INGENIERÍA: Ciencia, Tecnología e Innovación https://revistas.uss.edu.pe/index.php/ING <p>Revista Científica Ingeniería: Ciencia, Tecnología e Innovación es una revista científica que forma parte de las líneas de publicación del Centro Editorial de la Universidad Señor de Sipán y tiene como objetivo la publicación semestral de los resultados de las investigaciones de los docentes, estudiantes y público en general a nivel nacional e internacional.</p> FACULTAD DE INGENIRÍA, ARQUITECTURA Y URBANISMO es-ES INGENIERÍA: Ciencia, Tecnología e Innovación 2313-1926 <p>Derechos de autor 2021. El o autores conservan los derechos de autor y conceden a la Revista INGENIERÍA: Ciencia Tecnología e Innovación el derecho a la publicación del artículo.</p> <p><a href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" rel="license"><img style="border-width: 0;" src="https://i.creativecommons.org/l/by/4.0/88x31.png" alt="Licencia Creative Commons"></a><br>Esta obra está bajo una <a href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" rel="license">Licencia Creative Commons Atribución 4.0 Internacional</a></p> DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN ROBOT PARA DESINFECCIÓN DE SUPERFICIES CON LUZ ULTRAVIOLET https://revistas.uss.edu.pe/index.php/ING/article/view/2161 <p>En respuesta a la emergencia sanitaria producto del COVID-19 se diseña un prototipo de robot móvil con el objetivo de automatizar los protocolos de desinfección en los salones de la universidad industrial de Santander en preparación para el eventual retorno a la presencialidad. Este prototipo hace uso de lámparas de luz ultravioleta tipo C ampliamente utilizadas para el tratamiento de agua y aire en espacios cerrados pero que debido al riesgo que representan para los seres humanos apenas comienza a implementarse en otros ambientes con ayuda de robots y sistemas de automatización. Se realizó entonces el diseño en detalle que involucra la parte mecánica, electrónica y de software basado en los requerimientos correspondientes. La fabricación del prototipo transcurre durante la emergencia sanitaria y por lo tanto se busca que en su mayoría pueda ser construido desde casa con poca ayuda de terceros y con componentes disponibles en el mercado local. Para la capa de software se hace uso de la plataforma ROS que facilita la programación de robots autónomos y se implementó una aplicación móvil para permitir el manejo remoto. Finalmente, se realizaron las pruebas de operación en los salones de la UIS y se concluyó que el sistema realizado puede cumplir su función de forma efectiva, pero hacen falta varias mejoras tanto en hardware como en software para optimizar su desempeño y confiabilidad.</p> Juan Diego Villamizar García Javier Rangel Castro Jorge Enrique Meneses Flóres Derechos de autor 2022 Juan Diego Villamizar García, Javier Rangel Castro, Jorge Enrique Meneses Flóres http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0 2022-06-06 2022-06-06 9 1 1 15 10.26495/icti.v9i1.2161 DEMÉTER: PROTOTIPO FUNCIONAL DE ROBOT ELIMINADOR DE MALEZA EN CULTIVOS RECTOS DE LECHUGA https://revistas.uss.edu.pe/index.php/ING/article/view/2162 <p>Las técnicas agrícolas tradicionales producen una alta degradación del suelo y generan problemas de salud a los productores. En los cultivos hay tres tareas que requieren una mayor inversión física y económica: la plantación, el mantenimiento y la cosecha; en este artículo se abordó el problema de la escarda o mantenimiento que se realiza de forma mecanizada y semanal en los cultivos de lechuga. Los robots agrícolas están en pleno auge y con ellos la agricultura de precisión, soluciones que aseguran los sistemas económicos que permiten mejorar la calidad de vida de los campesinos, Deméter es un robot con visión artificial y un sistema de control embebido en una placa Arduino capaz de realizar recorridos autónomos en cultivos rectos de lechuga, utilizando el módulo PixyCam como sistema de navegación. Para la eliminación de las malas hierbas, se construyó una herramienta a escala utilizada por los tractores para esta función, prescindiendo de los agroquímicos. El sistema automático Deméter tuvo un desempeño aceptable con limitaciones mecánicas para la corrección direccional, la PixyCam tuvo problemas de detección al realizar el levantamiento del campo y hubo objetos de color similar al de la lechuga, la herramienta realizó un desyerbe de 65% en los surcos, pero ineficiente en las cercanías de la lechuga. La investigación sirve de apoyo para futuros desarrollos enfocados a la agrotecnología global, Colombia apuesta por la tecnificación del emprendimiento de campo y el desarrollo de alternativas disruptivas como solución a los problemas de la agricultura convencional.</p> Cristian Camilo Ardila Saavedra Jonathan Jerez Uribe Jorge Enrique Meneses Flóres Derechos de autor 2022 Cristian Camilo Ardila Saavedra, Jonathan Jerez Uribe, Jorge Enrique Meneses Flóres http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0 2022-06-06 2022-06-06 9 1 16 25 10.26495/icti.v9i1.2162 PROCESO DE DESINFECCIÓN Y RECICLAJE DE TAPABOCAS A BASE DE POLIPROPILENO PARA POSIBLES APLICACIONES INDUSTRIALES https://revistas.uss.edu.pe/index.php/ING/article/view/2163 <p>El aumento de la producción de tapabocas a base de materiales poliméricos a raíz de la expansión del virus Covid -19 en el mundo, ha generado un incremento en la contaminación ambiental y visual, debido a la falta de cultura y de diferentes alternativas de reciclaje y reutilización de estos elementos de protección personal fabricados a base de polipropileno. En este artículo de investigación se pretende dar a conocer un proceso de desinfección y reciclaje de los tapabocas; con el fin de establecer un procedimiento de desinfección eficiente que seguridad para iniciar la manipulación y reciclaje de un tapabocas usado; para luego si lograr revisar y analizar las propiedades físico– químicas del material reciclado para luego realizar posibles aplicaciones de tipo industrial. Para este proceso de desinfección, se realizó un estudio químico y pruebas de laboratorio, con el fin de eliminar diferentes contaminantes de Riesgo Biológico como; lo son Bacterias y Hongos que puedan afectar la salud de quienes deseen realizar la manipulación directa de los tapabocas reciclados; para confirmar la esterilización del material e iniciar a realizar el reciclaje y reutilización del polipropileno obtenido en los tapabocas. Con este proceso de desinfección y reciclaje se pretende dar a conocer una nueva alternativa de reciclaje de los tapabocas enfocados en minimizar y reducir la contaminación ambiental y visual que se está generando actualmente; por parte de la población que utilizan a diario este elemento de protección personal; con el fin de mitigar el riesgo por contagio directo por Covid-19.</p> Jesús Ricardo Castro Caballero Derechos de autor 2022 Jesús Ricardo Castro Caballero http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0 2022-06-06 2022-06-06 9 1 26 32 10.26495/icti.v9i1.2163 OPTIMIZACIÓN DEL ÁNGULO DE TRANSMISIÓN EN LOS MECANISMOS PLANOS ARTICULADOS DE CUATRO BARRAS APLICANDO LA NATRIZ JACOBIANA Y LOS MULTIPLICADORES DE LAGRANGE-2021 https://revistas.uss.edu.pe/index.php/ING/article/view/2164 <p>Uno de los mecanismos articulados que es el más sencillo y cuenta con un grado de libertad, es el de cuatro barras. En el contexto de la síntesis dimensional, el problema a resolver es diseñar o encontrar un mecanismo generador de movimiento que cuente con un índice de mérito óptimo de una tarea específica. El índice de mérito es la medida del ángulo de transmisión, se desea optimizar esta variable debido a que genera una excelente ventaja mecánica. Se requiere dos o tres posiciones prescritas del eslabón acoplador para el análisis de diseño, puede tener pivotes especificados en una zona de trabajo, desarrollando un sistema de ecuaciones no lineales para hallar las posiciones de los pivotes, pares móviles del acoplador y longitudes de los eslabones, se revuelven mediante el uso del Jacobiano y además los multiplicadores de Lagrange para optimizar el ángulo de transmisión. Se genero un código en Python que sirvió luego de hacer varias iteraciones para encontrar la solución que más se ajusta al propósito dado. Este trabajo contribuirá a mejorar el aprendizaje de los estudiantes de ingeniería mecánica porque les facilitará una herramienta de Software que permita encontrar mejores soluciones y además contar con excelentes herramientas de diseño<strong>. </strong></p> Néider Andrés Ramos Corredor Fidel Alfonso Romero Toledo Heriberto Augusto Pinto Linares Derechos de autor 2022 Néider Andrés Ramos Corredor, Fidel Alfonso Romero Toledo, Heriberto Augusto Pinto Linares http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0 2022-06-06 2022-06-06 9 1 33 44 10.26495/icti.v9i1.2164 DISEÑO ESTRUCTURAL DE UN NANOSATÉLITE TIPO CUBESAT https://revistas.uss.edu.pe/index.php/ING/article/view/2165 <p>El CubeSat es una estandarización de un satélite en la categoría de los nanosatélites cuyas medidas son de 10x10x10 cm y un peso total no superior a 2 kg. En la actualidad se han realizado investigaciones sobre el diseño estructural de satélites pequeños con el fin de reducir el tamaño de los satélites grandes a dimensiones mucho menores, de esta manera se busca reducir los costos estructurales derivados del lanzamiento de estos nanosatélites. Con base en lo anterior, este trabajo propone el diseño de una estructura novedosa para un nanosatélite tipo CubeSat 1U, usando menos elementos estructurales con el objetivo principal de reducir o igualar la masa estructural respecto al de las estructuras comerciales ya existentes, siendo una alternativa distinta a las ya diseñadas, por lo que cualquier modificación que se realice en la estructura cambiará la respuesta mecánica para la cual fue diseñada. Por lo tanto, un nuevo diseño estructural de un nanosatélite que cumpla con las características geométricas de peso y tamaño establecidas por el estándar CubeSat, permitirá validar que la estructura pueda permanecer íntegra en sus componentes y tolerancias de deformación causadas por las cargas estáticas generadas en la fase crítica de lanzamiento. Para realizar el diseño de la estructura es necesario aplicar metodologías que permitan ajustar los requerimientos y las restricciones involucradas, de manera que la estructura cumpla con las especificaciones espaciales requeridas.</p> Edwin Fabián Cruz Martínez Victor Martínez Calzada Alonso Saldaña Heredia Derechos de autor 2022 Edwin Fabián Cruz Martínez, Victor Martínez Calzada, Alonso Saldaña Heredia http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0 2022-06-06 2022-06-06 9 1 45 56 10.26495/icti.v9i1.2165 ANTEPROYECTO MECÁNICO DE MULTIROTOR AGRÍCOLA PULVERIZADOR https://revistas.uss.edu.pe/index.php/ING/article/view/2166 <p>El concepto de agricultura de precisión surgió con el uso de técnicas avanzadas y tecnológicas en el manejo de cultivos. La tecnología, cuando se usa correctamente, promueve una mayor seguridad y productividad. Reconocer el área plantada y tratar cada lugar según sea necesario es una de las ventajas que la tecnología ofrece al campo. Una de las actividades que se llevan a cabo en el tratamiento de varios cultivos es la pulverización de fertilizantes, donde el uso de aeronaves pilotadas a distancia es una forma de implementar tecnología, controlar la actividad y proteger a las personas frente a productos tóxicos. Este trabajo desarrolla el diseño mecánico preliminar de una aeronave de fuente de energía híbrida para pulverización, utilizando gasolina como combustible. Las principales ventajas de un sistema de energía híbrido son que no requiere el uso de múltiples baterías y el reabastecimiento rápido reemplaza una carga eléctrica. Se creó un modelo pequeño para cumplir con su actividad sin generar dificultades en la formación de pilotos a distancia y normativa legal.</p> Fabio de Paula Oliveria Fonseca Leonardo Maciel Costa Felipe Diogo Lima dos Santos Angie Lizeth Espinosa Sarmiento Diego Mauricio Yepes Maya Derechos de autor 2022 Fabio de Paula Oliveria Fonseca, Leonardo Maciel Costa, Felipe Diogo Lima dos Santos, Angie Lizeth Espinosa Sarmiento, Diego Mauricio Yepes Maya http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0 2022-06-06 2022-06-06 9 1 57 66 10.26495/icti.v9i1.2166 RESISTENCIA AL DESGASTE EN DEPÓSITOS DE SOLDADURA CON ALTO CONTENIDO DE Cr SOBRE UN ACERO ASTM A128 https://revistas.uss.edu.pe/index.php/ING/article/view/2167 <p>En la minería se utiliza el proceso de trituración de mineral, en este proceso algunos elementos de máquina sufren desgaste, estos componentes como martillos y conos trituradores son fabricados de acero Hadfield (ASTM A128) con el 12% al 14% de Mn. El desgaste ocurre cuando estos elementos de máquina tienen contacto directo con partículas abrasivas, debido a esto, y al costo elevado de compra, la recuperación de estas piezas es fundamental, para ello se utiliza el proceso de soldadura SMAW (Shield Metal Arc Welding) para la recuperación a través de depósitos de soldadura mediante electrodos con medio y alto contenido de Cr. En esta investigación se evalúa la microestructura, microdureza y el desgaste por abrasión bajo la norma ASTM G65 de cinco tipos de electrodos comerciales depositados en el acero ASTM A128. Se observó que la cantidad de Cr en el depósito tiene efecto en la cantidad de carburos, donde un aumento de carburos de Cr puede repercutir negativamente en el desgaste abrasivo. La microdureza tiene injerencia en la resistencia al desgaste abrasivo de manera opuesta a lo esperado, donde menor cantidad de carburos presentan una pérdida de masa mínima de material con respecto al acero ASTM A128.</p> Emilio Bautista Rodríguez Enrique Alejandro López Baltazar Cecilio Jesús Martínez Gonzáles Francisco Alvarado Hernández Víctor Hugo Baltazar Hernández Derechos de autor 2022 Emilio Bautista Rodríguez, Enrique Alejandro López Baltazar, Cecilio Jesús Martínez Gonzáles, Francisco Alvarado Hernández, Víctor Hugo Baltazar Hernández http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0 2022-06-06 2022-06-06 9 1 67 74 10.26495/icti.v9i1.2167 RENDIMIENTO DE DIFERENTES TEXTURAS APLICADAS A HERRAMIENTAS DE METAL DURO RECUBIERTAS DE TIAlN APLICADAS EN MECANIZADO DE HIERRO FUNDIDO VERMICULAR CLASE 450 https://revistas.uss.edu.pe/index.php/ING/article/view/2168 <p>Durante el proceso de fabricación de mecanizado, uno de los principales focos del proceso es el conocimiento de la formación de virutas. El estudio de la formación de chips muestra cuán importantes son los fenómenos involucrados en la creación de superficies de ingeniería. El estudio del comportamiento tribológico de la interfaz chip-herramienta, que ha funcionado como propulsor para los avances tecnológicos como el uso de fluidos de corte adecuados y recubrimientos cada vez más resistentes, tiene como objetivo alargar la vida útil de las herramientas de corte. El uso de la tecnología láser permite la modificación de la topografía de la herramienta de corte de forma controlada y sin cambiar las propiedades mecánicas del sustrato. El objetivo de este trabajo es verificar los mejores parámetros de texturizado láser en herramientas de corte de metal duro recubiertas con TiAlN. En total, se utilizaron nueve herramientas de corte de metal duro, texturizado con diferentes condiciones de aplicación del rayo láser. Para los criterios de comparación, se utilizó una herramienta texturizada por voladura. En estas pruebas, se insertaron dos herramientas, una sin recubrimiento y la otra recubierta con TiN por el proceso de CVD para comparar el rendimiento. Las pruebas se realizaron en el fresado frontal de hierro fundido vermicular de la clase 450. Los resultados mostraron que la textura con glazing de 3x y potencia de 2 W fue la que mejor presentó el rendimiento durante el mecanizado. Este tipo de textura permitió un menor número de zancadas para modificar el sustrato.</p> Matheus Goncalves de Ataide José Aécio Gomez de Sousa Luiz Leroy Thomé Vaughan Rhander Viana Derechos de autor 2022 Matheus Goncalves de Ataide, José Aécio Gomez de Sousa, Luiz Leroy Thomé Vaughan, Rhander Viana http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0 2022-06-06 2022-06-06 9 1 75 83 10.26495/icti.v9i1.2168 CONTROL DIFUSO PARA UN SISTEMA ELEVADOR DE VOLTAJE EN DOS ETAPAS https://revistas.uss.edu.pe/index.php/ING/article/view/2169 <p>Este artículo presenta el diseño, desarrollo y simulación de un sistema de control difuso tipo mamdani para un circuito elevador de voltaje de corriente directa, en dos etapas, tipo boost. El objetivo sistema elevador es acondicionar la magnitud del voltaje generado por un alternador acoplado al eje del motor principal de un torno industrial. Una vez que el voltaje tiene la magnitud adecuada es convertido en alterno mediante un inversor, con el propósito de adquirir las características adecuadas para ser introducido a la red eléctrica de la empresa y obtener una bonificación en la factura de energía eléctrica. Los resultados de las simulaciones realizadas muestran que la magnitud del voltaje requerido en la salida del sistema elevador, controlado por el sistema propuesto, se mantiene aún ante perturbaciones. Esto debido a la información que se le provee y programa, en una base de reglas if-then, al sistema de control difuso. La base de reglas, es una forma de transmitir al controlador la forma en que una persona experta tomaría decisiones y llevaría a cabo la acción de control. Para tal propósito, se considera la desviación existente entre el voltaje de salida actual y el voltaje requerido, en las dos etapas que involucran al sistema elevador de voltaje. Con esa información se evalúan las reglas, para determinar el valor que debe de tener el ciclo de trabajo y, por ende, la magnitud del voltaje de cada etapa del sistema elevador.</p> Luis Antonio Mier Quiroga Benito Rodríguez Nava Karla Brenda Robles Piña José Manuel Cárdenas Cruz Derechos de autor 2022 Luis Antonio Mier Quiroga, Benito Rodríguez Nava, Karla Brenda Robles Piña, José Manuel Cárdenas Cruz http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0 2022-06-06 2022-06-06 9 1 84 96 10.26495/icti.v9i1.2169 ESTUDIO NUMÉRICO DEL ESCALADO DE UN SISTEMA DE COMBUSTIÓN SIN LLAMA Y EL EFECTO DEL NÚMERO DE BOQUILLAS DE DESCARGA DE AIRE https://revistas.uss.edu.pe/index.php/ING/article/view/2170 <p>En este trabajo se evalúa mediante simulaciones numéricas la obtención y estabilidad del régimen de combustión sin llama para un sistema de calentamiento cuya geometría fue escalada a partir de un prototipo de laboratorio que opera a 40 kW. Adicionalmente se evaluó el efecto de descargar el aire de combustión por dos o cuatro boquillas. Las simulaciones se llevaron a cabo para un cuarto del dominio del sistema para el que se contó con un mallado hexaédrico que cumple con los criterios de malla establecidos para simulaciones de sistemas reactivos, donde se utilizaron modelos apropiados para modelar la turbulencia, la radiación y la combustión. Se encontró que el sistema escalado puede operar bajo el régimen de combustión sin llama de manera estable a potencias entre 200 y 400 kW. La obtención del régimen se de combustión sin llama se mejora significativamente cuando el aire de combustión se descarga por dos boquillas comparado con la descarga por cuatro boquillas, al tener como criterios de estabilidad la uniformidad de la temperatura y de las especies CO y CO<sub>2</sub> en la zona de reacción del horno.</p> Yefferson López Zuluaga Victor Martínez Calzada Andrés A. Amell Arrieta Derechos de autor 2022 Yefferson López Zuluaga, Victor Martínez Calzada, Andrés A. Amell Arrieta http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0 2022-06-06 2022-06-06 9 1 112 124 10.26495/icti.v9i1.2170 ANÁLISIS DEL EFECTO DE OPERAR UN REACTOR DE METANACIÓN EN CARGAS DIFERENTES DE LAS DE DISEÑO EN UN PROCESO P2G https://revistas.uss.edu.pe/index.php/ING/article/view/2171 <p>En este trabajo se realizó el análisis del efecto operar un reactor de metanación bajo diferentes condiciones de flujo de reactivos. Para ello, se realizaron simulaciones numéricas utilizando el software Aspen Plus con una cinética química del tipo Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson (LHHW). Se determinaron los parámetros óptimos de diseño (diámetro y masa del catalizador) del reactor basado en el flujo de hidrógeno producido por un electrolizador que consume 4,8 kWe (0,747 mol H<sub>2</sub>/min), y se evaluó el efecto de trabajar con el mismo reactor, pero con un flujo de H<sub>2</sub> proveniente de un proceso de 15 kWe (2,25 mol H<sub>2</sub>/min), alimentándose con una relación estequiométrica de CO<sub>2</sub> (H<sub>2</sub>:CO<sub>2</sub>=4:1). Los resultados muestran que el diámetro más adecuado es de 50 mm para la condición de diseño; el uso de diámetros mayores reduce la caída de presión, pero aumenta costos y perjudica la transferencia de calor. Por último, cuando se trabaja el reactor a una condición de flujo superior a la de operación, se genera una disminución de la eficiencia de conversión debido al bajo tiempo de residencia, lo cual repercute en la eficiencia energética del proceso<strong>. </strong></p> Cristian Mejía Botero Camilo Echeverri Uribe Andrés A. Amell Arrieta Marlon Bastidas Barranco Derechos de autor 2022 Cristian Mejía Botero, Camilo Echeverri Uribe, Andrés A. Amell Arrieta, Marlon Bastidas Barranco http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0 2022-06-06 2022-06-06 9 1 125 134 10.26495/icti.v9i1.2171