de laminación que permitió integrar las celdas bifaciales y optimizar la captación de radiación en ambas caras. Los resultados del modelado se validaron con los datos obtenidos del prototipo, obteniendo un error relativo del 19.3%. Además, se observó una ganancia bifacial de entre el 27% y el 35% en comparación con el panel estático. Este sistema portátil demostró ser una solución viable para maximizar la producción de energía en diferentes entornos y condiciones, siendo escalable y adaptable a distintas aplicaciones.