Área de Mecánica y Materiales

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Análisis de fatiga en piezas mecánicas usando el método de los elementos finitos
(Universidad de Piura, 2012-09-14) García Lazo, Pierre; Machacuay, Jorge; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Programa Académico de Ingeniería Mecánico-Eléctrica
La paresente investigación recoge los conceptos y métodos de Análisis de fatiga para elementos mecánicos, con especial atención al diseño de ejes, debido a que son los elementos más comúnmente usados. Se acompaña esta introducción y guía del Análisis de Fatiga con el software 'Cosmos' del 'Solid Works' -basado en el método de los elementos finitos (MEF)-, donde se mencionan sus ventajas, desventajas y cómo superar algunos de los problemas más generales que se puedan presentar en cuanto al manejo e interpretación de sus datos de ingreso y sus resultados.
Análisis de la planificación y programación de mantenimientos dinámicos basados en la condición de la maquinaria en una empresa agroindustrial
(Universidad de Piura, 2024-01) García Trauco, Renato Gustavo; Soto Bohórquez, Juan Carlos
La tesis tiene como objetivo analizar la planificación y programación de los mantenimientos dinámico basados en la condición de la maquinaria desarrollados en una empresa agroindustrial. La necesidad de este análisis surgió después de no lograr cumplir con las fechas de producción establecidas al finalizar el año. La flota examinada incluye cargadores frontales, cosechadoras, excavadoras, retroexcavadoras, tractores agrícolas y volquetes. El enfoque del análisis se centró en el factor tiempo, crucial en la gestión de mantenimiento. Se utilizó un algoritmo específico que determina el tiempo necesario para reparar una maquinaria y el número de equipos que se pueden trabajar en un tiempo limitado. Este algoritmo es ideal dadas las condiciones de tiempo restringido y alta demanda de maquinaria en la agroindustria. Los resultados revelaron fortalezas y debilidades en la planificación y programación actuales, proporcionando datos valiosos para mejorar la toma de decisiones.
Análisis de los gases de escape como método de diagnóstico y mantenimiento de un motor Diesel marino
(Universidad de Piura, 2012-09-14) Acosta Columbos, Carlos; Saavedra García Zabaleta, Rafael; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Programa Académico de Ingeniería Mecánico-Eléctrica
El presente trabajo de investigación tiene como objetivo fundamental mostrar a los motoristas de las embarcaciones pesqueras artesanales de Paita quela técnica de monitoreo de gases de escape puede utilizarse como un método de diagnóstico de averías.
Análisis de modos de falla y sus efectos para un ventilador primario de 370 kW en una caldera térmica del sector agroindustrial
(Universidad de Piura, 2024-12) Bedon Chorres, Manuel Alfredo; Risco Ramos, Redy
La tesis tiene como objetivo realizar un estudio acerca de los modos de falla y sus consecuencias de un ventilador primario de una caldera térmica aplicando la metodología mantenimiento basado en la confiabilidad, de tal modo que se llegó a proponer planes de mantenimiento para las componentes críticas basados en el análisis de modos y efectos de fallas. Se realizó un plan de mantenimiento en base a los resultados obtenidos de la metodología de análisis de modos de falla y sus efectos para ubicar todos los modos de fallo presentes en los componentes del ventilador primario, el cálculo de número de prioridad de riesgo para determinar los modos de falla más críticos y el análisis causa raíz para focalizar el plan de mantenimiento a situaciones específicas. El análisis que se realizó dio como resultado un plan de mantenimiento basado en la confiabilidad, así como posibles ajustes de diseño para el ventilador primario de 370 kW. Además, se calculó la probabilidad esperada luego de la aplicación del plan de mantenimiento y se hizo una predicción para la reducción de las pérdidas ocasionadas por el fallo del ventilador primario de 370 kW. Basados en los resultados obtenidos se llega a la conclusión de que la metodología aplicada en la tesis resulta ser eficaz en el incremento de confiabilidad y reducción de tiempos de inactividad en el ventilador primario; además, dicha metodología podría ser aplicada a diversos equipos de fábrica con el fin de aumentar confiabilidad y reducir tiempos de inactividad.
Análisis del sistema de martillos de un molino seco en la producción de harina de pescado
(Universidad de Piura, 2021-06-17) Jimenez Gandulias, Alfonso Hipolito; Machacuay, Jorge; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Mecánica Eléctrica.
El objetivo de la tesis es contribuir a un mejor conocimiento en la gestión de la molienda en la fabricación de harina de pescado con el fin de disminuir la tasa de fallas, reducir costos de materia prima, energía y mantenimiento, y aumentar la calidad del producto y su eficiencia. Para lo cual, se recopilan los principales hechos históricos en la actividad pesquera peruana hasta la actualidad, así como el impacto producido en el país y su problemática. Adicionalmente, se enumeran y explican las características y funcionamiento de los tipos de molinos, así como de las industrias donde se aplican a nivel mundial. El análisis se realizó a partir de los datos de un molino de la empresa COPEINCA en su planta de la localidad portuaria de Bayóvar (Piura, Perú). En tanto, se realizó una retroinspección para analizar las fuerzas mecánicas y dinámicas interactuadas en pleno funcionamiento del molino. Para el cálculo de los martillos, se planteó el uso de materiales como SS316, SS304, AISI 1045 y ASTM A36. Por otro lado, para el eje principal se planteó usar Acero VCL-V320, AISI 4340, AISI 304, AISI 316 INOX y Acero H-V945, utilizados para componentes de equipos de industrias alimentarias. Los valores obtenidos permitieron plantear una relación respecto a dimensiones entre los componentes de acuerdo con una potencia predeterminada. Finalmente, se realizó un análisis estático y de fatiga, además de verificar los datos analíticos y analizar la deformación y zonas de falla por el método de elementos finitos usado en el software SolidWorks, sustentado los valores esperados para el óptimo funcionamiento del equipo. Se concluye que el análisis de las partículas de trabajo en un molino permitió encontrar una relación entre su tamaño y la potencia del equipo. A menor tamaño de la partícula de salida, mayor potencia se requería.
Análisis técnico y económico sobre producción, almacenamiento y transporte de biodiesel en Perú
(Universidad de Piura, 2012-09-14) Vértiz Díaz, Luis Eduardo; Marcelo Aldana, Mario Daniel; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Programa Académico de Ingeniería Mecánico-Eléctrica
La presente investigación efectúa un análisis técnico y un análisis económico sobre la problemática realcionada a la falta de conocimiento en los temas de almacenamiento y distribución de biodiesel, debido a la reciente disposición del reglamento de Ley no. 28054 y D.S. 021-2007-EM (Reglamento para la comercialización de biocombustibles de abril de 2007) que establece que a partir del 1° de enero de 2009, será obligatoria en todo el país la comercialización del Diesel B2, en reemplazo del Diesel No. 2 y, desde el 1° de enero de 2011, será obligatoria la comercialización del Diesel B5, en reemplazo del Diesel B2.
Análisis termoexergético de un motor Diesel asistido por computador
(Universidad de Piura, 2012-09-14) Albújar Chancafe, Raúl; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Programa Académico de Ingeniería Mecánico-Eléctrica
Teniendo en cuenta la importancia del concepto de exergía en la termodinámica como una medida cuantitativa de la energía aprovechable en un proceso termodinámico, se considera que existe un vacío cuya cobertura adquiere una gran importancia, permitiendo tener un análisis termodinámico completo de un motor Diesel. La metodología que se utiliza para el estudio del balance energético del motor Diesel se basa de la metodología realizada por el ruso M.S. Jóvaj en su libro "Motores de automóvil".
Análisis y mejora del plan de mantenimiento de un buque tanque petrolero de la empresa Transgas Shipping Lines
(Universidad de Piura, 2023-09-26) Quiñonez Salpietro, Jorge Rodrigo; La Madrid Olivares, Raúl
La tesis se enfoca en analizar y mejorar el plan de mantenimiento de un buque tanque con el objetivo de incrementar la eficiencia y confiabilidad de las operaciones de mantenimiento. Los buques tanque son fundamentales para el transporte global de productos líquidos, por lo tanto, es esencial contar con un plan de mantenimiento adecuado para garantizar su seguridad y disponibilidad. El estudio comienza con una revisión exhaustiva de la literatura existente sobre mantenimiento de buques tanque para establecer una base sólida de conocimientos teóricos y prácticos. A continuación, se recopila información detallada sobre el buque tanque en estudio, incluyendo su historial de mantenimiento, los procedimientos actuales y los registros de fallos y averías. Se realiza un análisis exhaustivo de las actividades de mantenimiento existentes para evaluar su eficacia y su impacto en la disponibilidad operativa del buque. Se identifican áreas de mejora potencial y se proponen modificaciones al plan de mantenimiento existente. Se utiliza un enfoque basado en el análisis de criticidad, que prioriza las actividades de mantenimiento según su impacto en la seguridad, operatividad y costos. Se emplean técnicas como el Análisis de Modos y Efectos de Fallas (AMEF) y el análisis de Ishikawa para identificar posibles causas de fallo. Finalmente, se evalúan las mejoras propuestas considerando aspectos como reducción de costos, aumento de disponibilidad operativa y mejora en la seguridad. Se realizan simulaciones y se comparan resultados antes y después de implementar las mejoras. En resumen, esta tesis presenta un enfoque sistemático y basado en datos para analizar y mejorar el plan de mantenimiento de un buque tanque. Las propuestas buscan aumentar la eficiencia, confiabilidad y seguridad de las operaciones de mantenimiento, generando beneficios económicos y operativos para la empresa Transgas Shipping Lines.
Análisis, diseño y fabricación de una leva industrial mediante técnicas avanzadas de manufactura
(Universidad de Piura, 2012-09-14) Sánchez-Elías Burstein, Fernando; Yaksetig Castillo, Jorge; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Programa Académico de Ingeniería Mecánico-Eléctrica
La presente investigación tiene como objetivo el estudio, análisis, correcta fabricación y el reemplazo de una leva industrial averiada, para cumplir con la solicitud de una empresa generadora de energía eléctrica. Para ello se realiza un estudio y ajuste detallado de la pieza original, asegurando su correcto funcionamiento y evitar una falla en el futuro. Finalmente se plantea el proceso de su manufactura con el fin de procurar un diseño eficaz y gran ahorro económico, al fabricar la pieza en el Perú.
Aplicación del mantenimiento centrado en confiabilidad a turbinas de vapor de una fábrica de etanol
(Universidad de Piura, 2018-10-18) San Martín Cornejo, Carlos Fernando; Yaksetig Castillo, Jorge; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Mecánica Eléctrica.
La tesis tiene como objetivo principal aplicar las herramientas del mantenimiento centrado en confiabilidad a las turbinas de contrapresión y condensación de una fábrica de producción de etanol en la ciudad de Piura. Por lo que, en la primera parte del estudio, se analiza la criticidad de las turbinas y luego se utiliza la norma ISO 14224:2006(E) para disgregar cada una de ellas en sistemas. Con lo cual, se elabora un análisis de modos y efectos de fallas por cada sistema, calculando números de prioridad de riesgo. Para ello, se utilizan diagramas de Pareto y se aplica RCM al componente de mayor relevancia. En la segunda parte se utilizan e interpretan indicadores de medición de efectividad del mantenimiento con información del SAP (Sistemas, Aplicaciones y Productos en Procesamiento de datos). Además, se presenta un marco real del comportamiento y utilización de las turbinas, identificando los problemas que más han afectado desde su arranque. La investigación concluye que, dada la criticidad de las turbinas dentro del proceso productivo del etanol, su costo adquisitivo, y el potencial de pérdida total material y daño personal en caso ocurra una falla de la válvula de cierre rápido, se justifica económicamente con la implementación de esta metodología.
Aplicación del mantenimiento centrado en la confiabilidad (RCM) a bombas de carga en una refinería
(Universidad de Piura, 2020-06-04) Cruzado Valladares, Ricardo José; Yaksetig Castillo, Jorge; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Mecánica Eléctrica.
La tesis tiene por objetivo realizar una aplicación de la metodología de Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad (RCM) en las bombas de carga de una refinería ubicada en la ciudad de Talara (Piura, Perú). Por lo que, se analizan a fondo estos activos con la finalidad de conocer los modos de fallas, con sus respectivas consecuencias, e implementar un plan de mantenimiento que minimice costos y garantice la disponibilidad de estos equipos. Como resultado, se realiza la propuesta de mantenimiento en las bombas de carga de la unidad de destilación primaria, así como el análisis del costo de ciclo de vida. Adicionalmente, se obtuvieron las hojas de información tanto de la bomba centrífuga como del elemento crítico de la bomba, el sello mecánico. Finalmente, a través del plan de mantenimiento propuesto, se comprueba que la confiabilidad operacional depende considerablemente de la forma en la que se realizan las actividades preventivas durante la operación de los equipos.
Bombeo de crudo altamente viscoso en el Tramo I del O. N. P. mediante bombas de tornillo
(Universidad de Piura, 2012-09-14) Díaz Ugarte Quiroz, José Walter; Marcelo Aldana, Mario Daniel; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Programa Académico de Ingeniería Mecánico-Eléctrica
La presente investigación propone el uso de las motobombas de desplazamiento positivo tipo tornillo para el bombeo de crudos altamente viscosos en el Tramo I del Oleoducto Nor Peruano, en reemplazo de la actual motobomba centrífuga. Para verificar la factibilidad de lo planteado se realiza el análisis económico y se muestran los criterios tomados para dicho análisis. Los resultados son satisfactorios, llegando a la conclusión que es conveniente el reemplazo por las motobombas tipo tornillo.
Caracterización de aleaciones férreas mediante metalografía no destructiva
(Universidad de Piura, 2012-09-14) Lupú Sandoval, Elmer; Castro Sánchez, Miguel; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Programa Académico de Ingeniería Mecánico-Eléctrica
La presente investigación tiene como objetivo establecer una metodología para la caracterización metalográfica de materiales férreos mediante la técnica de la réplica metalográfica en el campo. De acuerdo a los resultados obtenidos se concluye que se ha logrado cumplir con el objetivo principal de la tesis, que es obtener réplicas metalográficas de calidad en el campo, en las que se pueden apreciar con bastante claridad las fases presentes en las mismas para los diferentes materiales de cada componente inspeccionado. Y en algunos casos se recomienda el tiempo de ataque adecuado, y el número de réplicas por punto a tomar, para asegurar réplicas de buena resolución.
Caracterización de la función mantenimiento en el sector agroindustrial de la Región Piura
(Universidad de Piura, 2019-04-12) Ruiz Venegas, Álvaro Santiago Francisco; Yaksetig Castillo, Jorge; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Mecánica Eléctrica.
El objetivo de la tesis es realizar un diagnóstico general de la gestión del mantenimiento a una muestra de grandes empresas del sector agroindustrial de la región Piura. Para lo cual, la herramienta a utilizar es un cuestionario de evaluación de la gestión de mantenimiento, diseñado por Terry Wireman en Estados Unidos y traducido al español. Asimismo, se realiza la validación del cuestionario con la finalidad de comprobar si mide adecuadamente el estado actual del área de mantenimiento de las empresas del sector agroindustrial de la región. Tras la verificación, se aplica el cuestionario a la mayor cantidad de empresas del sector y se determina, a partir de los resultados, el estado del área de mantenimiento de las empresas en estudio. El trabajo concluye que el diagnóstico ha logrado representar el estado del área de mantenimiento del sector agroindustrial de la región. Por lo que, su utilización simplifica tiempo y costo en futuras investigaciones, ya sea para otros sectores de la región, como para otro tipo de ambiente. Con los resultados, en cuanto al aspecto de un mantenimiento asistido por computadora (CMMS), se da a conocer que muchas empresas carecen de esta herramienta de gestión de mantenimiento que, además de ordenar las tareas, pone al día con información actualizada a los supervisores.
Caracterización de las tierras de moldeo de El Porvenir de la provincia de Sullana
(Universidad de Piura, 2012-09-14) Ordinola Castillo, Julio César; Yaksetig Castillo, Jorge; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Programa Académico de Ingeniería Mecánico-Eléctrica
La presente investigación tiene como objetivo principal caracterizar una de las tierras de moldeo utilizada en la provincia de Sullana, proveniente de El Porvenir ubicada en la misma provincia. La caracterización de una tierra de moldeo es una aplicación de las medianas y grandes industrias, para disminuir en buena medida los costos que requiere la fabricación de una pieza de metal sana y aumentar la calidad de la misma.
Construcción, ensamblaje y pruebas de motor neumático
(Universidad de Piura, 2019-07-09) Checa Aguilar, Nils Anthony; Castro Sánchez, Miguel; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Mecánica Eléctrica.
La tesis tiene como objetivo exponer una serie de actividades para la construcción, ensamblaje y pruebas de motor neumático de aletas cuyo perfil de estator es diferente a los convencionales, al presentar como ventaja una mayor uniformidad de torque. Para ello, se realiza una descripción que permita estimar la velocidad de rotación cuando se establece una presión de trabajo y se somete a una determinada carga externa. Siendo, los valores más destacados, aquellos que se obtuvieron a una presión de trabajo de 7 bares. Adicionalmente, según la norma UNE-EN ISO 5249, el motor no produce una vibración dañina para el operario. Con tal fin, se tratan los conceptos básicos a tener en cuenta para entender el proyecto: las aplicaciones, los elementos que constituyen un circuito neumático y los procesos de fabricación que harán posible la construcción del modelo. De esta forma, se detallan las partes del motor y su geometría, y su comportamiento termodinámico y cinético en el proceso de fabricación, desde la materia prima hasta su acabado final. Finalmente, se exponen las pruebas a las que fue sometido el motor para conocer la curva característica en una determinada presión. El estudio determina que muchos defectos y características del contexto operativo no pueden ser representados en las simulaciones, por lo que se propone realizar un proyecto que analice y ofrezca mejoras para un mejor desempeño del motor.
Control y monitoreo del sistema de protección catódica en fondo de tanques de hidrocarburos
(Universidad de Piura, 2012-09-14) Peña Cacho, Daniel; Oquelis Cabredo, Justo; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Programa Académico de Ingeniería Mecánico-Eléctrica
La presente investigación realiza la búsqueda y análisis de las principales alternativas que conforman un sistema de control y monitoreo remoto de los sistemas de protección catódica, diseñados para controlar la corrosión en el fondo de unos nuevos tanques de hidrocarburos de una refinería.
Corrosión en metales expuestos a la atmósfera en la zona industrial de la ciudad de Talara
(Universidad de Piura, 2012-09-14) Oyola Sánchez, Franklin Uber; Guerrero, Rosalba; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Programa Académico de Ingeniería Mecánico-Eléctrica
La presente investigación comprende la categorización de corrosividad atmosférica en la zona industrial de la ciudad de Talara, así como, la determinación de velocidades de corrosión en probetas de Fe, Cu, Al y Zn. Estas probetas estuvieron doce meses de exposición libre en dicha atmósfera.
Desarrollo de un prototipo de control para mordazas mecánicas de la empresa ALLMATIC-Jakob Spannsysteme GmbH
(Universidad de Piura, 2020-09-25) Vega Cruz, Carlos Diego; Chinguel Arrese, César Alberto; Paiba Samamé, Luis Enrique; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Mecánica Eléctrica.
La tesis tiene como objetivo implementar mejoras en el sistema AutoClamp de la firma Allmatic-Jakob Spannsysteme GmbH, empresa alemana líder a nivel mundial en el diseño y fabricación de mordazas mediante el diseño de un prototipo de control a lazo cerrado y el diseño base de una placa electrónica para el control y accionamiento del sistema. Con tal fin, se analizaron los componentes del sistema tanto mecánicos, electrónicos y de software. De esta manera, se desarrolló un prototipo de control a lazo cerrado utilizando la medición de fuerza entre las bocas de la mordaza como señal de realimentación para cerrar el lazo y el diseño de una electrónica que permita un desarrollo y mantenimiento modular. En tanto, el sistema exige un control a lazo cerrado PI debido a la dinámica he histéresis del sistema. Mediante la experimentación, se buscó valor Ki y Kp que le permitan cumplir con su funcionamiento requiriendo la menor energía. Para lo cual, se implementó un motor con mayor voltaje y de igual potencia que el anterior con el objetivo de disminuir la corriente.
Desarrollo de un sistema RF para monitorear la fuerza en una mordaza industrial
(Universidad de Piura, 2019-07-09) Vásquez Palacios, Alvaro Horacio; Vásquez Díaz, Edilberto; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Mecánica Eléctrica.
La tesis tiene como objetivo desarrollar un prototipo funcional de un sistema de medición de fuerza, clamp assist, para las mordazas de la empresa Allmatic, con la finalidad de garantizar un sistema modular y un montaje sencillo del sistema de medición dentro del husillo. Para ello, fin se describen las etapas que se siguieron en el diseño y construcción del clamp assist, para las mordazas fabricadas por la empresa alemana ALLMATIC-Jakob Spannsysteme GmbH. Con lo cual, se pretende que el diseño cumpla con las exigencias de la industria actual: modularidad, seguridad, bajo consumo energético y arquitectura abierta, así como los requerimientos de factor de forma para su instalación, sin perder de vista el diseño ágil y reusable. Con el fin de estudiar las partes del sistema y determinar las mejoras necesarias al sistema actual, se analiza el clamp assist que en la actualidad se viene instalando en las mordazas. Luego, se examina el sistema físico de la mordaza para el diseño y construcción de una celda de carga que se utiliza como sensor de fuerza. Posteriormente, se estudia la tecnología electrónica disponible para el desarrollo del sistema de medición y de comunicación. De esta manera, se diseña y construye un prototipo clamp assist. Por lo demás, la investigación permite la implementación de un laboratorio de electrónica en Allmatic, y la posibilidad de desarrollo de nuevos proyectos para otras empresas del sector industrial de máquinas herramientas y CNC.

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