Área de Mecánica y Materiales - Tesis

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    Propuestas para controlar la disminución de potencia efectiva en una turbina debido al arrastre de sales en el vapor de admisión
    (Universidad de Piura, 2024-01) Borja Torres, Hector Daniel; Quispe Chanampa, Carlos Nicolás
    La tesis tiene como objetivo estudiar y analizar el comportamiento de la turbina de vapor, dentro de una central térmica de cogeneración, reconociendo las problemáticas, identificando sus principales causas, proponiendo e implementando mejoras. La problemática encontrada es la disminución de potencia efectiva de la turbina de contrapresión, que se le atribuye a la presencia de sales en el vapor de admisión y que repercute en la disminución del volumen de energía eléctrica generada por mes. Se describe el procedimiento correctivo usado para mitigar esta disminución, que consiste en un lavado de los componentes internos de la turbina. Así mismo, se hace un recuento de las consecuencias negativas que trae consigo, tanto la presencia de sales en el vapor, como los continuos lavados realizados para recuperar la capacidad de la turbina. La metodología usada consiste, primero, en realizar un análisis secuencial de las causas raíces que dan origen a la problemática encontrada, de tal manera que sea posible diseñar unos planes de acción que respondan a estas causas raíces. Posteriormente, se definirán los indicadores que medirán el éxito o fracaso de éstos, tales como el volumen de energía eléctrica generada por mes y el ratio de ensuciamiento. A continuación, se describirá el proceso de implementación de los planes de acción y, finalmente se realizará una comparación, desde la óptica de los indicadores antes definidos, del comportamiento de la turbina, con la finalidad de observar las mejoras obtenidas. Dentro de los resultados encontrados, se pueden destacar el aumento de un 7.4% del volumen de energía eléctrica generada por mes y la disminución del promedio mensual del ratio de ensuciamiento de 18% a 11%. Al eliminar el arrastre de sales y recuperar las condiciones de diseño de la turbina, se logró eliminar casi por completo la disminución de potencia efectiva y el performance de la turbina mejoró considerablemente.
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    Diseño de un rodete de turbina Francis utilizando el Método Bovet para aumentar su potencia y rendimiento
    (Universidad de Piura, 2024-01) Cruz Camacho, Máximo Miguel; Valdiviezo Espinoza, Juan Junior
    La tesis tiene como objeto estudiar los procesos de diseño y simulación hidráulica, con la finalidad de diseñar un rodete de turbina Francis utilizando el método Bovet para aumentar su potencia y rendimiento. En el primer capítulo se establece el marco teórico sobre las centrales hidráulicas y turbinas afines. Se definen los conceptos, parámetros de diseño y además ecuaciones paramétricas de diseño para un rodete Francis, se presenta también el estado del arte donde se muestran antecedentes a nivel nacional e internacional. En el segundo capítulo se lleva a cabo la parametrización del perfil hidráulico, donde se llega a tener los valores adimensionales y dimensionales, además se definen parámetros complementarios para conseguir el diseño completo del rodete de turbina Francis. Además, se definen los parámetros iniciales y de contorno del software de simulación. Se analizan los resultados obtenidos del software donde se simuló el rodete diseñado. Finalmente se establecen los valores de diseño preliminar de un rodete Francis, para el cual se implementó la simulación del software ANSYS. Además, se logran identificar las diferencias relacionadas entre el rodete diseñado por el método Bovet y el rodete modelo con el cual se realizó la comparación.
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    Diseño y Optimización del Sistema Contra Incendio de un Tanque de Almacenamiento de Hidrocarburos en Planta de Ventas Piura
    (Universidad de Piura, 2023-12) Carrasco Távara, Pedro Eduardo; Lizana Bobadilla, Víctor
    El presente trabajo se basa en el diseño de un sistema contra incendio de un tanque de almacenamiento de hidrocarburos ubicado en la ciudad de Piura. Los distintos tipos de tanques almacenan una gran cantidad de volumen de hidrocarburos y de acuerdo a su clasificación se realizan estudios de riesgos para evaluar los posibles escenarios de incendio del producto. El cese del fuego en el tanque y posibles reacciones en cadena con tanques aledaños es fundamental para evitar daños mortales y materiales. Por lo tanto, es importante diseñar e implementar un sistema contra incendio en estos tanques para que no ocurra ninguna catástrofe de esta índole. Se pretende diseñar y optimizar un sistema contra incendio actual del tanque mencionado y para alcanzar el objetivo de la tesis, se toman como referencia los requerimientos mínimos de las normas nacionales e internacionales, así como los decretos supremos. Se realizaron casos de estudios para el sistema de enfriamiento con agua y el sistema de espuma con variaciones del diámetro de tuberías y factores K de los aspersores. Las variables a considerar son el caudal de aplicación, la presión en los rociadores y el menor diámetro de tubería en todo el sistema para el ahorro económico. Los cálculos hidráulicos aplicados son los referidos de las normas y se estiman con la presión de salida de la bomba y con iteraciones hasta obtener el mismo caudal de salida con el caudal entregado mediante dos tablas que consideran la pérdida de fricción de las tuberías y accesorios. Se logró obtener una mejor configuración de diseño que verifica un ahorro de caudal necesario y un ahorro económico respetando los requerimientos mínimos. Por lo que se concluye que se trata de una optimización respecto al sistema actual en todos los factores que se evalúan y económicamente.
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    Diseño automático de un tijeral con software Matlab y su verificación con el software de elementos finitos en Solidworks
    (Universidad de Piura, 2023-12) Ferre Fenco, Diego Angel; Ramirez Cardoza, Franco Augusto; Castro Sánchez, Miguel
    La tesis tiene como objetivo el diseño y modelado de una estructura metálica tipo tijeral utilizando dos herramientas informáticas: MATLAB y SolidWorks, con la finalidad de poder comparar los resultados entre un lenguaje de programación y un software de diseño CAD 3D. El primer capítulo de este trabajo, se plantea desarrollar un marco teórico que aborda tanto antecedentes relevantes y conceptos fundamentales para una comprensión más profunda del proyecto. Dentro de este marco, se proporciona una descripción detallada y una explicación exhaustiva del diseño estructural que se va a implementar. Además, se analizan en detalle los perfiles estructurales que se utilizarán, se profundizará en las propiedades del acero estructural seleccionado y se explorará de manera minuciosa el método de elementos finitos, todo ello con el propósito de establecer una base sólida para el proyecto. El segundo capítulo, se realiza un análisis exhaustivo del lenguaje de programación, resaltando la importancia de esta herramienta. Se aborda en detalle el desarrollo de algoritmos, la creación de gráficos y su visualización tanto en 2D como en 3D. También se proporciona, una descripción breve de los elementos de programación, presentados en una tabla con su respectiva explicación. Finalmente, se presenta un diagrama de flujo que ilustra de manera clara el proceso de desarrollo del código para el tijeral. En el tercer capítulo se enfoca en la implementación del código para el diseño del tijeral utilizando MATLAB. En este capítulo se detalla minuciosamente el código necesario para abordar tres casos distintos, correspondientes a longitudes de base del tijeral de 15, 20 y 27 metros. El objetivo principal de este capítulo es proporcionar una explicación del código del tijeral, con el propósito de obtener resultados óptimos que puedan posteriormente se comparados con los generados por otro software. En el cuarto capítulo, se procederá a la creación y diseño del tijeral utilizando el software SolidWorks. Paralelamente, se llevará a cabo un análisis estático de este proyecto mediante SolidWorks Simulation, con el objetivo de calcular las fuerzas que afectan a las barras del tijeral. Estos resultados se utilizarán para su posterior comparación con los obtenidos a través de MATLAB.
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    Diseño de una línea de fabricación para la elaboración de elementos constructivos de polietileno reciclado mediante el proceso de extrusión
    (Universidad de Piura, 2023-09) Atoche Ludeña, Angela Sofia; Farfán Marchán, Ney Margarita; Uriol Paulini, José Luis
    La investigación expone la problemática surgida por la incorrecta gestión de residuos de plástico y propone una solución para la reutilización de estos residuos direccionándolos en principio hacia un beneficio social. En ese sentido, se diseña una línea de fabricación de elementos estructurales como ladrillos a partir de plásticos reciclados a base de polietileno de alta densidad, con el fin de realizar un aporte a la reducción de contaminación ambiental. Asimismo, se describe el proceso de fabricación del producto final. Es importante recalcar que investigación no contempla el estudio de materiales. En el Perú no hay datos concretos sobre el uso del polietileno en la industria de la construcción. Hay esfuerzos de personas individuales y pequeñas empresas para dar uso al polietileno reciclado en diferentes ámbitos como objetos, envases o contenedores. Pero todavía no se tiene un registro de la producción en cantidades industriales. La empresa Banánica en la ciudad de Piura hace uso del polietileno de alta densidad reciclado (HDPE) para obtener perfiles angulares de buena calidad que se usan para empaquetamiento de sus productos. Teniendo a esta empresa como referencia, se planteó la línea de fabricación donde se investigó acerca de cada uno de los sistemas a diseñar. Esta línea está compuesta por : molde de acero para obtener un ladrillo (Gaggino, 2019), sistema de transporte (Villacorta, 2020), sistema elevador (Vargas, 2015) y sistema de enfriamiento (Sánchez,2021). Empleando apropiadas ecuaciones de diseño se obtiene de manera teóricamente las dimensiones de los componentes de la línea de fabricación. Con tales dimensiones se hicieron las maquetas digitales de los componentes en SolidWorks, se aplicaron las cargas, hizo el análisis por elementos finitos para obtener los esfuerzos, deformaciones y el factor de seguridad respectivo. Los resultados encontrados permitieron validar los cálculos teóricos. El trabajo se realizó como parte de un proyecto de investigación a efectos de lograr un elemento estructural (ladrillo) muy versátil sin tener en cuenta el sentido comercial, que deberá ser parte de una investigación posterior.
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    Propuesta de modelo de gestión de mantenimiento preventivo y predictivo a molino de secado de bagazo
    (Universidad de Piura, 2023-09-26) Varona Ancajima, Kelvin Rodrigo; Quispe Chanampa, Carlos Nicolás
    La gestión de mantenimiento en la actualidad ha cobrado mayor importancia, debido a la necesidad de mantener una línea de producción confiable. Desde sus inicios cuando el área de mantenimiento solo atendía de forma reactiva y se intervenía hasta que el equipo falle, hasta las herramientas de confiabilidad que se disponen hoy en día, han permitido mejorar la gestión de activos otorgando mayor disponibilidad y confiabilidad. El presente tema de tesis propone el planteamiento de un plan de mantenimiento preventivo y predictivo, del equipo estático rotativo más crítico en el área de molienda en una fábrica productora de etanol y azúcar, con la finalidad de maximizar su rendimiento mecánico, mejorar la disponibilidad mecánica y confiabilidad, cumpliendo así con los objetivos estratégicos de la empresa. Estas dos estrategias mencionadas permitirán por un lado definir el cambio o recuperación de componentes de desgaste con una frecuencia establecida, y por el otro, enfocarse en la condición del equipo, a través de técnicas de monitoreo periódicos que permitirán detectar fallas incipientes que afecten el proceso productivo. Se empleará una metodología muy usada en la gestión de activos, partiendo de la definición de la taxonomía, lo que permitirá introducir al activo en una gestión controlada a través de algún software; el análisis de criticidad del equipo y de repuestos, el primero asegura que sistemas o subsistemas se debe enfocar el plan de mantenimiento y el segundo permite establecer medidas para el correcto abastecimiento de repuestos críticos. Por último, con la experiencia adquirida y conocimiento detallado del equipo, es la definición de actividades, con recursos y frecuencia definidos, tanto para el cambio o recuperación de componentes, así como establecer las técnicas predictivas a emplear.
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    Diseño de un cuadro de mandos con la herramienta Power BI para optimizar la toma de decisiones en el área de mantenimiento de maquinaria pesada en el sector minero
    (Universidad de Piura, 2023-09-26) Vargas Machuca Mondragón, Cristhians Moisés; Vásquez Díaz, Edilberto
    En este trabajo de investigación, se busca implementar un cuadro de mandos mediante la herramienta de inteligencia empresarial Power BI que permita visualizar, comparar y analizar la información de las órdenes de trabajo para la toma de decisiones en el mantenimiento de maquinaria pesada en el sector minero. A través de 4 fases, se detalla el proceso de diseño del cuadro de mandos desde el análisis y selección de valores relevantes de la base de datos hasta su publicación. El trabajo de investigación arrojó el resultado esperado, concluyendo que es factible la implementación de un cuadro de mandos a través de Power BI en el área de mantenimiento de maquinaria pesada para mejorar su desempeño en la empresa. A través de este diseño, se demuestra que el autoservicio de inteligencia de negocios está al alcance de todas las empresas que cuentan con su área de mantenimiento de maquinaria pesada y es posible adaptarse a las nuevas tecnologías a un precio económicamente razonable.
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    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.
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    Propuesta de plan de mantenimiento centrado en la confiabilidad para mejorar la producción de alcachofa de la línea piloto en la empresa Viru S.A.
    (Universidad de Piura, 2023-09-13) Valdiviezo Cornejo, Martin Enrique; La Madrid Olivares, Raúl
    La presente tesis tiene como finalidad proponer un plan de mantenimiento de una línea de producción de alcachofa en la empresa Viru S.A. Para llegar a ese objetivo se desarrolla la metodología del mantenimiento centrado en confiabilidad (RCM) junto con el análisis de otras normas que faciliten la aplicación. La metodología por utilizar está establecida en los siguientes pasos: antes de aplicar RCM, durante el RCM y propuesta del RCM. Antes de aplicar el RCM se recopila la información necesaria de la línea de producción que servirá como insumo. Esto es la identificación del problema, los indicadores de mantenimiento actuales, la estructura sistemática de equipos y cuáles son los críticos. Durante el análisis de RCM se determinan los modos y efecto de falla (AMEF) de los equipos críticos de la línea de producción. Finalmente se propone un plan de mantenimiento basado en la confiabilidad indicando la actividad a realizar, el tipo de mantenimiento, el encargado y la frecuencia en que la actividad debería ser ejecutada.
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    Diseño, fabricación y montaje de un almacén con cobertura de lona ignífuga
    (Universidad de Piura, 2023-09-12) Salas Ordinola, Eduardo Pierre; Vásquez Díaz, Edilberto
    El objetivo de la presente tesis es presentar un diseño de almacén con una estructura liviana, desmontable, versátil y segura que tiene la novedad del uso de una cobertura ignifuga que incrementa el tipo de materiales que se pueden almacenar y reduce en gran medida las posibilidades de siniestros que se traduzcan en pérdidas significativas. La tesis describe todo el proceso desde el diseño de la estructura metálica utilizando el método LRFD como indica la normativa actual del RNE, el procedimiento de fabricación que contempla los pasos a seguir para trabajar cada uno de los componentes que conforman la estructura siempre con las medidas de seguridad de trabajo en taller, así mismo se presentara el procedimiento de montaje del almacén siguiendo una manera de instalación propuesta bajo ciertas condiciones preestablecidas y siguiendo todas las medidas de seguridad bajo la normativa G-050 y la ley 29783 de seguridad y salud en el trabajo.
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    Metodología de cálculo de la disponibilidad en plantas concentradoras de minerales
    (Universidad de Piura, 2023-09-05) Céspedes Espinoza, Jaime Eduardo; Yaksetig Castillo, Jorge
    La tesis tiene como objetivo mostrar una metodología de cálculo de la disponibilidad en distintos modelos de plantas concentradoras, teniendo en cuenta la configuración de sus equipos, esto es, dispuestos en un arreglo serie o en redundancia (paralelo), considerando que la disponibilidad de planta se relaciona también con dichas configuraciones. En la investigación desarrollada se explica el proceso productivo de las plantas concentradoras de minerales, a fin de entender la importancia de cada equipo dentro del proceso. Además de ello, se definen diagramas de bloques para cada uno de los modelos de plantas indicando las relaciones serie y en redundancia entre los equipos. Por otro lado, también se aplican ecuaciones de disponibilidad para sistemas de equipos, encontrando oportunidades de mejora en su aplicación y teniendo en cuenta las consideraciones para una correcta aplicación de las mismas. Los resultados de disponibilidad de cada planta llevaron a la conclusión que disponibilidad y configuración de equipos se relacionan, además que los eventos de indisponibilidad afectaran de manera distinta a cada modelo de planta debido a las diversas configuraciones.
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    Osteosíntesis con placas LCP en fracturas de tibia: posición de tornillos y situación biomecánica
    (Universidad de Piura, 2023-07-07) Gago Ho, Mario Javier; Ojeda Díaz, Carlos; Ulrich, Dieter
    En esta tesis, con la finalidad de poder determinar la más apropiada disposición de los tornillos de cabeza bloqueadora en una placa LCP, actuando así como fijador interno, para la estabilización de fracturas diafisiarias de tibia, se desarrolló un modelo tridimensional con elementos finitos y, a su vez, evaluaciones con ensayos mecánicos de modelos in-Vitro. Se tomaron también en cuenta algunas condiciones fisiológicas. Específicamente, analizamos los efectos de la longitud del ponteo de tornillos y de su número sobre la distribución de carga en el hueso, esfuerzos en el implante y deformaciones interfragmentarias tanto post-operatorias como durante la temprana etapa del proceso de curación de la fractura. El presente estudio sugiere, si es que no se logra un completo contacto cortical interfragmentario y que, para pequeños intersticios, las condiciones mecánicas pueden ser ventajosas para la placa LCP cuando se dejan libres, cuanto menos, dos agujeros consecutivos alrededor del área de la fractura; mientras que para fracturas conminutas, es ventajoso la colocación de tornillos lo más cercano, cuanto practicable, a la abertura en la fractura.
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    Estudio del stress corrosion cracking y su impacto sobre la integridad mecánica de un oleoducto
    (Universidad de Piura, 2023-04-26) Salazar Castillo, Darwin Manuel; Guerrero, Rosalba; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Mecánica Eléctrica.
    La corrosión es una de las principales fuentes de amenazas para la integridad mecánica de un oleoducto, siendo un proceso de deterioro natural, siempre estará presente en todas las aleaciones de ingeniería. Dentro de las formas más estudiadas de fallas por corrosión, el agrietamiento por corrosión bajo tensión (CBT) o stress corrosion cracking (SCC) es, quizás, la más peligrosa debido a que es indetectable y provoca la fractura del material sin previa advertencia, pudiendo alcanzar niveles catastróficos de daño. La tesis presenta un estudio descriptivo de una falla debido al fenómeno de agrietamiento por corrosión bajo tensión ocurrido en un tramo de un oleoducto que llevó a una fuga de gran magnitud. Se recogen algunos datos de un análisis de la falla realizado por un laboratorio especializado para contrastarlos con documentación técnica con la finalidad de proporcionar un sustento teórico que dé validez a los resultados presentados en el informe del laboratorio y a los factores identificados que dieron origen a la falla. Se espera que esta investigación abra las puertas al interés del estudio de los fenómenos de corrosión, con el fin de entender y aplicar mecanismos de mitigación y prevención. Se concluye que la morfología ramificada del agrietamiento es la característica principal identificada que sugiere que la falla se produjo por el mecanismo de corrosión bajo tensión, probablemente de pH alto. Asimismo, se concluye que la microestructura observada corresponde a una ferrita-perlítica propios de un acero de bajo carbono. Sin embargo, la tenacidad no es muy alta, viéndose afectada por la composición química del acero, usado en la época de construcción, en especial su alto contenido de azufre identificado en la espectroscopía, en comparación con un acero de fabricación moderna, que promueve el agrietamiento cuando el material se ve sometido a procesos en caliente, en especial los de soldadura. Asimismo, se sostiene que lo evidenciado en campo, como los vestigios de corrosión y el deterioro del recubrimiento, demuestran una reducida aplicación de las técnicas de inspección en tiempos prudenciales establecidos por las normas correspondientes. Se recomienda que el departamento de mantenimiento establezca un plan de inspección óptimo, como parte de un plan de mantenimiento preventivo y predictivo, siguiendo los lineamientos normativos para que, en el futuro, se disminuya el número de intervenciones correctivas. Entre las técnicas de evaluación del estado del recubrimiento, es posible que se establezcan planes de inspección DCVG y/o PCM a lo largo de la trayectoria del ducto en períodos de entre uno a dos años.
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    Montaje del tanque reactor CONVERTER SO2 en la unidad WSA del Proyecto de Modernización de la Refinería de Talara (PMRT)
    (Universidad de Piura, 2023-04-26) Takamura Heredia, Jorge Enrique Yoshiro; Machacuay, Jorge; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Mecánica Eléctrica.
    El trabajo tiene como objetivo describir la ejecución de dos sub proyectos en simultáneo, en distintas plantas del proyecto de modernización de la refinería de Talara (PMRT), realizado por la empresa Consorcio Engineering GYRT SAC entre agosto del 2021 y agosto del 2022 : la planta de ácido sulfúrico - WSA (Water Sulfuric Acid), y la planta de sistema de recuperación de condensado - RCO (Recovery Condensate Operation). La implementación de la planta de ácido sulfúrico (WSA), consistió en la instalación y montaje de dos estructuras metálicas prefabricas llamadas: rack A de 2985 piezas metálicas, y rack BT3 de 486 piezas metálicas, compuestas por estructuras metálicas, vigas, columnas, escaleras enjauladas (cagged ladder), rejillas de pisos (gratting), pasamanos, perfiles horizontales y verticales, entre otros. Se montaron sobre los racks 73 equipos, entre ellos: hornos, reactores, intercambiadores de calor, drums, separadores, compresores, bombas, motores eléctricos, columnas, torres, tanque de almacenamiento, entre otros. El equipo reactor CONVERTER SO2 requirió de un montaje y construcción de cuatro módulos, previo al izaje sobre las estructuras del rack A, debido a que en la parte inferior de cada módulo se debían ensamblar sus respectivos enfriadores. Para culminar con la construcción de la planta, se montaron todas las tuberías que conectaban los equipos y tuberías que enlazaban con otras plantas. Por su parte, el Sistema de Recuperación de Condensado (RCO) consistió en el montaje de equipos ya fabricados, para ser izados sobre sus respectivos pedestales; también se ejecutaron instalaciones, rectificaciones, nivelaciones y alineamiento de tuberías de acuerdo al material y su medida. Se concluye que una vez terminado los trabajos de soldeo de cada elemento, se procedió con las pruebas de END (pruebas de ensayos no descructivos), realizándose al 100% las pruebas de verificación: inspección visual, de tintes penetrantes, y de ultrasonido.
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    Fundamentos y desarrollo de implantes dentales para aliviar el edentulismo en poblaciones de extrema pobreza de Perú
    (Universidad de Piura, 2022-11-16) Otero García, Oscar Josemaría; Valverde Romero, Giancarlo Fernando; Ojeda Díaz, Carlos; Castillo Córdova, Segundo Gerardo; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Mecánica Eléctrica.
    La presente tesis investiga los fundamentos teóricos y prácticos relacionados con el edentulismo y los implantes dentales con el fin de orientar en la elección del tratamiento de implantes dentales, así como establecer los criterios para que su diseño y fabricación sean funcionales y estéticos mediante tecnologías CAD/CAM. Además, se busca evaluar que estos criterios y recomendaciones se tomen en cuenta como base para que un futuro se puedan diseñar modelos de implantes dentales acorde a las necesidades de la población de extrema pobreza en su mayoría en zonas rurales. La investigación parte de los antecedentes regionales, nacionales e internacionales que se tienen acerca del edentulismo y los implantes dentales. Seguidamente se presentan las causas y consecuencias del edentulismo , a cuántas personas afecta en el país y de qué manera es tratada por la población. Asimismo se trata el tema de la mecanobiología de los huesos y la implantología dental y se describen las partes de un implante además de las consideraciones para el diseño de todo un sistema de implantes y el estudio biomecánico correspondiente. De igual modo se explica el uso de las imágenes médicas como base para el diseño de los implantes. Finalmente se desarrollan los criterios para la simulación, modernización y eficacia de los implantes; de igual modo se muestran las normas ISO y ASTM más recientes tomadas en cuenta para los tratamientos con implantes dentales. El trabajo concluye que a diferencia de la prótesis dental, los implantes presentan mayores beneficios para una persona edéntula, debido a que éstos se anclan al hueso alveolar oseointegrándose y permitiendo que la carga oclusal, la carga de masticación, entre otras cargas se distribuyan por toda la superficie en contacto con el implante dental, esto hace que el hueso se encuentre constantemente sometido a esfuerzos y no se reabsorba como es el caso del uso de una prótesis dental. Asimismo, el análisis mediante elementos finitos es uno de los mejores métodos utilizado, el mismo que, partiendo de imágenes médicas obtiene un nuevo diseño de un implante dental, el cual posteriormente se pueda analizar computacionalmente su comportamiento mecanobiológico en la interfase hueso-implante. Se concluye además que los materiales más usados en los núcleos de los implantes dentales son el titanio CP de grado 4 y el titanio de grado 5 o Ti6Al4V ELI, debido a que tienen una alta resistencia a la rotura y muy buena biocompatibilidad, pese a ser muy buenos biomateriales, grandes empresas fabricantes de implantes dentales continúan creando nuevos biomateriales que superan a los demás.
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    Diseño de compuerta hidráulica de recepción para retorno de material disgregado a apron feeder de chancado primario
    (Universidad de Piura, 2022-06-08) Alvarado Correa, José Carlos; Machacuay, Jorge; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Mecánica Eléctrica.
    El trabajo describe las actividades y los aportes que se realizaron durante la ejecución del proyecto Mejoras en la Seguridad de los Electroimanes del Chancador Primario en minera Las Bambas, situada en el distrito de Challhuahuacho, entre las provincias de Cotabambas y Grau, región Apurímac, a más de 4000 m.s.n.m., durante el período de agosto 2019 hasta enero del 2020. La ejecución del proyecto estuvo a cargo de la empresa Ingeniería y Construcción Sigdo Koppers y consistió en diseñar una compuerta de recepción del material proveniente de la descarga del electroimán. De esta forma cuando la compuerta se abra, permitirá que el material retorne a la faja de sacrificio mediante un chute de descarga que también deberá implementarse. Finalmente, para asegurar que toda la descarga del electroimán caiga en la compuerta se diseñó un tolvín el cual cubre toda la carrera del electroimán en el momento de la descarga. A lo largo del desarrollo del proyecto fue necesario tomar decisiones y ejecutarlas siguiendo procedimientos basados en el estándar de minera Las Bambas. Para lograr todo ello, se utilizó técnicas que fueron de gran ayuda como: recopilación de información, observación, trabajo en equipo, elaboración de informes e Inspección en campo. Finalmente, se logró el objetivo de crear un ambiente seguro para el desempeño de los operarios en las tareas de retiro de elementos ferrosos del proceso. Además, se incrementó la eficiencia de la tarea, ya que se disminuyó considerablemente el tiempo de parada del apron feeder.
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    Estudio y diseño asistido por computador de un pórtico desmontable para transporte y elevación de carga
    (Universidad de Piura, 2022-03-01) Risco Ramos, Redy; Ojeda Díaz, Carlos; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Mecánica Eléctrica.
    El objetivo principal de la tesis es el aprovechamiento del computador utilizando softwares profesionales de última generación para el diseño de una estructura especifica y con esto ayudar a la divulgación y modernización de los conocimientos y técnicos relacionadas al diseño mecánico, especialmente, entre los alumnos de pregrado.
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    Modelado y construcción a escala de torno convencional impreso en 3D para fines académicos
    (Universidad de Piura, 2021-08-30) Maza Durand, Victor Mercedes; Castro Sánchez, Miguel; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Mecánica Eléctrica.
    El objetivo de la tesis es realizar el dimensionamiento y modelado de un torno convencional, el cual, posteriormente, fue reproducido a escala utilizando la técnica de la impresión 3D, con el fin de apoyar en la enseñanza y facilitar la comprensión de las máquinas más utilizadas en el sector metal mecánico puesto que, teniendo modelos digitales, se puede explicar de manera más didáctica el funcionamiento de ellas. Para lo cual, se realiza un levantamiento de información de una máquina de torno convencional que será modelado en el software SolidWorks para realizar la impresión en 3D, y el ensamble final debe tener todas las interacciones similares al modelo de la máquina real. Por lo que, se presentará el estado de arte de la impresión 3D, así como las herramientas que se utilizan para esto. Acto seguido, se explicará un poco de fundamentos de mecanizado utilizado en el torno, la historia de esta máquina herramienta y algunas magnitudes físicas que son importantes en el funcionamiento del torno. Asimismo, se detallará el modelado y construcción del torno realizado en el programa SolidWorks, el cual ha sido utilizado en este proyecto. Finalmente, se detalla cuáles fueron las modificaciones hechas en este modelo para realizar la impresión. En tanto, se concluye que la impresión 3D es muy importante para la metodología de enseñanzas actuales, comprobándose la posibilidad de imprimir ensambles funcionales que ayudarán para la apreciación del funcionamiento de este tipo de máquinas-herramientas muy utilizadas en el sector industrial.
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    Estudio de factores influyentes en el cálculo de la constante dieléctrica en agregados de concreto
    (Universidad de Piura, 2021-07-19) Abanto Mayta, Franco Israel; Soto Bohórquez, Juan Carlos; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Mecánica Eléctrica.
    El objetivo de la tesis es evaluar y determinar los factores que influyen en la medición de la constante dieléctrica en agregados de concreto. Para lo cual, se propone y estudia cinco posibles factores de influencia: humedad, temperatura y espesor de la muestra de agregado, así como la frecuencia y el rango de emisión de las ondas electromagnéticas. En tanto, para determinar la influencia de estos factores en el cálculo de la constante dieléctrica, se establecerán las estrategias de control adecuadas para su aplicación en la vida real, mejorando el rendimiento de la producción. Por lo que, se analiza la influencia de factores relevantes en el cálculo de la constante, midiendo el cambio de su valor ante los cambios de valores de cada factor. El análisis se efectuó en cuatro canteras, realizando un estudio independiente de cada una de ellas, debido a las denotadas diferencias en sus características físicas y químicas. Por lo demás, se trabajó con cuatro niveles de humedad, dos niveles de frecuencia, dos niveles de espesor de la muestra, dos niveles de temperatura y dos niveles de rango de frecuencia. La técnica de medición utilizada se denomina: “Técnica del Libre Espacio” y resulta ideal para establecer un control en línea al no ser invasiva, ni destructiva, y no requiere una preparación previa de la muestra trabajando, inclusive, en condiciones adversas. El parámetro que se mide con dicha técnica es la constante dieléctrica, la cual, tiene correlación positiva con el contenido de humedad. Finalmente, se logró determinar que los factores propuestos tienen una influencia significativa en la constante dieléctrica, pudiendo variar la interacción de estas en cada cantera. Además, se demostró que existen diferentes combinaciones de dichos factores que influyen en la constante dieléctrica, siendo los más influyentes los de mayor orden. Los resultados obtenidos para las canteras estudiadas, demuestran que existe relación significativa (sig.<0.05) entre los factores propuestos y el cálculo de la constante dieléctrica, aunque cada cantera tiene sus propias peculiaridades.
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    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.