Ingeniería Mecánica, Mecánica –Eléctrica y Mecatrónica

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Acceso Abierto
Aplicación de herramientas Lean Manufacturing para la optimización del proceso de soldadura en componentes de equipos mineros en una empresa metalmecánica del sur del Perú
(Universidad Católica de Santa María, 2026-07-21) Bermejo Galdos, Mario Sebastian
La presente investigación tuvo como objetivo principal aplicar las herramientas Lean para optimizar el proceso de soldadura en componentes de equipos mineros en una empresa metalmecánica del sur del Perú. Bajo un marco metodológico de enfoque mixto, de alcance explicativo y aplicado, con un diseño cuasiexperimental, se tomó como población de estudio a todos los componentes de equipos mineros en los cuales se aplica el proceso de soldadura, y se tomó como muestra al componente denominado “Tuerca de chancadora”. Los resultados de investigación demostraron que el proceso de soldadura contaba con un tiempo estándar de 10 a 11 días y un tiempo real de 15 a 16 días. Por otra parte, del total del reporte de no calidad, 37.50% pertenecía a la “Tuerca de chancadora”. Asimismo, del análisis de Ishikawa se evidenció que el 59.38% de los errores era por el factor “Método”. Seguidamente se implementó un formato de 9 pasos integrando las herramientas Lean tales como PHVA, diagrama de Ishikawa, técnica de los 5 porqués, diagrama de flujo, estandarización de procesos, principios y hábitos como Gemba y Kaizen. Con la aplicación se logró reducir el tiempo en días de 16 a 11 (32.33%) y los costos: El costo primo (mano de obra y materiales directos) es un de S/ 6,261.93 a S/ 4,104.67 (34.45%), por otra parte, se determinó la viabilidad económica de la propuesta mediante el análisis de ratios de costo-beneficio, obteniendo ratios de 1.57, 1.92, 2.44, como mínimo, promedio y máximo, respectivamente. Estos significan que, mínimamente, por cada sol invertido en costo se obtiene un beneficio de 0.57 soles; en promedio, por cada sol invertido se tiene un beneficio de 0.92 soles; y un beneficio máximo de 1.44 soles por cada sol invertido.
Acceso Abierto
Desarrollo de un sistema de control de tráfico inteligente basado en algoritmos de aprendizaje automático en la Av. Ejército en Arequipa, 2024
(Universidad Católica de Santa María, 2026-07-08) Sotomayor Valdivia, Carlos Eduardo
El tráfico en la Av. Ejército de Arequipa, especialmente en el nodo conformado por la Av. Cayma y la Av. Trinidad Morán, presenta congestión que los semáforos de tiempo fijo no gestionan adecuadamente. Ante ello, la investigación diseñó y simuló un sistema inteligente de control semafórico orientado a ajustar fases y tiempos de verde según la demanda vehicular y peatonal del tramo. El estudio fue aplicado, de enfoque cuantitativo, diseño no experimental y alcance descriptivopropositivo con evaluación comparativa. Se utilizaron aforos de campo y simulación computacional. La arquitectura integró visión por computadora, validación térmica redundante de presencia peatonal y una lógica adaptativa sustentada en dos modelos Random Forest: un clasificador de fase y un regresor de tiempo verde, entrenados con 27 variables de entrada y una base de 6000 registros. Los aforos identificaron mayores demandas entre 7:00 y 8:00 a. m. (4500 veh/h), 12:00 y 13:00 h (4560 veh/h) y 19:00 y 20:00 h (4260 veh/h), con predominio de autos y taxis (38 %), combis y microbuses (22 %), motos y mototaxis (18 %), cústeres y buses del SIT (14 %) y camiones u otros vehículos (8 %). El clasificador alcanzó 92,42 % de precisión y F1-score macro de 0,918; el regresor obtuvo MAE de 1,40 s y R² de 0,9617. En siete escenarios, el sistema redujo el tiempo de espera vehicular entre 15 % y 37 % en flujos bajo-medio, y mejoró la atención peatonal entre 65 % y 71 % en conflictos peatón-vehículo frente al ciclo fijo de 94 s. La hipótesis fue aceptada.
Acceso Abierto
Implementación de un sistema de detección y alarma contra incendio mediante cable detector de calor para minera en la costa sur del Perú
(Universidad Católica de Santa María, 2026-06-26) Quiroz Herrera, Fernando Rodrigo
Las operaciones mineras en la costa sur del Perú se desarrollaron en entornos de alta criticidad operacional, donde la continuidad del proceso y la seguridad del personal dependieron de una detección temprana y confiable de eventos térmicos. En ese contexto, se formuló una propuesta técnica para la implementación de un sistema de detección y alarma contra incendios, orientado a identificar con precisión la zona afectada por incrementos anómalos de temperatura y a integrar la supervisión en una estación central de monitoreo gráfico, a fin de habilitar respuestas inmediatas de control y evacuación. El diseño se estructuró con la metodología VDI 2221, por lo que se consolidó una lista de exigencias como base de requerimientos, se modelaron las entradas y salidas del sistema mediante la “caja negra” y se desglosaron las funciones en una “caja blanca”. Posteriormente, se construyó una matriz morfológica asignando alternativas por función, se generaron configuraciones de solución y se evaluaron con criterios técnicos y económicos hasta seleccionar la opción más viable para el entorno minero. Como resultados, se definió el diseño del sistema y se seleccionaron los componentes principales (panel FACP, estación de monitoreo, alimentación 24 Vcc, detectores, módulos direccionables, aisladores SLC, cable detector lineal y baterías). Asimismo, se establecieron criterios de ingeniería para los lazos SLC/NAC del edificio principal y se formalizó la matriz causa–efecto junto con la lógica de programación del panel para notificación y control. Finalmente, se elaboraron los entregables de costos y planificación (presupuesto y cronograma) para la ejecución del proyecto que asciende a un monto total de S/ 1 497 871.748.
Acceso Abierto
Diseño de un sistema de transporte de recuperación de cemento en una planta cementera capacidad 25 ton/hr, según la metodología VDI 2221
(Universidad Católica de Santa María, 2026-07-02) Huallparimachi Guzman, Luis Cesar
Se diagnosticó que, en una planta cementera costera, el transporte interno de cemento generaba pérdidas entre 10 y 25 ton/hr por empaquetado defectuoso e incumplimientos de peso, con un costo de 450–500 soles/ton antes de la venta. Con mediciones de campo, se estableció una capacidad a recuperar de 25 ton/hr, una altura de 2400 mm y una distancia de 5450 mm entre la tolva de residual y el rompedor de bolsas. Se planteó optimizar la recirculación del cemento rechazado hacia silos verticales mediante un sistema de transporte acoplado al layout existente, bajo la metodología VDI 2221 y con evaluación técnica-económica (VDI 2225). El alcance abarcó componentes mecánicos, estructurales y neumáticos; se excluyeron control/automatización y eléctrica. Se aplicó la metodología VDI 2221 para estructurar el problema, generar alternativas (transportadores mecánicos, neumáticos o híbridos) y seleccionar el concepto óptimo. Se recopiló información de la planta (planos y cotas) y se desarrolló un modelo CAD del sistema. La verificación se efectuó con simulación FEM en Autodesk Nastran y Simsolid, evaluando falla estática y fatiga en elementos móviles, y con cálculos manuales según el criterio ASME elíptico de vida infinita. Se dimensionaron y seleccionaron componentes de máquinas (ejes, chavetas, acoples, sellos, motorreductor) y uniones estructurales, priorizando un sistema cerrado para control de polvo y materiales resistentes a ambiente portuario. Se seleccionó un tornillo helicoidal inclinado tubular como sistema óptimo de 25 ton/hr, cuyo diseño cerrado contribuyó a la mitigación de polvo. Se especificaron aceros inoxidables para artesa y helicoide por su resistencia a corrosión y abrasión. Las verificaciones arrojaron factores de seguridad a fatiga > 2 para los componentes críticos. Se entregaron planos de presentación, fabricación y montaje conforme a ISO y normas técnicas peruanas. El costo total estimado del sistema ascendió a S/ 90 451,50 antes de IGV. Se concluyó que el sistema propuesto permitió recuperar un porcentaje muy alto del cemento residual con ventajas técnicas y económicas.
Acceso Abierto
Análisis del desempeño electromecánico de sistemas trifásicos bajo escenarios de estrés operacional mediante pruebas controladas en banco predictivo en una empresa metalmecánica
(Universidad Católica de Santa María, 2026-05-27) Flores Flores, Dante Andre
La investigación propone analizar el desempeño electromecánico de sistemas trifásicos sometidos a escenarios controlados de estrés operacional utilizando un banco predictivo en una empresa metalmecánica. El objetivo general es evaluar el comportamiento del motor bajo cargas y condiciones exigentes, generando datos que permitan identificar patrones de deterioro y estimar la vida útil remanente (RUL) mediante un algoritmo predictivo validado con métricas técnicas. El estudio se enmarca en un diseño preexperimental y se desarrolla en un entorno virtual (simulación en MATLAB/Simulink) que replica escenarios de carga eléctrica y mecánica. Se registran y procesan variables como corriente, tensión, temperatura, vibración, torque y velocidad; la información se limpia, normaliza y organiza para su análisis predictivo. El alcance se limita a un motor trifásico simulado en condiciones controladas, con vistas a futuras aplicaciones experimentales. El algoritmo predictivo adoptado es híbrido (PCA + Regresión Lineal Robusta). El flujo metodológico comprende: (i) preprocesamiento (limpieza/normalización), (ii) extracción de características (p. ej., corriente media, vibración RMS, eficiencia), (iii) PCA para reducir correlaciones y ruido, y (iv) regresión robusta para estimar tendencias y proyectar el cruce con un umbral de salud (HI), de donde se deriva la RUL. La validación contrasta las proyecciones con límites y datos del ensayo. Se definen múltiples escenarios de operación para sensibilizar el diagnóstico: base diario (umbral 1.00), conservador (umbral 0.98), alta resolución (24 muestras/día), robusto con énfasis en vibración, térmico y eléctrico (desequilibrio/sobrecorriente). Cada escenario ofrece una vista complementaria del estado del motor y mejora la confiabilidad de la predicción bajo diferentes condiciones. El modelo predictivo híbrido (PCA + Regresión Lineal Robusta) logró una eficiencia media del 89.9 %, una potencia mecánica promedio de 5614.7 W y un desequilibrio de corriente de 5.25 %, estimando una vida útil remanente entre 340 y 420 días según el escenario. Estos resultados demuestran su capacidad para anticipar fallas térmicas y eléctricas, validando su aplicación en estrategias de mantenimiento predictivo industrial.
Acceso Abierto
Propuesta de abastecimiento eléctrico sostenible mediante energía solar fotovoltaica en el casco urbano de Tiabaya, Arequipa - 2025
(Universidad Católica de Santa María, 2026-06-08) Gonzales Delgado, Gustavo Raul
La presente investigación tuvo como objetivo determinar el aporte técnico de un sistema de generación solar fotovoltaica como alternativa de autoconsumo complementario para la reducción del consumo de energía eléctrica convencional en el casco urbano de Tiabaya, Arequipa. El estudio se desarrolló bajo un enfoque cuantitativo, de tipo aplicado, con un diseño no experimental y de nivel descriptivo-evaluativo, empleando técnicas de análisis de datos, simulación energética y evaluación económica. La caracterización de la demanda energética se realizó sobre una muestra de 23 viviendas residenciales, determinándose un consumo promedio de 147.0 kWh/mes por vivienda (4.90 kWh/día), con una alta variabilidad (coeficiente de variación de 54.1%). Asimismo, se identificó que el consumo está influenciado por la tipología residencial, con predominio del nivel bajo (43.5%), seguido del nivel medio (34.8%) y alto (21.7%). A partir de datos de radiación solar promedio de 6.0 kWh/m²·día y un factor de desempeño del 80%, se estimó el potencial de generación fotovoltaica, permitiendo dimensionar un sistema de 7.20 kWp compuesto por 18 paneles de 400 Wp. El sistema propuesto genera aproximadamente 34.560 kWh/día, logrando una cobertura energética del 30.7% respecto a una demanda diaria de 112.700 kWh, lo que evidencia una reducción significativa del consumo proveniente de la red convencional. En términos económicos, el sistema presenta viabilidad, con un ahorro anual estimado de 2409.42 USD, un Valor Actual Neto (VAN) positivo de 14,440.26 USD, una Tasa Interna de Retorno (TIR) de 26.10% y un periodo de recuperación de 4 años. Asimismo, se estimó una reducción de emisiones de aproximadamente 6.46 toneladas de CO₂ por año. Se concluye que la implementación de sistemas fotovoltaicos para autoconsumo parcial en zonas urbanas como Tiabaya permite mejorar la eficiencia energética, reducir la dependencia de la red eléctrica y generar beneficios económicos y ambientales, constituyéndose como una alternativa viable de abastecimiento eléctrico sostenible.
Acceso Abierto
Diseño de un fijador externo tipo Ilizarov personalizado basado en modelos 3D derivados de imágenes radiográficas para el tratamiento de fracturas
(Universidad Católica de Santa María, 2026-06-25) Barrientos Mantari, Jean Paul Eduardo
En el presente trabajo de tesis se diseñó un fijador externo tipo Ilizarov personalizado para el tratamiento de fracturas óseas, empleando modelos tridimensionales obtenidos a partir de imágenes radiográficas del paciente. El objetivo fue mejorar la estabilidad biomecánica del sistema de fijación y optimizar el proceso de planificación del tratamiento desde un enfoque de ingeniería mecánica. El método utilizado consistió en la obtención de imágenes radiográficas, las cuales fueron procesadas mediante el software InVesalius para generar un modelo 3D del hueso afectado. A partir de este modelo, se realizó el diseño detallado del fijador externo utilizando software Inventor, considerando criterios de geometría anatómica, distribución de cargas, selección de materiales biocompatibles y normas técnicas aplicables. Posteriormente, los componentes del fijador fueron evaluados mediante análisis por elementos finitos para verificar su comportamiento mecánico bajo condiciones de carga representativas. Los resultados obtenidos mostraron que los esfuerzos máximos generados en los componentes del fijador alcanzaron un valor de 89.92 MPa, manteniéndose por debajo del límite elástico del material de 450 MPa, lo que garantiza un comportamiento estructural seguro. De igual manera, los desplazamientos máximos obtenidos fueron de 0.004751 mm, evidenciando una adecuada estabilidad del sistema en la zona de la fractura. Desde el punto de vista económico, el análisis técnico-económico se determinó que el costo de fabricación del fijador es aproximadamente de $280.28, lo que representa una reducción del 37,8 % en comparación con dispositivos importados, cuyo costo promedio es de $450. Se concluyó que el diseño propuesto es técnicamente viable y constituye una alternativa eficiente para el desarrollo de dispositivos médicos personalizados aplicables al tratamiento de fracturas óseas.
Acceso Restringido
Diseño de un plan de ejecución para el reemplazo de precipitadores electroestáticos húmedos de la refinería Nexa Resources Cajamarquilla S.A. utilizando la metodología building information modeling (BIM), Lima - Perú
(Universidad Católica de Santa María, 2026-05-13) Ballon Pinto, Juan Diego
La presente investigación abordó la aplicación de la metodología Building Information Modeling (BIM) en el proyecto “Reemplazo de Precipitadores Electrostáticos Húmedos – Planta 1” de la Refinería de Zinc NEXA RESOURCES CAJAMARQUILLA S.A., con el propósito de optimizar la planificación y ejecución de las actividades del proyecto. El objetivo general consistió en optimizar la gestión del proyecto mediante la integración de herramientas digitales que permitieran anticipar interferencias, optimizar recursos y reducir desviaciones en el cronograma. Para lograrlo, se establecieron objetivos específicos orientados a la evaluación del estado actual de la infraestructura existente, la identificación de herramientas BIM adecuadas, la elaboración del cronograma de ejecución y el análisis de mejoras y lecciones aprendidas obtenidas en los talleres de constructabilidad y riesgos operacionales. La metodología BIM fue implementada utilizando herramientas de la plataforma Autodesk, MS-Project y software de gestión de datos de Microsoft, lo que permitió identificar interferencias, planificar maniobras y mejorar la coordinación interdisciplinaria. Gracias a esta implementación y a la estrategia de realizar las actividades durante la parada de planta mayor anual de la refinería, el tiempo estimado de parada de planta se redujo de 44 días a 10 días, aprovechando la parada mayor anual, lo que representó un ahorro económico de más de 20 millones de dólares, al evitar días de inactividad productiva.
Acceso Abierto
Diseño de control vectorial sensorless tolerante a fallas de sensores para un motor de inducción
(Universidad Católica de Santa María, 2026-05-21) Arenas Oviedo, Alvaro Alonso
El presente trabajo desarrolla y valida un sistema de control vectorial sensorless para un motor de inducción, integrando técnicas de identificación de parámetros, estimación de variables de estado y tolerancia a fallas. En una primera etapa, se desarrolló un algoritmo de Optimización por Enjambre de Partículas (PSO) para la identificación de parámetros eléctricos del motor utilizando únicamente datos de placa y manufactura. Mediante la comparación de resultados experimentales se validó esta metodología, obteniendo márgenes de error reducidos en el cálculo de resistencias y reactancias. La estrategia de control de campo orientado (FOC) fue diseñada y evaluada en un entorno de simulación utilizando un enfoque sensorless basado en el Filtro de Kalman Extendido (EKF), lo que permitió estimar la velocidad y el flujo del rotor bajo condiciones dinámicas de operación. Sobre esta base, se desarrolló un sistema de control tolerante a fallas (FTC) apoyado en el EKF, capaz de identificar pérdidas de señal y degradaciones paramétricas en los sensores, permitiendo la reconfiguración automática del control mediante software. Para la validación experimental, se implementó un control vectorial sensorless basado en un Observador de Estado de Luenberger extendido (LSO) sobre un microcontrolador STM32G431RB, utilizando el entorno STM32 Motor Control Workbench. Los resultados experimentales confirmaron la viabilidad de ejecutar control vectorial sensorless en tiempo real, logrando una operación estable y un seguimiento adecuado de las referencias de velocidad y corriente sin el uso de sensores mecánicos.
Acceso Abierto
Mantenimiento sostenible para lubricantes y filtros en transporte liviano: Economía circular en Arequipa Perú (2025).
(Universidad Católica de Santa María, 2026-05-13) Macedo Huaman, Alan Gabriel
Esta investigación desarrolló un modelo de mantenimiento sostenible para la gestión de lubricantes y filtros en una flota de 50 unidades de transporte liviano en Arequipa, Perú, bajo un enfoque de economía circular y alineado con las normas ISO 55001 e ISO 14001. La evaluación inicial (2024) evidenció un costo total de mantenimiento de S/. 377,029, un consumo de 7,621 litros de aceite y 1,098 filtros, con una disponibilidad operativa del 91.7% y solo 10% de gestión formal de residuos peligrosos. Los parámetros tribológicos de referencia establecidos con base en literatura especializada fueron un TBN de 6.9 mg KOH/g, una viscosidad de 14.1 cSt y un nivel de limpieza del aceite (código ISO 4406) de 19/17/14, lo que indica degradación del aditivo alcalino y alta contaminación por partículas de 5-15 micrones (equivalente a un aceite con excesiva carga de partículas sólidas en suspensión). El modelo propuesto, basado en mantenimiento por condición (CBM), establece monitoreo predictivo cada 10,000 km con umbrales críticos de TBN menor a 6.0 mg KOH/g, variación de viscosidad mayor a ±10% y un nivel de limpieza del aceite (código ISO 4406) superior a 21/19/16 (contaminación crítica con riesgo de desgaste acelerado), integrando prácticas de economía circular como microfiltración de aceite usado con filtros de 3 micrones absolutos cada 20,000 km y reacondicionamiento de filtros cada 50,000 km. La proyección para 2025 estima una mejora del TBN a 7.2 mg KOH/g, estabilización de la viscosidad en 14.3 cSt, reducción del nivel de limpieza del aceite (código ISO 4406) a 18/16/13 (lo que significa una disminución significativa de partículas contaminantes), incremento de la disponibilidad operativa al 93.5%, disminución del consumo de aceite en 2,621 litros (34.4%), reducción del consumo de filtros en 348 unidades (31.7%), disminución del costo de mantenimiento correctivo en S/. 69,950 (35.0%), y eliminación de sanciones ambientales por S/. 16,294. El ahorro total anual es de S/. 99,844, representando una reducción del 26.5% del costo total de mantenimiento, con un periodo de recuperación de la inversión inicial de S/. 58,000 en 7 meses. La mejora en el nivel de limpieza del aceite (reducción del código ISO 4406) disminuye el desgaste abrasivo en componentes críticos como camisas de cilindro, anillos de pistón y cojinetes de biela, extendiendo su vida útil. Se implementa un sistema de trazabilidad digital con códigos QR para la gestión de residuos peligrosos, asegurando el cumplimiento de la Ley N° 28256 y el DS-003-2013-MINAM.
Acceso Abierto
Estimación de vida útil restante en motores eléctricos mediante aprendizaje automático aplicado a mantenimiento predictivo en una empresa minera del sur del país
(Universidad Católica de Santa María, 2026-04-29) Flores Alvaro, Renato Adrian
La investigación aborda la estimación de la vida útil restante (RUL) en motores eléctricos de una empresa minera del sur del país, utilizando técnicas de aprendizaje automático supervisado para mejorar la planificación del mantenimiento predictivo y reducir las paradas no programadas. El estudio inicia con la recopilación y preprocesamiento de datos históricos de operación, incluyendo variables como vibración, temperatura y corriente. Posteriormente, se implementan y comparan tres modelos en MATLAB: Bagging (TreeBagger), LSBoost y Red Neuronal (fitrnet). Las métricas empleadas para la validación fueron RMSE, MAE, MAPE y R², permitiendo evaluar la precisión y capacidad de generalización de cada modelo. Los resultados indican que, aunque LSBoost obtuvo mejor desempeño en entrenamiento (RMSE = 17.383, MAE = 13.491, R² = 0.71698), el modelo Bagging (TreeBagger) presentó la mejor capacidad de generalización en datos de prueba (RMSE = 24.352, MAE = 19.208, MAPE = 128.41, R² = 0.4363), superando a LSBoost y a la Red Neuronal. Esto confirma su mayor estabilidad y confiabilidad para estimar el RUL y planificar mantenimientos según escenarios P20, P50 y P98, anticipando fallas entre 12 y 14 meses posteriores al último registro. La investigación demuestra que la integración de machine learning en mantenimiento predictivo es técnica y económicamente viable, ofreciendo una solución escalable para la industria minera mediante el uso de plataformas accesibles como MATLAB y datos operativos disponibles, sin requerir infraestructura costosa.
Acceso Abierto
Optimización de la gestión del mantenimiento de neumáticos para mejorar la disponibilidad de una flota de vehículos livianos y semi pesados aplicando la metodología de mantenimiento TPM
(Universidad Católica de Santa María, 2026-05-07) Pareja Velarde, Joel Franshua
En las operaciones mineras actuales, el mantenimiento cumple un papel fundamental para mantener una producción adecuada, buscando técnicas que maximicen la eficiencia de los planes y su ejecución con el objetivo de alcanzar métricas de clase mundial. Este trabajo aplica la metodología TPM como solución a la baja disponibilidad de los equipos auxiliares en una minera del sur del Perú. La empresa enfrenta una problemática relevante debido a deficiencias en la operación, gestión y ejecución del mantenimiento, lo que refleja un conocimiento limitado de buenas prácticas y estándares, dificultando el cumplimiento de metas y generando paradas intempestivas que comprometen la seguridad y producción. La investigación inicia con un análisis de la situación actual, permitiendo conocer la clasificación, los planes y procedimientos de mantenimiento de los equipos, así como sus condiciones de operación. Esto permitió identificar las fallas más representativas, sus causas y consecuencias. Se determinó que la mayoría de las fallas funcionales se concentran en los neumáticos, componentes clave para la seguridad, eficiencia y disponibilidad. Pese a su importancia, no existe un plan de mantenimiento adecuado. Con base en el análisis, se diseñó un plan enfocado en la gestión de neumáticos, incorporando inspecciones diarias y formatos de recolección de datos para programar paros y evitar fallas, aplicando la metodología TPM alineada a la norma ISO 55000. La implementación de TPM incrementó la vida útil de los neumáticos y la disponibilidad de la flota, generando un ahorro aproximado de $36,000. El monitoreo permitió anticipar desviaciones críticas, reduciendo riesgos y mejorando la continuidad operativa.
Acceso Abierto
Diseño e implementación del sistema fotovoltaico para el abastecimiento hidrico y energetico a la Municipalidad Distrital de Yarabamba - 2025
(Universidad Católica de Santa María, 2026-04-28) Tupa Belizario, Alex Andree; Callata Huaccha, Jose Maria
El proyecto de tesis tiene como propósito suministrar energía eléctrica y agua para uso sanitario e higiénico a base de diseñar e implementar un mecanismo de abastecimiento hídrico y energía fotovoltaica. Para lograr esto, se instalarán paneles solares fotovoltaicos que permitirán proporcionar electricidad proveniente de la irradiación del sol, la cual será usada para abastecer de iluminación a toda la municipalidad, de igual manera, parte de esta energía será utilizada para alimentar la bomba de agua que se encargará de captar, tratar y distribuir el agua a la Municipalidad. De esta manera, se mitigará el hecho de depender de matrices energéticas (no renovables) y se contribuirá a la preservación del medio ambiente. El proyecto aborda el desarrollo investigativo viable técnica, ambiental y económicamente, asimismo, el uso de herramientas y dispositivos necesarios para el método de abastecimiento. También se establecerá un plan de mantenimiento y monitoreo para asegurar el correcto funcionamiento del sistema a largo plazo. Finalmente, el personal es clave en este proyecto en cuanto a su seguridad y bienestar, toda vez que brindan sus servicios a favor del distrito de Yarabamba dentro de la Municipalidad, al garantizarle el acceso a agua y energía eléctrica limpia y renovable, para así contribuir al avance sostenible regional.
Acceso Abierto
Diseño de un plan de mantenimiento basado en ACR y RCM para mejorar la confiabilidad de los tractocamiones de la empresa Transportes Hagemsac
(Universidad Católica de Santa María, 2026-04-06) Tovar Mascaraqui, Mauricio Alexis
Desde una perspectiva económica global, los activos que prestan servicios son esenciales para la competitividad empresarial. En este contexto, Transportes Hagemsac enfrenta la necesidad de fortalecer la confiabilidad y disponibilidad de sus unidades mediante el uso de estrategias de mantenimiento. La presente tesis aborda la problemática de baja disponibilidad y confiabilidad derivados de fallas recurrentes en la flota. Antes de la implementación del plan, el mantenimiento se caracterizaba por acciones correctivas no planificadas, ausencia de criterios de criticidad y limitada documentación técnica, lo que genera paradas imprevistas, incremento en tiempos muertos de reparación y reducción de la confiabilidad operacional. Después de la aplicación de las estrategias de Análisis Causa Raíz y Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad, se estableció una taxonomía jerárquica de equipos, se definió los sistemas más críticos, se determinó el origen de las causas y se implementó acciones preventivas y correctivas para cada modo de falla. El nuevo plan permitió estructurar rutinas de inspección, calendarizar intervenciones y llevar un control de los resultados a través de los indicadores de gestión de mantenimiento. Tras la implementación se evidencio mejoras significativas en la reducción de fallas repetitivas, mayor disponibilidad de los tractocamiones y disminución de costos asociados a reparaciones. Asimismo, se fortaleció la cultura organizacional hacia la confiabilidad, integrando herramientas visuales y capacitación técnica para los equipos de mantenimiento.
Acceso Abierto
Automatización para reducir el consumo energético en la Escuela Profesional de Ingeniería de Sistemas de la UNAMAD - 2025
(Universidad Católica de Santa María, 2026-01-30) Valer Campos, Hamilton Mauricio
La presente investigación aborda una problemática crítica en el ámbito universitario: el elevado consumo energético en las instalaciones de la Escuela Profesional de Ingeniería de Sistemas de la Universidad Nacional Amazónica de Madre de Dios (UNAMAD). En un contexto donde los recursos económicos son limitados y la sostenibilidad ambiental es una prioridad, se propone el diseño e implementación de un sistema automatizado que integre una Raspberry Pi y un Controlador Lógico Programable (PLC) para optimizar el uso de la energía eléctrica. El sistema está orientado al monitoreo y control de dispositivos como iluminación, ventilación y equipos electrónicos, mediante sensores de ocupación y medidores de consumo. La arquitectura propuesta permite la supervisión en tiempo real, la toma de decisiones automatizada y la generación de reportes energéticos. Aunque aún no se cuenta con datos definitivos sobre el impacto del sistema, se espera que su implementación contribuya significativamente a la reducción del consumo energético, con estimaciones preliminares que proyectan una disminución superior al 20%. La metodología empleada es de tipo aplicada-experimental, con fases de diagnóstico, diseño, implementación y validación. Se utilizaron herramientas como Node-RED, Python, TIA Portal y protocolos de comunicación industrial como Modbus RTU. El sistema fue diseñado bajo estándares técnicos nacionales e internacionales, incluyendo IEC 61158, IEEE 1459 e ISO 50001. Además de los beneficios técnicos, se espera que el proyecto fomente una cultura de eficiencia energética entre estudiantes, docentes y personal administrativo, promoviendo el uso responsable de los recursos y fortaleciendo la formación en automatización industrial. El modelo desarrollado es escalable y replicable, lo que permite su adaptación a otras instituciones educativas de la región amazónica y del país.
Acceso Abierto
Propuesta de autosuficiencia energética parcial y generación de hidrogeno verde para taller de mantenimiento empleando energía fotovoltaica
(Universidad Católica de Santa María, 2025-12-10) Quispe Del Carpio, Fernando Manuel
En la actualidad, países como Japón, Australia, Chile, Canadá y Arabia Saudita se encuentran realizando inversiones considerables para formar parte del proceso de transición energética global. Considerando ello, la presente investigación busca diseñar un sistema de generación fotovoltaico para alimentar un taller y un sistema de producción de hidrógeno, el cual funcionará como fuente de energía o combustible para alimentar generadores eléctricos o equipos de soldadura respectivamente. La metodología empleada en esta investigación consistió en seleccionar la carga más representativa y dimensionar un sistema de generación fotovoltaico que permita cubrir como mínimo esa demanda energética, para posteriormente validar el diseño con el software PVsyst. Una vez cuantificados los excedentes en la generación, se procedió a seleccionar el sistema de generación de hidrógeno que use esta energía para su funcionamiento. Para el desarrollo de la tesis se elaboró un estudio cuantitativo (basado en variables cuantificables como el nivel de radiación, energía, eficiencias, entre otras) que busca una solución técnica para lograr incorporarnos al proceso de transición energética. Los datos para el diseño fueron tomados de bases de datos históricas recopiladas por la National Aeronautics and Space Administration (NASA), la información de los equipos fue extraída de las hojas de datos de los fabricantes y la validación de cálculo se elaboró con el software PVsyst. Como resultado se logró diseñar un sistema que permite abastecer de energía limpia a la carga más representativa del taller durante la jornada laboral de 11 horas diarias, y además permite aprovechar la energía excedente para poner en marcha un sistema de generación de hidrógeno, que servirá como punto de inicio para la implementación de tecnologías avocadas a contribuir en el proceso de transición energética.
Acceso Abierto
Propuesta de autosuficiencia energética parcial y generación de hidrogeno verde para taller de mantenimiento empleando energía fotovoltaica
(Universidad Católica de Santa María, 2025-12-10) Quispe Del Carpio, Fernando Manuel
En la actualidad, países como Japón, Australia, Chile, Canadá y Arabia Saudita se encuentran realizando inversiones considerables para formar parte del proceso de transición energética global. Considerando ello, la presente investigación busca diseñar un sistema de generación fotovoltaico para alimentar un taller y un sistema de producción de hidrógeno, el cual funcionará como fuente de energía o combustible para alimentar generadores eléctricos o equipos de soldadura respectivamente. La metodología empleada en esta investigación consistió en seleccionar la carga más representativa y dimensionar un sistema de generación fotovoltaico que permita cubrir como mínimo esa demanda energética, para posteriormente validar el diseño con el software PVsyst. Una vez cuantificados los excedentes en la generación, se procedió a seleccionar el sistema de generación de hidrógeno que use esta energía para su funcionamiento. Para el desarrollo de la tesis se elaboró un estudio cuantitativo (basado en variables cuantificables como el nivel de radiación, energía, eficiencias, entre otras) que busca una solución técnica para lograr incorporarnos al proceso de transición energética. Los datos para el diseño fueron tomados de bases de datos históricas recopiladas por la National Aeronautics and Space Administration (NASA), la información de los equipos fue extraída de las hojas de datos de los fabricantes y la validación de cálculo se elaboró con el software PVsyst. Como resultado se logró diseñar un sistema que permite abastecer de energía limpia a la carga más representativa del taller durante la jornada laboral de 11 horas diarias, y además permite aprovechar la energía excedente para poner en marcha un sistema de generación de hidrógeno, que servirá como punto de inicio para la implementación de tecnologías avocadas a contribuir en el proceso de transición energética.
Acceso Abierto
Diseño e implementación de un módulo de ventilación para el laboratorio de la Escuela Profesional de Ingeniería de Minas de la Universidad Católica de Santa María
(Universidad Católica de Santa María, 2026-10-02) Flores Zavala, Cristhiam Jose; Garcia Nuñez, Fabrizzio Renato
La presente tesis desarrolla el diseño, implementación y validación de un módulo didáctico de ventilación destinado al laboratorio de la Escuela Profesional de Ingeniería de Minas de la Universidad Católica de Santa María. El objetivo principal es proporcionar una herramienta experimental que permita simular y analizar el comportamiento de sistemas de ventilación subterránea en condiciones controladas de laboratorio. El módulo está conformado por un ventilador centrífugo, un sistema de ductos modulares de aluminio, instrumentos de medición como anemómetro, higrómetro, tubo de Pitot, manómetro digital y manómetro vertical inclinado. Finalizando con un variador de frecuencia monofásico que permite ajustar la velocidad de operación. La integración de estos componentes permite replicar configuraciones reales de ventilación minera a escala, facilitando la medición de parámetros clave como el caudal de aire, la pérdida de carga y la eficiencia del sistema. Los resultados obtenidos a partir de los ensayos experimentales validan la funcionalidad del módulo como una herramienta técnica y formativa. Su implementación permite no solo reforzar conceptos fundamentales de ventilación minera, sino también promover el análisis crítico, la interpretación de resultados técnicos y la comprensión de las condiciones operativas de un sistema de ventilación, aspectos clave en la formación de ingenieros especializados en minería subterránea.
Acceso Abierto
Propuesta de diseño de un sistema de montaje estructural e hidráulico aplicado a molinos de bolas y semiautogenado para una mina productora de cobre del Perú
(Universidad Católica de Santa María, 2025-12-30) Anco Arapa, Darwin Lizardo
El presente proyecto tiene como objetivo proponer el diseño de un sistema de montaje estructural e hidráulico aplicado a molinos de bolas y semiautógenos en una mina productora de cobre del Perú. La presente tesis se subdivide en tres capítulos. En el primer capítulo titulado Marco metodológico se planteó el problema que se desarrolla en la tesis asi como el objetivo general y los objetivos específicos los cuales se refieren al diseño de un soporte estructural, unidad hidráulica y selección de winche para el giro del molino. Determinando las variables y exponiendo la justificación del problema resuelto; también se revisó los antecedentes afines al problema planteado para tener una visión más amplia de la solución del problema planteado. En el segundo capítulo referido al marco teórico, se estudió y detalló el proceso de diseño de ingeniera que se desarrolló, asi también se explica algunos conceptos relacionados al análisis estructural, y se detalla lo que es un molino de bolas y semiautógeno asi como sus partes más principales como el Shell, liners, trunnion, bearing, sistema motriz los cuales tiene que ser montados de manera cuidadosa para evitar pérdidas de tiempo durante la construcción de una planta concentradora. En tercer capítulo llamado “Diseño conceptual”, se desarrolla el cálculo para el diseño del soporte estructural del molino, determinando el tipo de viga, columna que soportan el peso del molino, asi también el cálculo de pernos, soldadura y orejas de izaje; el cálculo está sustentado en el manual de construcción del Instituto Americano de Construcción en Acero (AISC). También se determinó la carga inicial para el giro del molino y con este valor poder seleccionar el winche requerido para el giro del molino, el cual se tiene que realizar para el montaje de los componentes del molino; y por último se hizo el diseño de la unidad hidráulica auxiliar, basado en la norma API 650, donde se calculó el espesor y medidas del tanque de depósito de aceite y la selección del motor y bomba basados en el caudal y presión de trabajo requerido. El resultado final es una guía práctica y técnica que aporta soluciones innovadoras a al proceso de montaje de molinos, con seguridad, eficiencia y rentabilidad de los proyectos mineros en el Perú. En la actualidad los molinos son una parte esencial de la producción de mineral, lo que nos lleva a realizar un montaje preciso para proteger sus componentes
Acceso Abierto
Ampliación de las redes de los alimentadores 3004 y 3005 ante el incremento proyectado de la demanda energética al 2040 mediante análisis en ETAP, La Rinconada – Puno
(Universidad Católica de Santa María, 2025-12-10) Lopez Cuno, Wilber Ivan
El siguiente trabajo de tesis titulado: “AMPLIACIÓN DE LAS REDES DE LOS ALIMENTADORES 3004 Y 3005 ANTE EL INCREMENTO PROYECTADO DE LA DEMANDA ENERGÉTICA AL 2040 MEDIANTE ANÁLISIS EN ETAP, LA RINCONADA – PUNO” analiza el impacto del incremento proyectado de la demanda energética al año 2040 sobre los alimentadores 3004 y 3005 del centro poblado La Rinconada – Puno, con el propósito de determinar las acciones de ampliación, optimización y refuerzo necesarias para garantizar un suministro eléctrico eficiente y confiable. El estudio se desarrolla en un contexto caracterizado por un crecimiento poblacional y minero sostenido, que ha incrementado significativamente la demanda de energía en la zona. Ante este escenario, se plantea la necesidad de realizar una evaluación técnica que permita planificar el desarrollo del sistema de distribución a largo plazo. La metodología aplicada combina el análisis técnico y estadístico, sustentado en la recopilación de información real y georreferenciada del sistema de media tensión, la modelación de redes en el software ETAP y la proyección de la demanda mediante el modelo estadístico ARIMA. En esta etapa se realizó el análisis de flujo de carga, a fin de evaluar las condiciones operativas del sistema bajo distintos escenarios de crecimiento, considerando parámetros como cargabilidad, niveles de tensión y pérdidas técnicas, conforme a los límites establecidos por las normas IEC y NTP vigentes. Este enfoque integral permitió identificar los sectores más vulnerables y cuantificar la capacidad operativa del sistema frente al incremento progresivo de la demanda energética. Los resultados del análisis evidencian que, de mantenerse las condiciones actuales, la infraestructura eléctrica actual no será suficiente para cubrir la demanda proyectada, lo que podría comprometer la continuidad y calidad del suministro. En respuesta, se plantearon alternativas técnicas de ampliación y redistribución de cargas que optimizan la operación de las redes, mejoran el perfil de tensión y fortalecen la confiabilidad del sistema. En conclusión, la investigación demuestra la importancia de la planificación eléctrica con base en modelos predictivos y simulaciones computacionales, como herramientas clave para el diseño de sistemas más sostenibles, eficientes y resilientes ante el crecimiento energético futuro

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