Ingeniería Mecánica, Mecánica –Eléctrica y Mecatrónica
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Item Obtención y síntesis de fotocatalizadores basados en dióxido de titanio y grafeno para la degradación de tintes(Universidad Católica de Santa María, 2024-12-03) Lanza Chávez, Fernando AugustoLa contaminación de aguas es un problema preocupante para la sociedad actual donde toda actividad humana tienen impacto en este recurso vital. Por esta razón, el objetivo principal de este trabajo de tesis se centra en la síntesis, caracterización y evaluación de fotocatalizadores basados en dióxido de titanio dopado con óxido de grafeno reducido y nitrógeno, para la degradación de contaminantes orgánicos en agua, específicamente Rodamina B. Se llevó a cabo utilizando el método de Hummers para sintetizar óxido de grafeno (GO). Los fotocatalizadores fueron preparados mediante la incorporación de GO en TiO2 y dopándolo con nitrógeno mediante procesos de sonicación e hidrotermia. Se emplearon técnicas de caracterización como microscopía electrónica de barrido (SEM), microscopía electrónica de transmisión (TEM), espectroscopía UV-Vis y espectroscopía Raman para analizar la morfología, estructura y propiedades de los catalizadores sintetizados. Los resultados obtenidos a partir de espectroscopía UV-Vis revelaron que los catalizadores de N- TiO2-rGO presentaron un menor ancho de banda en comparación con el TiO2 puro, lo que permitió una mayor absorción de luz en el rango visible. El rendimiento catalítico se evaluó en la degradación de Rodamina B bajo luz solar simulada, donde el compuesto (TiC3-GO) logró un 80% de degradación en 2 horas, superando al TiO2 puro sintetizado (64% de degradación). El análisis Raman indicó la presencia de defectos y oxidación en el GO, lo que contribuyó a una mejor funcionalización y eficiencia catalítica. Este estudio demuestra el potencial de los compuestos de N-TiO2-rGO como fotocatalizadores efectivos para aplicaciones ambientales.Item Implementación de un módulo didáctico de torre de enfriamiento de tiro inducido para el Laboratorio de Termofluidos de la Universidad Católica de Santa María(Universidad Católica de Santa María, 2024-11-25) Chavéz Quispe, Diego Fernando; Delgado Sosa, Alex PedroEl desarrollo de este trabajo se planteó e implementó de un módulo didáctico de torre de enfriamiento de tiro inducido en el cual se consideraron los siguientes componentes: un recipiente de recirculación de agua con división interna y capacidad de 400 L, una torre de enfriamiento de uso industrial tipo botella de 1318 mm de altura y capacidad de 19500 Kcal/h, 02 bombas centrifugas de 0.5 HP de potencia para el transporte del fluido entre la torre de enfriamiento y los recipientes, un calentador de agua compuesto de 04 resistencias eléctricas de inmersión en serie con una potencia total de 10 KW para simular el suministro de salida de agua de un proceso en el cual se obtenga agua a 37 ° C, el cual requiere ser enfriado, dicho flujo será de un caudal máximo de 60 L/min, en todo el proceso se logra identificar el comportamiento del agua mediante instrumentos de medición y sensores, como termómetros, manómetros, y un rotámetro, hasta llegar al recipiente de agua enfriada en la base de la torre, la prueba de Enfriamiento da como resultado una disminución de temperatura en el agua, se obtuvo una diferencia de temperatura de 10°C, durante este proceso se evaluó las propiedades del aire que ingreso y salió de la torre de enfriamiento como parte del proceso de transferencia de calor, se registró los datos del aire TBS y TBH en la entrada y salida de la torre, logramos validar cálculos teóricos con los prácticos resultados de la experimentación en el módulo. Finalmente, se elaboró guías de funcionamiento y pruebas del módulo didácticoItem Propuesta de modelo de gestión RCM y TPM en la faja transportadora línea 2 de Shougang Hierro Perú(Universidad Católica de Santa María, 2024-10-31) Etchebarne Durand, Jorge RaulEn la actualidad las áreas más importantes de mantenimiento buscan metodologías que permitan alcanzar estándares de mantenimiento eficientes de manera rápida. Este trabajo consiste en aplicar dos metodologías de trabajo, ampliamente conocidas, como son el Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad (RCM) y el Mantenimiento Productivo Total (TPM) en un proceso minero como es el caso de la faja transportadora de la línea 02 de la empresa minera Shougang Hierro Perú situada en el puerto San Juan de Marcona. En la actualidad la empresa muestra deficiencias en sus planes de mantenimiento debido a una baja cultura de trabajo organizacional, cuya consecuencia es la tendencia a sufrir muchas paradas intempestivas además de las paradas programadas, así mismo las áreas involucradas en la operación y mantenimiento no tienen bien delimitadas sus funciones. El trabajo inicia recolectando información, que será la base de aplicación de la metodología RCM, esto permite conocer el estado de base del equipo y los procedimientos más importantes de mantenimiento. Se procedió a realizar una taxonomía de los equipos más importantes para dividirlos en sistemas y conocer los más propensos a fallar, mediante un análisis de criticidad, esto permite detallar de qué manera pueden fallar los diversos componentes mediante un análisis de fallas funcionales. Todo esto, permite crear un plan de mantenimiento donde se propone inspecciones diarias, y formatos que se requieren para seguir recolectando datos. Siendo el equipo de operaciones, quien llevará a cabo inspecciones específicas y no el equipo de mantenimiento como suele suceder, se busca crear una cultura de trabajo, basándonos en el compromiso e involucrando a todas las áreas, que es uno de los objetivos de la norma ISO 55000 en la que se basa la metodología TPM, siendo el objetivo más importante la creación de sentido de pertenencia hacia los equipos que operan los trabajadores del área de operaciones. El resultado del plan propuesto será una mejora, en cuanto al entendimiento de las labores del equipo de producción y mantenimiento. También se reducirán los daños en la faja mediante inspecciones sistemáticas realizadas por el equipo de operaciones en conjunto con el equipo de mantenimiento. Finalmente, la recolección de nuevos datos permitirá crear planes de mantenimiento que no solo eviten incidentes, si no que los prevean y tengan un mejor tiempo de respuesta antes las paradas intempestivas.Item Replanteo de sistema de subtransmisión de 33 kV, sistema de distribución primaria y secundaria para Variante de Uchumayo Tramo III – Arequipa 2023(Universidad Católica de Santa María, 2024-09-30) Pajaya Revilla, Luis DanielEn la actualidad la ciudad de Arequipa debido al incremento de cargas eléctricas como usuarios de energía eléctrica, se realiza la evaluación y el análisis de la línea de distribución primaria y secundaria de alimentador Huayco y alimentador Tahuaycani, así mismo la línea de subtransmisión 33 kV, L-3060 y L-3061, y acometida a Backus (Subtransmisión de 33 kV), siendo administradas por la empresa concesionaria SEAL a través del centro de transformación ubicado en el Parque Industrial, actualmente es un sistema eléctrico con condiciones eléctricas mínimas ante la demanda actual y futura. El presente trabajo buscó una solución al sistema eléctrico en la Variante de Uchumayo, con el fin de eliminar las interrupciones eléctricas y salir de servicio provocado por accidentes de tránsito y el real estado de las líneas eléctricas de la región Arequipa, de la siguiente manera se realiza el estudio eléctrico de las redes primarias, redes secundarias y de subtransmisión, así contribuir con la calidad de servicio, el desarrollo económico y brindar una red estable y confiable ante el ente fiscalizador que es Osinergmin, cumpliendo con los estándares de la Norma técnica de calidad de los servicios eléctricos y siguiendo los lineamientos del Código Nacional de Electricidad, realizando una proyección de años futuros se observa el crecimiento energético, teniendo la viabilidad y confiabilidad del proyecto.Item Diseño e implementación de un dispositivo electrónico de lectura de sistema Braille para personas invidentes que utilicen el idioma español(Universidad Católica de Santa María, 2024-09-19) Gonzales Davila, Jesus EduardoEl siguiente trabajo consiste en el desarrollo de ingeniería de un dispositivo de lectura electrónico del sistema Braille para solucionar el problema de accesibilidad de información escrita para las personas invidentes o con visión limitada. En el Capítulo I: Marco metodológico se determina, describe y justifica la necesidad real que se tiene en la sociedad respecto del problema para ser resuelto por esta investigación. Se determina que existe un problema en el acceso a la información escrita para las personas con discapacidad visual que afecta directamente en su educación y que también viene ligado a un problema de falta de inclusión social para personas con discapacidad en Perú. Se concluye que una investigación para llegar a una solución a este problema es viable, gracias a las tecnologías que se tienen hoy en día. Además, se establecen los alcances y limitaciones del proyecto, que, si bien soluciona el problema es el primer paso a un producto final que pueda ir mejorando con el tiempo y resuelva este problema de accesibilidad de la mejor manera para la población peruana con esta discapacidad. Se desarrolló la hipótesis que establece que se puede desarrollar un dispositivo electrónico de lectura con código Braille en Perú. Se establecieron las variables dependientes e independientes de las variables, para posteriormente realizar una operacionalización de estas variables. Se analizaron los antecedentes que hay en el país, así como antiguos dispositivos e investigaciones que hayan tocado el tema de esta investigación para que sirvan como punto de inicio. En el Capítulo II: Marco teórico, se explora toda la teoría relevante para esta investigación. Se empieza revisando el origen y propósito que tiene el sistema Braille. Posteriormente se repasa la teoría de los diversos elementos que debe tener un dispositivo de lectura en sistema Braille y cuáles son los principios de funcionamiento de todos estos elementos que, unidos, ayudarán a que este dispositivo funcione de manera correcta y logre solucionar el problema visto anteriormente bajo los lineamientos establecidos, también en el capítulo anterior. En el Capítulo III: Desarrollo del proyecto, se aborda primero el diseño del producto, estableciendo exigencias y deseos del dispositivo para conocer los requerimientos que debe cumplir este. Se seleccionan las tecnologías más adecuadas para el producto teniendo en cuenta que cumplan las exigencias y deseos de la mejor manera por medio de tablas de ponderación que evalúan su desempeño. Se realizan los cálculos necesarios para que el actuador desarrollado funcione de manera adecuada. Se diseña y hacen los cálculos necesarios para que la placa electrónica pueda controlar el dispositivo. Se diseña el esquema de la arquitectura que debe seguir el software para poder controlar el dispositivo. Finalmente se implementa el dispositivo con todos los elementos desarrollados que deben trabajar en conjunto. En el Capítulo IV: Pruebas y evaluaciones, se realizan las pruebas de funcionamiento necesarias para corroborar que el dispositivo cumple con su finalidad de resolver el problema de manera adecuada. Se evalúa el desempeño del dispositivo colocando los porcentajes de errores que tiene. Además, se realizaron encuestas de satisfacción de usuario para que los encuestados califiquen el uso del dispositivo.Item Análisis de estudio de selección y coordinación de protecciones del sistema eléctrico en baja tensión del centro de salud Maritza Campos Díaz, Cerro Colorado, utilizando Electrical Transient and Analysis Program - ETAP V.21.0.1(Universidad Católica de Santa María, 2024-08-28) Salas Angulo, Diego AlonsoEl presente trabajo de investigación tiene como propósito, de realizar el estudio de selección y coordinación de protección del sistema eléctrico de baja tensión del “HOSPITAL MARITZA CAMPOS DÍAZ”, que se encuentra ubicado en el distrito de Cerro Colorado, provincia de Arequipa, utilizando el software Electrical Transient and Analysis Program – ETAP v.21.0.1, ante alguna falla técnica o no técnica que pueda afectar el sistema eléctrico general del Hospital en mención. Este estudio se realizó por un requerimiento especial del área de supervisión de esta obra. El motivo principal fue verificar los cálculos realizados en el proyecto y comprobar su efectividad utilizando un software especializado en coordinación de protecciones, flujos de carga y determinación de potencia de corto circuito. Para analizar el estudio de protecciones eléctricas, es esencial mencionar que, en términos generales, un sistema de protección se refiere a un dispositivo específico o a un conjunto de equipos que miden y comparan las magnitudes de un sistema de potencia. Estos dispositivos inician la acción necesaria para aislar el sistema eléctrico y los elementos que presenten o puedan generar una falla eléctrica. Para poder realizar la correcta selección y coordinación de protección del sistema eléctrico del Hospital Maritza Campos Díaz se requiere analizar el Flujo de Carga, analizar el estudio de Corto Circuito y estudio de Arco Eléctrico. Para este estudio se decidio utilizar el Software ETAP v.21.0.1, dado que este programa ofrece detección y evaluación automáticas de la protección y coordinación del sistema. Además, garantiza la selectividad basándose en criterios de diseño tanto de forma tabular como gráfica, y proporciona una referencia sobre las condiciones a las que estará sometido el sistema eléctrico en caso de una falla.Item Propuesta de diseño e implementación de un sistema mecánico para reducir el costo de mantenimiento en el cambio de cadenas del apron feeder en una planta concentradora de cobre en el sur del Perú(Universidad Católica de Santa María, 2024-08-21) Huanca Choque, Eduardo RafaelActualmente el Perú tiene un crecimiento económico relevante y una de las razones es el crecimiento del sector minero por lo que no solo necesita de profesionales capacitados sino también de la maquinaria disponible; es por ello que una de las etapas para la obtención de materia prima están presente el chancado primario, en esta etapa está el elemento por el cual se hace el trabajo de investigación cuyo meollo se centra en el mantenimiento overhaul que ocurre en un promedio de cada 2 años haciendo énfasis a una de las tareas repetitivas que demandan una cantidad de tiempo considerable (28% del tiempo de mantenimiento) , tarea a realizar cambio es de las cadenas y las 119 bandejas del Apron Feeder; por lo que se hace la propuesto de implementación de un sistema mecánico; diseñado bajo las normativas y estándares ; además de ser fundamentado por los conocimientos teóricos y prácticos ; cuya finalidad es reducir los tiempos de manteniendo por lo menos en un 30%, lo que al final se resumirá en un impacto económico positivo. El trabajo de investigación se regirá en seis capítulos distribuidos de la siguiente manera: Capitulo I , donde hace mención a los objetivos , justificación , hipótesis , identificación de variables y limitaciones ; Capitulo II, donde se sumerge en toda la data teórica para entender el fundamento de funcionamiento y solucionar las posibles restricciones ; Capitulo III , consta de la identificación de parámetros para la realización del plan de mantenimiento actual ; Capitulo IV , consta de las posibles soluciones en base a la aplicación de la ingeniería ; Capitulo V , se hace mención al análisis económico en función de costo-beneficio con la implementación del sistemaItem Diseño de un packing para productos de agroexportación del Fundo La Católica en El Pedregal(Universidad Católica de Santa María, 2024-05-30) Del Carpio Alvarez, Luis Gerardo; Zuñiga Calderón, Emmanuel Jaime IsaacEn esta investigación, se aborda el diseño mecánico eléctrico de un packing para los productos de agroexportación del Fundo La Católica en El Pedregal. El objetivo principal es desarrollar un sistema de embalaje que combine tanto aspectos mecánicos como eléctricos para mejorar la eficiencia y la calidad de los productos agrícolas durante su transporte y almacenamiento. Para lograr este propósito, se realizó un análisis exhaustivo de los requisitos específicos de los productos agrícolas del Fundo La Católica, así como de las condiciones de transporte y manipulación. Se tuvo en cuenta la necesidad de proteger los productos de daños mecánicos y garantizar su frescura durante el proceso de exportación. El diseño mecánico del packing se centró en la resistencia estructural del embalaje para soportar las cargas y los impactos asociados con el transporte como así el cálculo electromecánico de los sistemas de refrigeración. Además, se diseña la parte eléctrica desde el punto de suministro hasta la red de distribución en baja tensión. Se llevaron a cabo pruebas exhaustivas para evaluar la eficacia y la confiabilidad del diseño mecánico eléctrico propuesto. Estas pruebas incluyeron pruebas de resistencia, simulaciones de transporte y evaluaciones de desempeño eléctrico para garantizar los estándares de calidad y seguridad requeridos. El diseño mecánico eléctrico del packing para los productos de agroexportación del Fundo La Católica en El Pedregal combina tanto aspectos mecánicos como eléctricos para mejorar la eficiencia y la calidad de los productos durante su transporte y almacenamiento. Este enfoque integral garantiza que los productos lleguen en condiciones óptimas a su destino final, fortaleciendo la posición competitiva en los mercados internacionales.Item Diseño e implementación de una prensa hidráulica de 15 toneladas para el proceso de forjado(Universidad Católica de Santa María, 2024-05-07) Martínez Mayca, Nicolae Emmanuel Yousepi; Guillen Flores, Blamir RafaelLa presente proceso de investigación, tiene como objetivo implementar en la Escuela Profesional de Ingeniería Mecánica, Mecánica-Eléctrica y Mecatrónica, de la Universidad Católica de Santa María, un Módulo Educativo para el proceso de forjado, siendo de gran ayuda para el desempeño educativo dentro de la carrera, de igual manera, fortalecer la teoría y la práctica en los procesos de manufactura. Por otro lado comprender los diversos procesos de forja e investigar sus diversos defectos en este proceso, donde se proporciona una breve descripción de la clasificación según su función acorde a la temperatura de la pieza de cómo son trabajo en forjado en caliente y en la disposición de forjado abierto, de impresión y cerrado. También se analizó brevemente los parámetros de diseño, los requisitos del material y la selección de los materiales adecuados. Además, se describen brevemente los equipos de forja (martillo y prensa), dando los factores para la selección de la máquina de forja, características y aplicaciones comunes de forja. Finalmente el diseño y la construcción propuesto es de una prensa hidráulica para el forjado, con el soporte del programa SolidWorks, donde a su vez compartiremos sus defectos de todos los tipos de procesos, donde a través de una prensa hidráulica de 15 Ton, se modela el proceso de forjado caliente, definiendo en su desarrollo las posibles causas de defectos como falta de relleno, falta de coincidencia y hoyos de escamas a través de una sesión de lluvia de ideas y para determinar las causas, lo que puede tener el mayor efecto, en el diseño propuesto. Concluyendo en el diseño de modulo didáctico como proceso de forjado se diferenció el producto de calidad de la pieza producida comparada por cualquier otro proceso, dando a implementar acciones preventivas para reducir perdidas en diseños con procesos reales.Item Diseño de un Sistema de Visión Artificial para el Uso de una Mano Robótica en la Manipulación de Sustancias Tóxicas.(Universidad Católica de Santa María, 2024-06-27) Mamani Zevallos, Ronal AdrianEl desarrollo de este proyecto tiene como finalidad obtener un software de visión artificial capaz de identificar una mano humana a través de una cámara, y con ella realizar un control implementado a una mano robótica con tecnología de impresión 3D. El control se basará en los movimientos independientes de cada dedo, replicando el movimiento de una mano humana que se muestre a la cámara en el prototipo impreso en 3D en tiempo real sin la necesidad de usar sensores para su funcionamiento. Con la implementación del algoritmo de control se creará además una interfaz de usuario para la manipulación y pruebas antes de iniciar con el control por visión artificial. El trabajo realizado consta de cuatro capítulos en los cuales se describe de la siguiente manera: El capítulo I Aspectos Generales presenta la descripción e identificación del problema, además presenta los antecedentes de la investigación, objetivos, justificación del trabajo, alcances y limitaciones. El capítulo II Marco Teórico narra el contexto conceptual que enmarca el desarrollo del presente trabajo para entenderlo con mayor facilidad. Se describen argumentos generales y específicos desde prototipos robóticos, visión artificial, manipulación de sustancias toxicas y los softwares utilizados para el fin de este trabajo. En el capítulo III Diseño e Implementación se desarrolla el procedimiento desde la selección del prototipo y etapas para la creación del sistema de visión artificial, la programación y el hardware requerido. Finalmente, en el capítulo IV Pruebas de Funcionamiento y Resultados se muestra la operatividad en cada etapa del sistema, y pruebas realizadas con el prototipo de mano robótica impreso en 3D.Item Diseño y Fabricación de una Roladora de Planchas de 3 Rodillos(Universidad Católica de Santa María, 2024-01-17) Corrales Tejada, Helbert Mauricio; Vargas Ccasa, Jose AlejandroEl siguiente proyecto de tesis, tiene como objetivo el Diseño y Fabricación de una maquina roladora de planchas de 3 rodillos. Abordamos el procedimiento de rolado, que implica dar forma al metal mediante el paso de una lámina o placa a través de uno o más pares de rodillos. El proceso de rolado es complejo y se ve influenciado por las características del material a ser rolado, siendo su grosor un factor crucial que determina la potencia eléctrica del sistema. Los parámetros empleados en el diseño y la construcción de la máquina dobladora de placas de tres rodillos se determinan según las propiedades mecánicas y el grosor correspondiente del material utilizado. En este procedimiento, el diámetro de la placa o lámina metálica que se somete al rolado permanece constante, asegurando que el espesor inicial y final sean idénticos y evitando la formación de grietas durante el desarrollo del proceso. Además, se explica el fenómeno de deformación tanto plástica como elástica que suceden en el proceso de doblado de láminas de metal, destacando que estas operaciones son ampliamente empleadas en las actividades de las empresas metal mecánicas. En este contexto, se implementan simulaciones a través de SolidWorks para contribuir al diseño y garantizar la calidad del producto final. La propuesta de diseño y la fabricación, está al alcance de cualquier empresa metal mecánica de la ciudad, pudiendo ser llevado a un proceso industrial siguiendo el procedimiento de cálculo realizado en la tesis.Item Diseño e implementación de un sistema de control basado en Arduino para la automatización de invernaderos orientados a la agricultura familiar(Universidad Católica de Santa María, 2024-07-12) Reyes Luján Ghersi, Bryan AnthonyLos invernaderos son un método de cultivo en el que se aprovecha al máximo el espacio y rendimiento de un cultivo. Para las personas que basan su economía en la agricultura familiar, un invernadero supone una fuente extra de ingresos, pero en la mayoría de los casos el manejo de estos es enteramente manual, por lo que no se aprovecha al máximo las ventajas de este tipo de cultivo. Cuando un agricultor familiar quiere automatizar su cultivo se encuentra que los costos de implementar un sistema de control son muy altos, debido principalmente por el controlador y la red de sensores. Este proyecto tuvo como objetivo diseñar e implementar un controlador basado en la placa Arduino que imite el comportamiento de las entradas y salidas digitales discretas un PLC industrial para pilotar una red de control con elementos económicos y de fácil acceso al mercado local. La implementación de este sistema de control basado en Arduino demostró que, mediante el refuerzo de la placa con elementos de protección, es posible controlar el cultivo en un invernadero orientado a la agricultura familiar. Se identifico, además, una reducción considerable del tiempo que se debe dedicar al cultivo, por otro lado, la inversión económica para este sistema fue de S/. 1354.10 que comparado con un sistema industrial básico que tiene un costo base de S/. 4019 supone un ahorro considerable por lo que se concluye que es viable implementar este sistema de control y es una alternativa a un PLC industrial. En el Capítulo I, se detalla la problemática de la investigación, la cual consiste en el planteamiento del problema, objetivos, interrogantes, justificación, alcances, limitaciones, antecedentes, hipótesis y variables de investigación. En el Capítulo II, se describe el marco teórico con todos los conocimientos requeridos para el desarrollo de la investigación como definiciones de agricultura familiar, cultivos en invernadero, parámetros de control de cultivo, elementos de un sistema de control, etc. En el Capítulo III, se presenta el desarrollo del diseño e implementación del sistema de control, el cual consiste en la selección de la estrategia de control, selección del núcleo del controlador, diseño del controlador con todos los circuitos de protección, selección de vi los sensores de humedad ambiental, temperatura ambiental y humedad de suelo; integración de la red de sensores y actuadores al controlador con sus respectivos diagramas de circuitos de control y fuerza, implementación de la estrategia de control mediante programación del controlador y puesta en marcha del sistema en el invernadero. En el Capítulo IV, se presentan los resultados de la investigación en los que se describe el funcionamiento del sistema implementado, el comportamiento del cultivo con la automatización de invernadero, se presenta la medición del tiempo y esfuerzo que se ahorra con el sistema de control y el costo total de la implementación haciendo una comparativa con lo que costaría un sistema industrial. Finalmente se presentan las conclusiones de la investigación en las que comprueba el cumplimiento de los objetivos de la tesis y por ultimo las recomendaciones para trabajos futuros en base a esta investigación.Item Síntesis y análisis de la conductividad térmica de nanofluidos de plata considerando el efecto de la radiación solar(Universidad Católica de Santa María, 2024-06-13) Aguilar Mostajo, Luis AngelEl objetivo principal de este trabajo de tesis es sintetizar y analizar la conductividad térmica de nanofluidos considerando el efecto de la radiación solar. Además, se busca brindar una alternativa para la implementación de nanofluidos de plata en colectores solares, con el objetivo de mejorar su eficiencia y aprovechar al máximo la energía solar. Para ello, se sintetizaron nanopartículas de plata variando la cantidad de reactivos, como el pH, el nitrato de plata, el ácido cítrico y el ácido ascórbico. Estas nanopartículas se almacenaron y se utilizaron concentraciones de 25%, 50% y 75% combinadas con agua destilada para evaluar la conductividad térmica variando el porcentaje de radiación solar. La muestra GRUPO C-100%-75% obtuvo la mejor conductividad térmica entre todas las muestras evaluadas. Se sintetizó con un pH de 10.3 y 0.2 ml de nitrato de plata, lo que generó nanopartículas de plata al 75%. Posteriormente, se mezcló con agua destilada al 25%, obteniendo una conductividad térmica de 0.793713 W/m·K a una temperatura de 21.5°C.Item Estudio del efecto plasmónico de nanopartículas de plata en la absorción de energía solar(Universidad Católica de Santa María, 2024-06-11) Patiño Castro, Luis EmilioEn este trabajo de tesis se estudió el efecto plasmónico de nanopartículas de plata (AgNPs) en microcolectores solares. Para ello, se sintetizaron AgNPs variando los diferentes parámetros que forman parte de su obtención, y se caracterizaron mediante UV-visible, zetasizer y microscopia electrónica de transmisión (TEM). Posteriormente, se evaluó el diferencial de temperatura de las AgNPs en un microcolector solar bajo un sistema dinámico y estático respectivamente establecidos, variando la velocidad de flujo y la concentración de las AgNPs. Por medio de la espectroscopia UV-visible se identificó que la intensidad de absorbancia de las muestras aumenta a medida que aumenta el pH y alcanza su mayor valor cuando la concentración de plata es de 0.2 ml de AgNO3. La evaluación del zetasizer mostró que el pH y la concentración de las AgNPs pueden modificar su estructura y tamaño. En el caso del pH, a medida que aumenta, también aumenta el tamaño de las nanopartículas con una dispersión poblacional más uniforme. La muestra SP07, presentó un tamaño de 94,02 nm con un área poblacional del 100 %. Mediante TEM, se mostró que las AgNPs tienen una estructura esférica o cuasi esférica. El tamaño de las AgNPs aumenta a medida que aumenta el pH o la concentración de plata. La evaluación del diferencial de temperatura mostró que el diferencial es mayor a menor velocidad de flujo, es el caso de la muestra E2-025 bajo sistema dinámico que alcanzó un diferencial de temperatura de 1.316°C. Esto se debe a que las nanopartículas tienen mayor tiempo de interacción para absorber energía solar a menor velocidad de flujo. Además, entre el sistema estático y dinámico se mostró que el sistema dinámico es el óptimo en cuanto a obtener un mayor diferencial de temperatura. Esto se debe a que las nanopartículas tienen más libertad de movimiento en el sistema dinámico, lo que les permite absorber más energía solar. La evaluación del diferencial de temperatura variando la intensidad luminosa mostró que guardan una regresión no lineal por causa del efecto plasmónico, ya que si no se aplicara este efecto, el comportamiento entre las variables mencionadas sería netamente lineal. En general, los resultados de este trabajo de tesis muestran que las AgNPs son un material prometedor para la aplicación en colectores solares gracias a su propiedad plasmónica. Las AgNPs pueden mejorar la absorción de energía solar y, por lo tanto, la eficiencia de conversión fototérmica en los colectores solares.Item Elaboración e implementación de un plan de mantenimiento eléctrico preventivo en edificaciones según la Norma Técnica Peruana (NTP) de seguridad eléctrica(Universidad Católica de Santa María, 2024-04-18) Huayllani Huillcañahui, DavidLa situación actual en la mayoría de instalaciones eléctricas de edificaciones medianas y viviendas, cuentan con un mínimo de mantenimiento de las instalaciones eléctricas, esperando en muchos casos que exista una falla en el sistema para recién intervenir y hacer los cambios o mejoras respectiva, es por ello que se vio la necesidad de conocer y aplicar la Norma Técnica Peruana (NTP 370.310) de certificación, seguridad eléctrica y mantenimiento de instalaciones eléctricas interiores en edificaciones para mejorar esta situación. El presente trabajo de tesis para la Elaboración de un Plan de mantenimiento preventivo de instalaciones eléctricas según la Norma Técnica Peruana (NTP) de certificación, seguridad eléctrica y mantenimiento de instalaciones eléctricas interiores en edificaciones, desarrollo un tema muy importante en el uso de las instalaciones eléctricas, ya que como sabemos todos utilizamos las instalaciones eléctricas tanto en casa, trabajo, universidad, etc. Sin prestar atención en muchos casos a los mantenimientos de la parte eléctrica que se deben de realizar. Esta norma nos propone un procedimiento de evaluación de las instalaciones eléctricas por medio de un formato especial de tablas del anexo E, basado en el Código Nacional de Electricidad Utilización, el Reglamento Nacional de Edificaciones y las Normas Técnicas Peruanas vigentes. Este anexo está divido en la evaluación de tableros eléctricos, tomacorrientes, cableado, sistemas de puesta a tierra, luminarias, equipos eléctricos, etc. También se revisa la documentación desde el recibo de luz, plano de ubicación, planos eléctricos y diagramas unifilares. Lo cual fue presentado y analizado en los capítulos 3 y 4. En base a la evaluación realizada a la instalación eléctrica previa que se presentó en el capítulo 3, se determinaron las acciones a realizar y eso se plasmó en la propuesta del plan de mantenimiento preventivo, ya que se identificaron los problemas en dicha instalación. Luego se ejecutaron todas las mejoras, reparaciones y/o reemplazos a los diferentes componentes de la instalación eléctrica, para finalmente realizar las certificaciones que tienen una vigencia de un año, el certificado de puesta a tierra, certificado de resistencia de aislamiento de cada uno de los tableros eléctricos y de los conductores de los circuitos derivados, certificado de luces de emergencia y certificado de las instalaciones eléctricas. vi En nuestro caso estudio que es un local Comercio-Taller, después de la evaluación se encontraron defectos muy graves en la instalación eléctricas, por lo que se optó por un proyecto de reingeniería total de las instalaciones eléctricas, se contó con el apoyo de los propietarios que de inmediato realizaron la ejecución de dicho proyecto, en el capítulo 4 se presentan todas las nuevas instalaciones eléctricas de acuerdo a los planos eléctricos y diagramas unifilares. Con todo ello se logró mejorar el estado de las instalaciones eléctricas y se cumple todos los aspectos indicados en la Norma Técnica Peruana (NTP) de certificación, seguridad eléctrica y mantenimiento de instalaciones eléctricas interiores en edificaciones.Item Simulación de ciclos de refrigeración por adsorción continua con refrigerante Isobutano y carbón activado(Universidad Católica de Santa María, 2024-05-30) Tapia Yepez, Nelson NorvilEste trabajo de investigación buscó simular ciclos de refrigeración por adsorción básica continua, con recuperación de calor y masa haciendo uso del par de trabajo R600a – Carbón activado evaluando aspectos como su eficiencia energética y capacidad frigorífica específica a diferentes condiciones de trabajo. Se partió del diseño y fabricación de un equipo volumétrico de obtención de isotermas de adsorción, abarcando también la codificación y montaje de los sensores y dispositivos electrónicos usados. Posteriormente se detalló la forma de tratamiento de los datos de presión y temperatura para el cálculo de constantes necesarias para el modelo de isoterma de Dubinin-Astakhov. Por último, se realizó la codificación en el programa EES del cálculo de calores involucrados en los ciclos básico continuo, con recuperación de calor, con recuperación de masa y con recuperación de calor y masa a la vez. De las ecuaciones implementadas se realizan gráficas de COP y SCE versus temperatura de regeneración a diferentes temperaturas de evaporación y condensación para verificar cómo evolucionan. Se observó que un ciclo con recuperación de masa tuvo más eficiencia hasta los 88°𝐶 aproximadamente en comparación con uno con recuperación de calor, a partir de este punto los roles se invierten. En cuanto al coeficiente de desempeño (COP), para un ciclo básico con una temperatura de evaporación de −5°𝐶, condensación y adsorción de 25 °𝐶 y regeneración de 90°𝐶 fue de 0.16; respecto a este índice se concluye que solo con la implementación de la recuperación de calor y masa dicho ciclo logra valores que se asemejan a los de otros pares de trabajo. El valor del efecto de enfriamiento específico (SCE) para un ciclo básico con una temperatura de evaporación de 5°C, condensación y adsorción de 30 °C y regeneración de 90°C fue de 16.09 𝑘𝐽 𝑘𝑔𝑎𝑑𝑠𝑒 ; el SCE calculado resulta ser bastante bajo en comparación con los de otros pares de trabajo.Item Demostración y aplicación del proyecto Real Life Learning en el entrenamiento del personal de Red de Energía Del Perú S.A. enfocado a la mitigación de fallas esporádicas en subestaciones eléctricas de alta tensión(Universidad Católica de Santa María, 2024-05-08) Morales Paucar, Luis EnriqueLa transmisión de electricidad es el proceso a través del cual se conduce la energía eléctrica generada en las centrales hasta los centros de consumo, como pueden ser: grandes industrias, minas, comercios y hogares. En nuestro país la red de transmisión eléctrica esta interconectada y recibe el nombre de Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN), está compuesto no solo por líneas de transmisión sino también por subestaciones eléctricas de alta tensión. Este conjunto de instalaciones no es exento de fallas esporádicas, siendo eventos de muy poca frecuencia, inesperados y que en ciertas ocasiones el impacto que generan en la organización es de muy alto valor. En el primer capítulo se presenta el planteamiento del problema, los antecedentes, objetivos, y la delimitación de la investigación que justificaron el proyecto Real Life Learning desarrollado Red de Energía del Perú S.A. Una metodología de enseñanza innovadora y vanguardista que buscando la excelencia operacional se apalanca en la realidad virtual para generar situaciones lo más cercanas al experimentar una falla esporádica en una subestación de alta tensión. A su vez se presentan la importancia y financiamiento del proyecto. En el segundo capítulo, es presentado el marco teórico; que abarca temas como la gestión de activos y sus principales herramientas, pasando por los conceptos claves de la transmisión de electricidad y los principales sistemas, configuraciones y los distintos equipos situados en subestaciones eléctricas de alta tensión. En el tercer capítulo se muestra los cuatro casos de uso desarrollados a través de la metodología de Eliminación Causa de Riesgo que sirvieron como planteamiento para la realización de los cuatro escenarios que forman parte de Real Life Learning a la fecha, a su vez es presentada la importancia de cada uno de estos escenarios para el negocio de Red de Energía del Perú S.A. resaltando también las campañas de despliegue del proyecto. En el cuarto capitulo son presentados los resultados de la capacitación y entrenamiento a operadores de subestaciones de alta tensión con Real Life Learning, enfocada desde una perspectiva económica y de retroalimentación de los colaboradores.Item Diseño e implementación de un módulo de una banda transportadora omnidireccional para la clasificación de paquetería por RFID(Universidad Católica de Santa María, 2024-04-25) García Gutiérrez, Fabrizio Renato; Tejada Benavides, Paulo AntonioEl propósito primordial de esta investigación fue concebir e instaurar un módulo de banda transportadora omnidireccional destinado a la clasificación de paquetería mediante la tecnología de identificación por radiofrecuencia (RFID). Para alcanzar este cometido, se ejecutaron diversas fases de desarrollo y evaluación. Inicialmente, se diseñó el sistema de transporte y clasificación omnidireccional utilizando el software Autodesk Inventor. Se elaboraron planos conforme a las pautas establecidas por la Norma Técnica Peruana de Dibujo Técnico (NTP 833.002:1981, NTP 833.004:1979, NTP 833.006:1980, NTP 833.007:1981, entre otras), asegurando así una documentación técnica adecuada del proyecto. Seguidamente, se procedió al ensamblaje del módulo de transporte omnidireccional, dividiendo esta fase en dos etapas: ensamblaje mecánico y ensamblaje electrónico. Se seleccionaron y montaron los dispositivos necesarios para la implementación de la clasificación mediante RFID, garantizando un ensamblaje preciso y funcional. En lo que respecta al desarrollo del algoritmo para la clasificación de los paquetes basado en la identificación de trayectorias mediante RFID, se logró implementar un algoritmo eficiente capaz de clasificar las cajas seleccionadas por el sensor RFID, siguiendo una trayectoria predefinida. Finalmente, se evaluó la eficiencia de funcionamiento del módulo de banda transportadora omnidireccional mediante la comparación de las trayectorias generadas para la clasificación por RFID. Los resultados demostraron que la trayectoria T1 fue la más eficiente, con un porcentaje de error menor en comparación con las trayectorias T2, T3 y T4. En conclusión, este estudio logró satisfactoriamente diseñar e implementar un sistema de transporte y clasificación omnidireccional para paquetería, cumpliendo con los objetivos establecidos y proporcionando una solución eficiente para la gestión de paquetes mediante RFID.Item Propuesta de una estación de cargar eléctrica o electrolinera para vehículos eléctricos personales y redes eléctricas de baja tensión y solares(Universidad Católica de Santa María, 2024-01-12) Huayta Chalco, Fernando DiegoEl presente trabajo de investigación tiene como objetivo realizar una propuesta de diseño de una estación de carga para vehículos eléctricos livianos como scooters y bicicletas eléctricas, y que pueda ser colocado afuera de domicilios. Además, se considera dentro de la propuesta la utilización de una matriz mixta energética que usa paneles solares y la red doméstica de baja tensión. El fin de proponer este diseño es poder explorar la idea de cubrir una demanda creciente de puntos de carga ante un aumento de la adquisición de vehículos eléctricos unipersonales pequeños en ciudades importantes del Perú como es el caso de Arequipa. La propuesta abarca el modelado en 3D de la solución y el dimensionamiento de la parte eléctrica de conversión y operación, además de la adopción de una solución de matriz energética solar. Finalmente, se implementa una maqueta de la solución descrita como prototipo de baja resolución que pueda ser validado por potenciales usuarios.Item Diseño del sistema de gestión de mantenimiento, para la confiabilidad operativa de la subestación eléctrica de 20 MVA- repartición, Arequipa 2023(Universidad Católica de Santa María, 2024-03-07) Aguirre Quispe, Cristhian JoséEl actual desarrollo del país y el crecimiento del mismo, exige el incremento de la demanda de energía eléctrica, insumo necesario con el cual se permite poner en actividad los procesos productivos, dando el valor agregado necesarios en los productos, como también en el desarrollo de mejores condiciones de vida. Desde un punto de vista industrial y por ende de mejoras competitivas y comparativas, las empresas manufactureras en general, para poder obtener un mejor valor en sus productos, se ven obligadas a mejorar la eficiencia de sus procesos y a exigir niveles de confiabilidad de sus suministros tanto energéticos, como de sus equipos y maquinarias que intervienen en sus procesos; es por esto también, de la importancia de un suministro constante de energía, considerando los niveles de calidad exigidos bajo normas y a través de la aplicación de un sistema de gestión de mantenimiento de los sistemas eléctricos, con los que permiten el suministro, y en específico de la confiabilidad y operatividad de los sistemas de transformación de las condiciones eléctricas, siendo para estas los equipos constituyentes en las subestaciones de transformación eléctrica, las mismas que requieren de esta gestión de mantenimiento, para garantizar dicho suministro que a la vez permiten conservar el buen funcionamiento y estabilidad de dicho insumo o suministro en el ámbito industrial, residencial domésticos y empresarial. Dicho esto, me permito tomar en consideración, de que la gestión de mantenimiento, es aquel conjunto de acciones, consideraciones, técnicas e ingeniería que debe ser tomada con el objetivo de gestionar, aplicar y evaluar para preservar confiablemente las condiciones operativas de un equipo o maquinaria, a fin de impedir, evitar un desenlace de falla con la consecuente parada operacional, daño o error en sus operaciones, logrando que el equipo o vi maquinaria opere a las condiciones iguales o superiores, desde el tipo de mejora para las que fue diseñado, fabricado y puesto en operación. Las tareas de mantenimiento a ser ejecutadas, en un principio se limitaban al aspecto reactivo, correctivo, las cuales eran dirigidas a corregir fallas y cambiar piezas dañadas de los equipos importantes, resultados de los mismos daban pérdidas en tiempo, desesperación y altos costos de mantenimiento, no solo por las pérdidas en la producción, sino también por penalidades debidas a las fallas que ocasionaban desperfectos en los equipos y en la misma producción de los clientes que contrataban dichos suministros, los que eran afectados por las paradas intempestivas. Estas actividades de reparaciones, ordenadas muchas veces por jefes inexpertos o con las condiciones carentes en las gestiones de mantenimiento, las realizaban los mismos operadores o trabajadores, los que no contaban con un conocimiento especializado en las mismas y solo se basaban en su experiencia, más aún sin hacer ningún tipo de gestión del mantenimiento, con el cual deben coordinar tanto con los usuarios, como con los proveedores para dicho servicio. Es en este sentido, y tomando en referencia lo indicado, es que presento este trabajo de tesis profesional, en la cual propongo el diseño de un sistema de gestión de mantenimiento para la confiabilidad operativa de una subestación eléctrica, tomando como objeto de estudio la subestación de 20 MVA de potencia, 138 kV, de Central Solar Repartición, ubicada en la ciudad de Arequipa, evidenciando en el alcance, los objetivos con los cuales permita la confiabilidad operativa de la misma.