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COMPENDIO DE PROYECTOS

FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

INGENIERÍA AMBIENTAL

INGENIERÍA CIVIL

INGENIERÍA DE SISTEMAS

INGENIERÍA INDUSTRIAL

INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA

EXPOTEC 2017Agosto 2017

Periodicidad:Anual

Área:Multidiciplinar

Correspondencia:

Instituto de investigación de la Facultad de Ingeniería.

Av. Larco 1770, Trujillo - PerúTeléfono: 044-485000 Anexo 7167

E-mail: [email protected]

AUTORIDADES ACADÉMICAS

ALTA DIRECCIÓN:

Dr. César Acuña PeraltaRector Fundador

Dr. Humberto Llempén coronelRector

Dr. Heraclio Campana AñascoVicerrector Académico

Dr. Ana Teresa Fernández GillDirectora General - Trujillo

DIRECTORES DE ESCUELA:

Lic. Martha Armas AguilarDocente encargada - Ingeniería Civil

Mg. Magda Rodríguez YupanquiIngeniería Ambiental

MSc. Sandra Pagador FloresIngeniería Agroindustrial

Dr. Jorge Adrián Salas RuízIngeniería Mecánica Eléctrica

Dr. Andrés Ruiz GómezIngeniería Industrial

Dr. Juan Francisco Pacheco TorresIngeniería de Sistemas

DISEÑO Y DIAGRAMACIÓN:

Lic. Segundo Jerry A. Gutiérrez Flores

Compendio editado por la Facultad de Ingenieríade la Universidad César Vallejo Trujillo.

El objetivo del compendio EXPOTEC es difundir el conocimiento cientifico y tecnológico generado por los estudiantes de la Facultad de Ingeniería a través de innovadores proyectos y propuestas que aportan al

desarrollo de nuestra región.

Dr. Erick Salazar MontoyaDirector Académico - Trujillo

El contenido y opiniones vertidas en los artículos publicados son responsabilidad de cada autor (a).

FACULTAD DE INGENIERÍA:

Dr. Jorge Adrián Salas RuizDecano

¿QUÉ ES LA

EXPOTEC?La Exposición de Proyectos de Tec-nología y Desarrollo o más conocida como EXPOTEC, es una feria que or-ganiza la Facultad de Ingeniería, anualmente, en la que los estu-diantes de los diferentes ciclos de las escuelas profesionales de Inge-niería Agroindustrial, Ingeniería Ambiental, Ingeniería Civil, Ingenie-ría de Sistemas, Ingeniería Indus-trial e Ingeniería Mecánica Eléctrica, exponen, ante escolares de quinto de secundaria y el público en general, innovadoras pro-puestas tecnológicas que contribuyen al desarrollo sostenible de la sociedad.

2

ÍNDICE

¿QUÉ ES LA EXPOTEC?


a) Estudio de pre-factibilidad para instalación de una planta para la producción de galletas enqiruecidas con Tarwi (Lupinus Mutabilis).

b) Diseño de un prototipo semi-automatizado con sistema Arduino para llenado de botellas de vidrio.

c) Nuggets de trucha con harina de Tarwi.


a) Efecto precipitante del Hidróxido de sodio y Óxido de Magnesio en la remoción de Cromo del efluente de curtido, Inversiones Harod S.A.C.

b) Aprovechamiento de la Energía Eólica para la generación de Ener-gía Eléctrica en zonas rurales en Trujillo.

c) Impacto de la Estación Meteorológica e influencia de las Energías Renovables para solucionar problemas ambientales.

d) Evaluación de material particulado en la Av. Miraflores durante los meses de mayo y junio del 2017, Trujillo.

INGENIERÍA CIVIL

a) Ladrillo aplicando las 3R en la generación de residuos de papel en el Centro Histórico de Trujillo, 2017- Papercrete UCV.

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4

ÍNDICEb) Elaboración de un puente a base de palitos de chupetes.

c) Efecto de la clara de huevo en la resistencia a la compresión y capi-laridad del mortero de cemento, arena y cal - Trujillo 2017.

d) Influencia de la cantidad de residuos sólidos derivados de activi-dades constructivas utilizados en la fabricación de ladrillos de Con-creto Prensado, en la resistencia a la compresión de los mismos - Trujillo 2017.


a) Desarrollo de Videojuegos - Dimensional Ball.

b) Robot móvil con ultrasonido y LDR controlado por celular

c) Diseño y Construcción de un Hexápodo Explorador

d) Desarrollo de un Asistente Virtual por reconocimiento de voz

e) Influencia del semáforo inteligente de prioridad en la reducción de tráfico vehicular en la Avenida Juan Pablo II en la ciudad te Trujillo en el año 2017.

f) Camiseta basada en sensores de calor para medir la temperatura corporal, Trujillo 2017 - Heat Stroke Wear.

g) Aplicación móvil educativa de realidad aumentada basada en marcadores para mejorar el nivel de aprendizaje del uso de las voca-les y los números en niños mayores a 4 años en la cuna jardín " Juana Alarco De Dammert" - Trujillo en el año 2017.

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ÍNDICEINGENIERÍA INDUSTRIAL

a) Elaboración de natilla de maracuyá (passiflora edulls)

b) Uvatitas:Elaboración de panecillos a base de semilla de uva.

c) Influencia del reemplazo de agregado grueso por escombros de construcción, sobre la resistencia a la compresión del concreto reci-clado.

d) Efecto del proceso de reemplazo con fibra de lino en compuestos de resina poliéster / fibra de vidrio, sobre su resistencia máxima al impacto en partes de una silla.


a) Diseño y construcción de una máquina recicladora de botellas de plástico.

FOTOGRAFÍAS Y RECUERDOS

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RESUMEN:

Se ha realizado este estudio, con la finalidad de determinar la factibilidad de diseñar y experimentar una

línea de producción en una PLANTA DE GALLETAS ENRIQUECIDAS CON TARWI en Trujillo – La libertad.

Para esto se realizó el respectivo estudio de mercado mediante el cual se pudo conocer los lugares con

mayor producción de tarwi en el país, así como en consumo a nivel nacional. El tarwi se produce en zonas

de clima templado y actualmente se produce en la región de La Libertad ya que es una región de alto nivel

agroindustrial. A su vez el tarwi se ha convertido en un boom a nivel nacional y también internacional

debido a sus múltiples beneficios en la salud de los consumidores. La materia prima necesaria para la

producción de este es el arándano y la leche los cuales se obtendrán por la compra directa a agricultores y

ganaderos del sector, previa planificación. Se obtendrá por financiamiento a través de la Corporación

Financiera Nacional. Luego de realizado el análisis financiero se ha calculado un VAN de S/. 5, 772,102.56

y un TIR de 1731%, siendo el periodo de recuperación del capital de 2,5 años. Finalmente con el estudio de

impacto ambiental se ha encontrado que este proyecto no produce alteración ambiental, debido a que se

utiliza cantidades mínimas de compuestos químicos los cuales su uso no afecta al ambiente, el agua que

se desecha luego del proceso no contiene ninguna sustancia, ya que la mayor cantidad solo se utiliza como

agua para lavado, y otra pequeña parte es utilizada para generar vapor para las maquinas que se encarga-

ran de la elaboración del producto.

Palabras claves: Galletas, Tarwi.

ABSTRACT:

This project involves using free software such as Arduino, in order to reduce time and increase production

to facilitate the control of production tasks and systems within companies. In order to carry out, accessi-

ble and comfortable materials were purchased, in order to reduce costs. In its elaboration a controlled

filling system was made based on a control panel with Arduino software.This project consists of the

elaboration of a conveyor belt where the motor was controlled by the control panel where a potentiometer

was placed that allowed us to reduce the speed of the process, inside the conveyor belt in the middle of

this was placed two infrared sensors to stop The gauge detecting the object and thus the pump of the tank

Kelly Vega Cornejo1 Yalina Ortiz Dávila 1

Luis Alfonso Lescano San Martín2

1 Universidad César Vallejo - Escuela de Ingeniería Agrorindustrial. Estudiantes de Ingeniería Agroindustrial2 Universidad César Vallejo - Escuela de Ingeniería Agroindustrial. Docente y Asesor de Ingeniería Agroindustrial. Email: [email protected]

Estudio de Pre-factibilidad para la Instalacion de una planta para la produccion de galletas enriquecidas

con Tarwi (Lupinus Mutabilis).

Drefability study for the installation of a plant for the production of enriched cookies with Tarwi (Lupinus mutabilis)

8

Estudio de Pre-factibilidad para la Instalacion de una planta para la produccion de galletas enriquecidas con Tarwi (Lupinus Mutabilis). .

1. INTRODUCCIÓN:

Los requerimientos del mercado que se traducen

en la constante búsqueda de productos más sabro-

sos y nutritivos, y estudios realizados anterior-

mente sobre el contenido y aportaciones nutri-

mentales del Tarwi; se consideraron para desarro-

llar este presente proyecto que analiza la factibili-

dad de instalar una planta producto de galletas con

Tarwi, como una inversión y al mismo tiempo ofre-

cer una alternativa de productos conocidos como

golosinas con alto contenido de proteínas, que

pueda consumir toda una población y que contri-

buyan a una sana alimentación.

Teniendo en cuenta, que la fabricación de la galleta

es un sector muy importante en la industria

alimentaria. La principal atracción de la galletería

es la gran variedad posible de tipos que se pueden

elaborar y la oportunidad de incorporar nutrientes

adicionales para agregar un valor nutritivo a éstos

productos. En la actualidad se ha trabajado en la

elaboración de las galletas enriquecidas, mejoran-

do algunos aspectos como el contenido de fibra y

proteína principalmente.

Por ello ofrecemos elaborar “Galletas con Tarwi”,

las cuales cuentan con un valor nutritivo importan-

te alto contenido de proteína que ayuda a reducir

los niveles de colesterol, a la asimilación de

manera óptima de calcio, protege contra trastor-

nos cardiovasculares, previene la osteoporosis. Los

altos niveles de fibra retardan la digestión, regula

los niveles de azúcar en la sangre, ayuda a contro-

lar el peso, prevenir el cáncer del colon.

Además el tarwi contiene componentes no nutriti-

vos o funcionales, denominados fotoquímicos que

son compuestos biológicamente activos que están

presentes en los alimentos de origen vegetal y que

proveen un beneficio fisiológico adicional que

puede contribuir a prevenir diferentes enfermeda-

des. Con todos estos aportes y factores ofrecemos

un producto nuevo, rico en nutrientes mejorando la

calidad de vida y salud; ya que estaría al alcance de

todos.

- Este producto va dirigido a un mercado muy

amplio:

• Niños, es la frecuente preocupación de los

padres, en incorporar una alimentación sana del

día a día de sus hijos.

• Mujeres, para cuidar su figura, debido a que este

producto tiene un bajo contenido de grasa.

• Personas Vegetarianas, al ser una leguminosa.

•Y a todo el público en general.

Cabe hacer mención que el siguiente proyecto

sobre “la Galleta de tarwi”, va dirigido principal-

mente al mercado Internacional, público que se

preocupa más por mantener una sana alimenta-

ción.

De esta manera se justifica la alternativa del proce-

so agroindustrial con la realización de un estudio

técnico para la fabricación de Galletas con tarwi.

2. MATERIALES:

• Harina de trigo

• Tarwi

Luis Alfonso Lescano San Martín y Estudiantes de Ingeniería Agroindustrial

begins to realize the filling of the containers by a lapse of 5seconds. By developing this design and the use

of Arduino software will reduce the cost of tools, also improve the filling times and also seeks to know the

elements of an automation process.

Key words: Automation, Arduino, Filling, Control panel, Filling system.

9

• Huevos• Mantequilla• Azúcar• Sal• Bowl de cocina• Amasadora• Molde o cortador• Horno

3. DATOS EXPERIMENTALES:

• El estudio de pre-factibilidad para la instalación

de una planta para la producción de galletas enri-

quecidas con tarwi tuvo un monto total de inver-

sion fija inicial que asciende a la cantidad de S/.

69, 969.00.

• La rentabilidad del estudio formulado mediante

indicadores dio como resultado un:

Valor Actual Neto (VAN) de 5,772,102.56 para una

taza de descuento de 14%Tasa Interna de Retorno (TIR): 1 731%Periodo de Recuperación de Capital P(RC) :1.87

añosRatio Beneficio – Costo (B/C): 2.13

4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

• Se determinó el tamaño de planta y localización

respectiva.

• Se determinó que el proyecto tendrá una inver-

sión fija inical de S/. 69,960 y que será financiado

en un 90% por un banco, el cual se terminara se

cancelar en 5 años.

• El proyecto resulta viable según los indicadores

del VAN y TIR.

5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

[1] Herrera, M. (2009). Obtención de galletas forti-

ficadas con salvado de quinua, Kañiwa. Tesis

para Magister Scientiae. Escuela de Postgrado.

Especialidad Tecnología de Alimentos. UNALM.

Lima- Perú.

[2] Matos, A. y Muños, K. (2010). Elaboración de pan

sustitución parcial de harina precocida de ñuña

(Phaseoleus vulgaris L.) y tarwi (Lupinus Mutabi-

lis) Direccion General de Investigación ISSN

Revista Investigación Cientifica Tecnología de

Alimentos. Vol. 1.

[3] D. Tomé, F. Mariotti (2000), La Soja en alimen-

tación, INA-PG, París, Vol. 7, consultado el 2 de

junio del 2017, disponible en World Wibe Web:

http://www.institutodanne.es/an/ANS_7-2.

PDF.

[4] Fondo de población de las Naciones Unidas,

“Perú: Estimaciones y Proyecciones de Población

Departamental, por años calendario y edades

simples 1995 – 2025”, [Lima, Perú] noviembre

2010, citado 02 de noviembre 2014, disponible

en World Wibe Web: http://www.unfpa.org.pe

/publicaciones/publicacionesperu/NEI-Pe-

ru-Bol22-Estimaciones-Proyecciones-1995

-2025.pdf.


Estudio de Pre-factibilidad para la Instalacion de una planta para la produccion de galletas enriquecidas con Tarwi (Lupinus Mutabilis). .

10

Diseño de un prototipo semi-automatizado con sistema Arduino para llenado de botellas de vidrio

RESUMEN:

Este proyecto prende utilizar un software libre como es Arduino, con la finalidad de reducir tiempo e incre-

mentar las producciones para facilitar el control de las tareas de producción y sistemas dentro de las

empresas. Para llevar a cabo se utilizaron materiales accesibles y cómodos de adquirir, con el fin de dismi-

nuir costos. En su elaboración se realizó un sistema de llenado controlada a base de un panel de control

con el software de Arduino. Este proyecto consta de la elaboración de una faja transportadora donde el

motor el controlado por el panel de control donde se colocó un potenciómetro que nos permitió reducir la

velocidad del proceso, dentro de faja transportadora a la mitad de esta se colocó dos sensores infrarrojos

para detener la faja detectando el objeto y así la bomba del tanque empieza a realizar el llenado de los

envases por un lapsus de 5segundos. Mediante la elaboración de este diseño y el uso de software de Ardui-

no se disminuirá el costo de las herramientas, también mejorara los tiempos de llenado y además se

pretende conocer los elementos de un proceso de automatización.

Palabras claves: Automatización, Arduino, Llenado, Panel de control, Sistema de llenado.

ABSTRACT:

This project involves using free software such as Arduino, in order to reduce time and increase production

to facilitate the control of production tasks and systems within companies. In order to carry out, accessi-

ble and comfortable materials were purchased, in order to reduce costs. In its elaboration a controlled

filling system was made based on a control panel with Arduino software.

This project consists of the elaboration of a conveyor belt where the motor was controlled by the control

panel where a potentiometer was placed that allowed us to reduce the speed of the process, inside the

conveyor belt in the middle of this was placed two infrared sensors to stop The gauge detecting the object

and thus the pump of the tank begins to realize the filling of the containers by a lapse of 5seconds. By

developing this design and the use of Arduino software will reduce the cost of tools, also improve the

filling times and also seeks to know the elements of an automation process.

Key words: Automation, Arduino, Filling, Control panel, Filling system.

Design of a semi-automated prototipe with Arduino system for filling glass bottles

Fernando Aredo1 Anderson Cueva1 Kahomy García1

Isabel Costa1 Iris Mantilla1 Yosmelinda Rivera1

Jesús Sánchez Gonzales2

1 Universidad César Vallejo - Escuela de Ingeniería Agroindustrial. Estudiantes de Ingeniería Agroindustrial2 Universidad César Vallejo - Escuela de Ingeniería Agroindustrial. Docente y Asesor de Ingeniería Agroindustrial. Email: [email protected]

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1. INTRODUCCIÓN:

Habitualmente, el control de los sistemas de llena-

do y mezclado de líquidos se realizaba de modo

manual de tal forma que eran operarios los encar-

gados de realizar dichas tareas y de controlar todo

el proceso. Esto era debido a que dependiendo del

tipo de líquidos que se llenaban en depósitos y

posteriormente mezclaban existían variables críti-

cas que precisaban un absoluto control: control de

nivel de llenado en depósitos, control de tempera-

tura de los líquidos, control de la mezcla, control de

Ph, etc. Posteriormente los equipos de control para

sistemas de mezclado de líquidos, han sido reali-

zados utilizando circuitos con microprocesadores,

desarrollados por cada fabricante de sistemas para

el control y regulación exclusivo de sus propias

mezcladoras1.

Como en los procesos de aplicación siempre se

exige una alta fiabilidad y precisión, así ha debido

ser durante mucho tiempo, ya que no existían en el

mercado sistemas o elementos abiertos, de uso

general que mediante programación pudieran

cumplir los requisitos necesarios para poder

controlar los sistemas de llenado y mezclado con la

fiabilidad exigida en cada campo industrial. Esto

ha permitido que durante mucho tiempo el com-

prador (cliente) de un sistema de mezclado, haya

dispuesto de equipos de difícil acceso y manipula-

ción, que requerían siempre el disponer en plantilla

de personal técnico altamente cualificado para su

manipulación y mantenimiento, o bien depender

de las intervenciones del suministrador con el alto

coste y tiempos de espera que ello conlleva1.

Actualmente los sistemas domóticos tienen un

precio muy alto de instalación con lo cual solo es

posible verlo en casas de lujo. Estos suelen utilizar

buses de transmisión de información que posibili-

tan una domótica robusta como son el EIB, X10,

CEBus, LonWorks/LongTalk y ZigBee. Una alterna-

tiva más barata y casera consiste en la utilización

de placas Arduino4.

En este proyecto utilizaremos la plataforma Ardui-

no en la que nos apoyaremos con otros dispositivos

para poder construir un sistema domótico simple.

Arduino es una plataforma de hardware libre

creada en 2005, basada en una placa con un micro-

controlador y un entorno de desarrollo, diseñada

para facilitar el uso de la electrónica en proyectos

multidisciplinares4.

Las envasadoras se idearon inicialmente para redu-

cir el tiempo y aumentar la precisión en un proceso

de llenado con las distintas sustancias que involu-

cra el mismo. En la industria existen diferentes

tipos de envasadoras. Que van desde las que son

totalmente manuales hasta las que ya son neta-

mente automatizadas. Las envasadoras manuales

son el común denominador en la mayoría de las

industrias emergentes y de las que manejan un

nivel de producción medio3. El desarrollo y progreso

tecnológico en el área de la automatización en la

actualidad conducen a la industria a innovar y

desarrollar nueva maquinaria para de esta forma

incrementar la producción y así reducir el tiempo y

costos que requiere la misma. Ya que en este punto

la industria es un ámbito muy competitivo donde

la rapidez, el bajo costo y la calidad entre otros. Son

aspectos de gran importancia a la hora de surgir en

este campo siendo consecuentes con eso las indus-

trias hoy en día están preocupadas por desarrollar

nuevas tecnologías e implementar las ya existen-

tes en los distintos procesos que involucran en el

desarrollo de sus productos por estas razones esta-

mos colocando en marcha el proyecto con el objeti-

vo de automatizar una línea de envasado que

permita el llenado automático de un lote de enva-

ses2.

Jesús Sánchez Gonzáles y Estudiantes de Ingeniería Agroindustrial

12

• Controlar el tiempo de llenado de los envases en

una línea de envasado.

• Conocer los elementos de un proceso de auto-

matización en una línea de envasado el proceso

de llenado.

• Diseñar un nuevo modelo de llenado de envases

en una línea de envasado.

• Dar a demostrar el funcionamiento automatiza-

do en una línea de envasado el proceso de llenado.

Para realizar la construcción de una línea de enva-

sado es necesario seguir un proceso que permita su

correcto funcionamiento y de una forma estructu-

rada.

Siguiendo con el proceso de diseño y posterior a

este su construcción, además de garantizar la com-

patibilidad de todas las piezas y su correcta acopla-

miento entre sí.

2. MATERIALES:

El diseño de un prototipo semi-automatizado con

sistema Arduino para llenado de botellas de vidrio

consta de dos tablas de 71 cm largo por 9.5 cm de

ancho y 2 cm de espesor, además posee una tabla

para el soporte de la faja de 10 cm ancho por 62 cm

de largo y 2 cm de espesor; como también se acon-

dicionaron dos tablas pequeñas de 10 x 8 x 2 cm,

con el fin de regular al tamaño de la faja. Adicional-

mente cuenta con 4 agujeros en los extremos de

las dos tablas iguales que se realizó utilizando un

taladro, con una broca circular 2´8 in- 54mm,

donde se colocaron los 4 rodajes en cada agujero

respectivo que se aseguró con ‘’Súper glue’’.

Dentro de ello tiene 2 tubos de aluminio de 12cm y

de 15cm de largo y sobre estos se adjuntan dos

tubos de cartón grueso de 8cm tapados en los

extremos con triplay de 6.04 cm cada uno, estos

estos son los rodillos o tambores que girarán y

harán mover la faja. En las tablas de soporte

cuenta con pernos de ½ in para una mejor fijación.

La faja es de tapis de pisocar toya grey de 8cm de

ancho y 160 de largo. En el centro de la faja posee

dos maderas rectangulares de 3 cm ancho y 25 cm

de largo dirección horizontal y una de 3 de ancho x

12 de largo vertical, en ello se añade los sensores

infrarrojos (emisor y receptor), también un peque-

ño agujero para la manguera llenadora de flujo en

la tercera pieza de madera (superior).

Para la base del motor y el tablero control tiene una

pieza de madera de 20 x 50cm fijado con tornillos

de ½ in. La bomba (Hannig- EW DPS) está unida a

un recipiente plástico (balde), este tiene una capa-

cidad de 8 litros; este se encuentra sobre una pieza

de madera circular con silicona y Súper glue; el

recipiente cuenta con un perforado en la parte infe-

rior donde se colocó la bomba y se adjunta dos

mangueras, una de menos diámetro que de la otra,

que unidas hacen un solo conducto para el fluido.

Los materiales para la elaboración se dieron en

cuatro partes. 1. Para la estructura de la faja tras-

portadora: Maderas de diferentes tamaños, 2

unidades de Caoba 9.5 x 71 x 2 cm, 1 unidad de

tornillo 10 x 62 x 1.5 cm, 1 unidad de tornillo 20 x 50

cm, 2 unidades de 3 x 25 y 1 unidad de 3 x 12 cm, ½

Kg de Clavos y pernos 1.5 in, ½ plancha de lija

gruesa y delgada 2 pernos mariposa de 3/8 x

2.5pulgadas, Motor pasó a paso con reductor de

velocidad de 15 volteos, 0.5 m de tapicería de Piso-

car Toyota Grey, 1 polea de madera, 1 faja para

poleas, 2 Tubos de impresora Canon de 13 y 15 cm,

4 Rodajes Skate, 1 motor 12 VDC, 1 fuente de

alimentación de 12 VDC, 1 kg de Cola sintética

blanca, 8 Súper Glue, 6 barras de silicona, 1 kg de

masilla para maderas, 2 Spray Paint de color blanco

y cromo. 2. Para la estructura del llenado: Bomba



13

de agua Hannig – EW DPS 25 – 031, 1 m de man-

guera naranja, ½ m de manguera trasparente,

Pegamento Ultra peg, 1 teflón, 1 llave de agua, 1

reducción, 1 adaptación, 1 Recipiente de contene-

dor (Balde), 1 Madera circular, 4 Envase de vidrio. 3.

Para el panel de control: 2 diodos infrarrojos (emi-

sor- receptor), 1 Arduino Uno, 1 cable conversor

usb-serial PL2303, 1 m de cable para sensores, 2 m

de cable mellizos, 1 m de termocomprensible, 1

cinta aislante


El diseño de este tipo de envasadoras se basa en

un pistón volumétrico de carrera ajustable, el cual

succiona del tanque principal una cantidad deter-

minada de producto y la dosifica en el envase por

medio de una boquilla, logrando con esto un nivel

de producto constante en los envases.

Figura 1. Esquema de acoplamiento de cada parte

del sistema de llenado semi-automatizado con

Arduino para llenado de botellas de vidrio

Fuente: Elaboración propia.

Luego de obtener nuestro esquema de nuestro

sistema de llenado se pasó a identificar cada uno

de los elementos de instrumentación que se puede

apreciar en la Figura 2. Donde se detalla cada

elemento de nuestro sistema.

Figura 2. Diagrama de instrumentación del prototi-

po semi-automatizado con sistema Arduino para

llenado de botellas de vidrio.


Leyenda:

ZE: sensor de posición, ZIC: controlador e indica-

dor de posición, HC: manual de control, I: encla-

vamiento eléctrico, VFD: variador de velocidad,

FC: control de flujo (manual), 102: lazo de

control N° 102, 101: lazo de control N° 101, 201:

lazo de control N° 201.


Se logró diseñar y construir una línea de envasado

automatizado, utilizando ARDUINO, de tal manera

que este sistema optimiza y controla tiempo de

envases.

Se logró identificar cada uno de los elementos que

componen el sistema semi-automático; además se

trabajó utilizando el simulador PROTEUS 7.7, para

identificar el buen funcionamiento del software

ARDUINO.


[1] Algoritmo para Sistemas de Automatización de

Llenado, Mezclado y Envasado de Líquidos (PDF



14

Download Available). Available from: https://

www.researchgate.net/publication/283090385

_Algoritmo_para_Sistemas_de_Automatiza-

cion_de_Llenado_Mezclado_y_Envasado_ de_Li-

quidos [accessed Aug 14, 2017].

[2] Equitek, «Equitek,» 2013. [En línea]. Available:

www.equitek.com.mx/envasadovolumetrico/.

[Último acceso: Diciembre 2014].

[3] GUANOCHANGA, Chilig; PATRICIO, Edwin; JIMÉ-

NEZ JIMÉNEZ, Darwin Germánico. Diseño e

implementación de una máquina envasadora

automática lineal de yogurt para incrementar la

producción en la empresa productos Lácteos

Paraíso. 2015. Tesis de Licenciatura. Universidad

de las Fuerzas Armadas ESPE Extensión Lata-

cunga. Carrera de Ingeniería Electromecánica.

[4] Lledó Sánchez, Emilio. 2012. Diseño de un siste-

ma de control domótico basado en la plataforma

Arduino, Universidad Pontífice de Valencia:

https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10

251/18228/Memoria.pdf



15

Nuggets de trucha con harina de Tarwi

RESUMEN:

El presente proyecto de inversión está encaminado a la formulación de elaborar un producto que

ofrezca rentabilidad a través de la creación y la incursión de un nuevo producto al mercado, siendo

el segmento de la gastronomía al más favorecido ya que actualmente, hasta ahora no se ha

podido degustar la trucha como Nuggets y que mejor darle un valor agregado y enriquecida con

harina de tarwi, la cual hoy en día está siendo muy cotizado comercialmente.

La base de sustentación para realizar este proyecto fue crear y elaborar, un producto que este

enriquecido no por aditivos químicos, sino porque la trucha y harina de tarwi, cuentan con alto

valor nutritivo; llegando a ser de esta manera un producto de presenta un complemento perfecto,

además de ello de calidad.

Palabras claves: Harina De Tarwi, Producto Innovador , Calidad, Aceptabilidad Y Nutritivo.

ABSTRACT:

The present investment project is aimed at the formulation of a product that offers profitability

through the creation and the incursion of a new product to the market, being the segment of the

gastronomy to the most favored since at present, Was able to taste the trout like Nuggets and

that better to add value and enriched with flour of tarwi, which today is being very commercially

quoted.

The base of support to realize this project was to create and to elaborate, a product that this enri-

ched not by chemical additives, but because the trout and flour of tarwi, count with high nutritive

value; Becoming in this way a product presents a perfect complement, in addition to quality.

Key words: Tarwi Flour, Innovative Product, Quality, Acceptability and Nourishing.

Trout Nuggets with Tarwi Flour

Anderson Cueva Almendra1 Kahomy Garcia Bartra1

Iris Mantilla Bacilio1 Jhonn Sánchez Espinola1

Luis Alfonso Lescano San Martín2

1 Universidad César Vallejo - Escuela de Ingeniería Agroindustrial. Estudiantes de Ingeniería Agroindustrial2 Universidad César Vallejo - Escuela de Ingeniería Agroindustrial.Docente y Asesor de Ingeniería Agroindustrial. Email: [email protected]

16

Nuggets de trucha con harina de Tarwi.

1. INTRODUCCIÓN:

Durante mucho tiempo se ha utilizado al chocho o

tarwi como grano entero, pero hasta ahora no se ha

optado por desarrollar otra forma de comercializa-

ción. El Tarwi, de nombre científico Lupinus muta-

bilis sweet, es un cultivo nativo del Perú que perte-

nece a la familia de las Leguminosas y clasificado

como leguminosa en grano. En referencia a la mor-

fología, las flores del Tarwi varían de color entre

azules, celestes, rosadas o blancas (ANECOMSA,

2001).

En el Perú, el Tarwi registra más de 145 variedades.

Lescano (1994) mencionó que las variedades de

Tarwi que destacan en el Perú son: K’aira, Cusco,

del grupo SCG,Precoz de Puno, Huancayo H-6, y

Andenes.

Tabla 1: Composición del Tarwi comparado con

granos andinos y la soya (expresada en g/100 g de

Grano)

Fuente: FAO 8

El Instituto Nacional Autónomo de Investigaciones

Agropecuarias (INIAP) investigó las propiedades

nutritivas del chocho, leguminosa de alto valor

nutritivo, que se distingue por su contenido de

proteína y por sus características agronómicas

como rusticidad, capacidad de fijar nitrógeno

atmosférico al suelo, y adaptabilidad a zonas agro

ecológicas secas, ubicadas entre los 2800 a 3600

metros de altura.

De acuerdo con el Ministerio de Agricultura y Riego

([MINAGRI], 2013), las tres principales regiones

donde se ubica geográficamente el Tarwi según su

nivel de producción son: (a) La Libertad, que

concentró el 33.2% de la producción nacional en el

2012; (b) Cusco, con el 18.6%; y (c) Puno, con el

16.3%.

Según, RPP NOTICIAS6,Precisa que la región La

Libertad es líder nacional en producción de lenteja,

trigo, maíz amarillo duro, caña de azúcar, espárra-

go, cebada, palta y chocho. Según la pesquisa de la

producción agrícola en La Libertad, Julcán es la

provincia número uno en lenteja grano seco (con

719 toneladas), trigo (24 mil 365), cebada (19 mil

877 t) y chocho o tarwi (4 mil 192). Mientras que la

provincia de Virú es líder departamental en produc-

ción de maíz Amarillo duro (122 mil 196 toneladas),

espárrago (125 mil 552) y palta.

Según el diario LA REPUBLICA5, los “Productos

como el chocho, la chía y el aloe vera, son los que

tienen mayor potencialidad de crecimiento a nivel

de agroexportación, debido a que son productos

agroecológicos que son preferidos por los consumi-

dores de todo el mundo. Por ello, se hace necesario

que los agricultores estén preparados para soportar

la fuerte demanda que habrá en los próximos años

para no desaprovechar las oportunidades de creci-

miento que ya se ha empezado a presentar”,

sostuvo Díaz Vergara.

Por otro lado la trucha, Oncorhynchus mykiss, de la

familia de los salmónidos, tiene su origen a nivel

comercial en la acuicultura. Este pescado es de

forma fusiforme, cuerpo alargado comprimido, con

tronco caudal alto. Lo más característico y diferen-

cial respecto a otros afines es una banda de colores

irisados en verde, rojo y azul, «arco iris», situada a

lo largo de cada lado del cuerpo, que es la que le


17


confiere su nombre, más perceptible con el efecto

del agua y el sol.

Según el diario CORREO3, la crianza de truchas es

una alternativa de negocio que viene siendo

promovida en la sierra de La Libertad. Es por ello

que la Municipalidad Provincial de Santiago de

Chuco en coordinación con la Gerencia Regional de

Producción y el programa Sierra Exportadora lanza-

ron el “Curso de Capacitación en Crianza de Trucha

y Oportunidades de Mercado”, en el marco de la II

campaña “Consume Trucha, Consume Perú”.

Según EL COMERCIO4, La regiones de Puno, con

más de 32 mil toneladas de trucha, y Tumbes con

una cifra superior a las 18 mil toneladas de langos-

tinos, lideran a nivel nacional la producción acuíco-

la nacional que durante el 2015 registró un aproxi-

mado de 85,066.17 toneladas, informó el Vicemi-

nistro de Pesca y Acuicultura, Juan Carlos Requejo

Alemán.

El Nugget fue inventado en la década de 1950 por

Robert c. Baker, un profesor de tecnología de la

universidad Cornell, que lo publicó como trabajo

académico sin patente. Las innovaciones de Baker

le permitieron elaborar Nuggets de cualquier

forma.

Las últimas tendencias de los consumidores de

productos alimenticios de nuestra sociedad, es el

consumo de productos saludables, productos que

aporten valor a la salud; también se sabe que en la

actualidad las personas son muy activas, las perso-

nas trabajan mucho, realizan muchas actividades

que a veces no se le da tiempo de comer sanamen-

te o muchas veces no comen por falta de tiempo,

por lo tanto generan en su cuerpo un desorden

alimenticio.

2. MATERIALES:

Para la elaboración de nuestros Nuggets de trucha

con Haina de tarwi se siguió los siguientes pasos,

los cuales están evidenciados en el siguiente flujo-

grama.


Verificar características organolépticas

Con agua y unas gotas hipoclorito de sodio

Remover partículas extrañas

Eliminar residuos de sangre

Hasta formar una pasta homogénea

Con fosfatos, antioxidantes, condimentos naturales

Estabilizante, emulsificante, sal fina, azúcar, esencia, Benecel

A4M

Se realiza las diferentes formas o moldes

A 250°C hasta tener una temperatura interna de 80°C

Posterior a la hora de congelación, recubrir la trucha

con la harina de tarwi

Nuevamente a -18°C durante 1 hora

Al vacío 500gr x 8 unidades (bolsa Stand Up 1/2 kg).

A -18°C

18


Descripción de la etapas del proceso

1. Recepción: La recepción de la materia prima

desde el camión a la sala de procesos se realiza en

bins de (60x40x13cm) con una capacidad de 12kg

por un operario que luego es apilado y transpo

rtado en carritos de plataforma de modelo (carro

plataforma (moreno ic-cp 1). La trucha al ser proce-

sada es suministrada a la planta proveniente del

mismo departamento (Puno) y es revisado para

una evaluación y control de calidad.

La adquisición de la harina del Tarwi se realiza en

palets, para ser transportados por un operario en

montacargas con una capacidad de 3000 a 6000 Lb

hacia el almacén

2. Selección: La selección de la trucha se realizará

mediante dos a más operarios de forma manual

(los cuales tendrán en cuenta las BPM) de acuerdo

a sus características sensoriales, verificando daños

mecánicos originados por golpes en el transporte u

otros.

3. Lavado: Tres a más operarios proceden a elimi-

nar las partículas extrañas (basura, tierra, lodo,

roca, otras especies marinas) en mesas de acero

inoxidable con la ayuda de grifos las cuales propor-

cionan cantidades suficientes de agua limpia, a

una temperatura de 5ºC.

4. Corte y Eviscerado: Se efectúa cuando el tejido

muscular aún es firme con el fin de evitar pérdida

de producto aprovechable. El operario realiza el

corte utilizando cuchillos de acero inoxidable

deshuesando y eviscerando el pescado (también se

realiza en mesas de acero inoxidable).

5. Lavado: El operario lava la pulpa cuidadosamen-

te con menores cantidades de agua que el primer

lavado, con el fin de eliminar residuos de sangre,

vísceras y otras partes.

6. Pesado: El operario procede a pesar la pulpa de

trucha en balanzas de mesa (capacidad de 30kg),

para los cálculos de los insumos.

7. Molienda: El operario procede a llevar la carne

y/o pulpa trucha ya exenta de huesos y viseras a un

molino de acero con una capacidad de 50 kg, con el

objetivo de moler y/o triturar para que luego se

tenga una especie de pasta.

8. Mezclado: Se mezclan todos los ingredientes

(carne de trucha y aditivos) homogéneamente

hasta formar una pasta consistente en la misma

máquina de molienda.

9. Moldeado: Con la trucha ya mezclada, el operario

procede a llevar a la maquina moldeadora (forma-

dora automática PATTY 100-III), esta etapa consis-

te en dar forma al producto, con el objetivo que

sean comercialmente atractivos para el consumi-

dor.

10. Preparación y adición de apanado (Harina de

tarwi): Con la congelación de la trucha se aprovecha

para preparar el “apanado”. En esta etapa se

mezcla la harina de tarwi (sustituye a la de soya),

Batter Sy10, y Metilcelulosa e hidroxipropilmetilce-

lulosa Benecel, luego se añade estos compuestos a

la trucha.

• Batter Sy10, es un producto natural integrado a

base de huevo en polvo, sal y especias, desarrolla-

do para sustituir el batido de huevo y sus ingre-

dientes. (1kg Batter Sy10 equivale a 30 huevos).

Este producto evita la contaminación bacterioló-

gica (salmonella, E. Coli, Etc).

Preparación: mezclar 1 kg de Batter Sy10 con 10

litros de agua y agitar en forma mecánica (batido-

ra), dejar reposar 1 minuto y seguir la operación.

• Metilcelulosa e hidroxipropilmetilcelulosa Bene-

cel, (MC y HPMC). Realiza muchas funciones en


19


alimentos procesados, como melificación térmica,

formación de la película, engrosamiento, la unión y

la retención de agua. Mejora la cohesión, la textura

y sensación en la boca.

Preparación: pequeñas cantidades de BC y HPMC

mejoran la estabilidad de la emulsión.

11. Pre-cocción: En un horno a gas de calefacción

directa pasan los naggets de trucha a una tempe-

ratura de 53ºC aproximadamente, ya que la carne

del pescado es muy blanda.

12. Congelamiento: Luego de pre cocción de la

trucha se deja al ambiente, a fin de enfriar ligera-

mente a la materia prima. Cuando la trucha pierda

casi la totalidad del calor, se lleva a una congelado-

ra, a fin de bajar su temperatura interna hasta

aproximadamente -18°C. A fin de inactivar la acti-

vidad enzimática y bacteriológica.

13. Empaque: El empaque se realiza al vacío en

unas bolsas Stand Up 1/2 kg, esta contiene 500gr x

8 unidades de trucha.

14. Almacenamiento: Finalmente las croquetas de

trucha a base de tarwi se almacenan en unas

cámaras frigoríficas a una temperatura de -18°C.

Estas han llegado a su etapa final de producción,

convirtiéndose así en productos procesados listos

para freír y consumir.


El nivel tecnológico de la planta generalmente está

representado por el nivel tecnológico del principal

sistema de operaciones unitarias; de su nivel

tecnológico dependerá la calidad del producto.

Para el caso del presente proyecto se trata de los

procesos de pesado, molido, moldeado, mezclado,

cocción, congelamiento y empaque. Debido a la

cantidad de materia prima procesada (52,5 kg/día

ó 150 paquetes/día) se justifica la utilización de

una tecnología media y se puede adquirir los equi-

pos de proceso de diferentes proveedores, tanto

nacionales como extranjeros, dependiendo de los

equipos se vaya a adquirir.

Especificaciones de la materia prima e insumos.


Relación tamaño- mercado del producto final

El tamaño del proyecto está basado en los resulta-

dos del estudio de mercado, por lo que se ha esti-

mado una demanda de 3,000 paquetes de croque-

tas mensuales. Esto es equivalente al 10 % del mer-

cado meta propuesto en estudio de mercado. La maquinaria con la que se contara tiene mayor

capacidad de producción, ya que nuestra empresa

se proyecta a un corto plazo ir abarcando un mayor

porcentaje de demanda en el mercado.

Nuestra empresa con su personal actual cuenta

con una capacidad máxima de procesamiento de

150 paquetes diarios de croquetas, teniendo una

producción mensual máxima de 3,900 paquetes de

350 g. trabajando 6 días a la semana, con 1 turno

por día.


MATERIA PRIMA / INSUMOS CANTIDAD CANTIDAD (g) CANTIDAD EN

PORCENTAJE

Carne de trucha 51 kg 51000 g 72.49%

Harina de tarwi 2.96 kg 2960 g 4.21%

Batter Sy10 0.44 kg 444 g 0.63%

Agua (total) 8.30 L 8300 g 11.80%

Cracker 5,93 kg 5930 g 8.43%

Aditivos 1.70kg 1700 g 2.42%

TOTAL - 70334 g 99.98%

20


Como fase inicial del proyecto, nuestra empresa

piensa mantener un solo turno de producción, y en

cuanto sea requerido por un incremento de la

demanda, está se verá en la necesidad de contratar

más empleados o de realizar dos turnos por día

para ampliar la capacidad de producción.

4. CONCLUSIONES:

- Se realizó el estudio de mercado de los Nuggets

de trucha con harina de tarwi para el mercado

nacional primordialmente, teniendo en cuenta

que con el pasar de los años podamos expandir-

nos al mercado internacional. Nuestros países

importadores vendrían a ser principalmente

Canadá, España y Estados unidos, ya que estos

países cuentan con gran índice de consumo en

estos tipos de alimentos. El análisis de oferta y

demanda de los Nuggets muestra una demanda

insatisfecha nacional de 2530 toneladas en el año

2017.

- Se determinó el tamaño de la planta, analizando

los principales factores que limitarían el tamaño

de la planta, (mercado, tecnología, inversión, y

ubicación). Además, se identificó que nuestra

planta tendrá una capacidad de producción de 46

800 paquetes de Nuggets en el primer año. Tam-

bién de determinó la ubicación de la planta para lo

cual se estimó el lugar exacto (terreno, clima,

infraestructura vial, y principalmente la proximi-

dad al suministro de materia prima), el suministro

a servicios básicos (agua, energía eléctrica,

desagüe).

5. RECOMENDACIONES:

Se sugiere realizar estudios de investigación del

mercado internacional, para identificar la oferta y

demanda insatisfecha en los países a los cuales se

podría exportar los Nuggets de trucha con harina de

tarwi. Esto permitiría conseguir una mayor deman-

da del producto y aumentar nuestros ingresos

como empresa, ayudando de esta manera a

ampliar nuestra planta de producción y posicionar-

nos como empresa reconocida a nivel internacio-

nal.

Realizar estudios de investigación básica en los

subproductos (molienda de residuos de trucha), en

cooperación con las instituciones especializadas,

como la del ambiente, con el fin de dar un valor

agregado a este subproducto, además de disminuir

la contaminación ambiental (residuos orgánicos).

Esto permitiría lograr u aprovechar íntegramente la

materia prima base.


[1] Alva Castro, Jessica, Chicata Abarca, Alfonso y

Delfin Lazo, Yanina. 2013. Planeamiento Estra-

tégico del Tarwi. [En línea] UNIVERSIDAD CATÓ-

LICA DEL PERÚ, 09 de 2013. [Citado el: 26 de 04

de 2017.] http://quinua.pe/wp-content/ ploads

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[2] ÁDEX (ASOCIACIÓN DE EXPORTADORES). 2007.

Comercialización de trucha 2006. (23-3-2007)

[3] CORREO. 2015. CORREO. [En línea] 06 de 08 de

2015. [Citado el: 26 de 04 de 2017.] http://diario-

correo.pe/edicion/la-libertad/la-libertad-prom-

ven-crianza-de-truchas-en-santiago-de-chuco-

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[4] EL COMERCIO. 2016. [En línea] 07 de 04 de 2016.

[Citado el: 26 de 04 de 2017.] http://elcomer-

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[5] LA REPUBLICA. 2014. [En línea] 23 de 05 de

2014. [Citado el: 26 de 04 de 2017.] http://lare-


21


publica.pe/23-05-2014/produccion-de-tarwi-en

-la-libertad-crecera-en-100-en-campana-2014-

2015.

[6] RPP NOTICIAS. 2014. RPP Noticias. [En línea] 18

de 07 de 2014. [Citado el: 26 de 04 de 2017.]

http://rpp.pe/peru/actualidad/region-la-libert

ad-lider-nacinal-en-produccion-de-productos-a

gricolas-noticia-709094.

[7] UNOCANC. 2012. [En línea] FAO, 2012. [Citado

el: 26 de 04 de 2017.] http://www.fao.org/file-

admin/user_upload/mountain_partnershi-

p/docs/1_produccion_organica_de_cultivos_and

inos.pdf.

[8] FAO (2014). Estado Mundial de la Pesca y

Acuicultura, 2014. http://www.fao.org/3/a-i37

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02 de 05 de 2017.] http://www.clubuni

maq.com.pe/se-multiplican-obras-de-infraestr

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[10] INEI. 2013. INEI. [En línea] 2013. [Citado el: 09

de 05 de 2017.] https://www.inei.gob.pe/me

dia/MenuRecursivo/publicaciones_digitales/Es

t/Lib1151/pdf/cap001.pdf.


23

RESUMEN:

La presente investigación se realizó con la finalidad de obtener un proceso que permita disminuir la

concentración de cromo del efluente de curtido, de la empresa INVERSIONES HAROD S.A.C., mediante el

tratamiento con un álcali mixto de hidróxido de sodio y óxido de magnesio. El diseño que se aplicó en la

investigación fue un diseño experimental unifactorial, la muestra fue de 5 litros de efluente de curtido, el

método de procesamiento de análisis de datos fue el anova para probar las hipótesis. La determinación de

la concentración de cromo antes del proceso de precipitación se desarrolló por el método de volumetría, las

concentraciones de cromo después de los tratamientos se determinaron por el método de espectrofoto-

metría de absorción atómica a llama. En conclusión se logró remover cromo del efluente de curtido en un

99,96 % con una dosificación de hidróxido de sodio y óxido de magnesio de 3:2 y un tiempo de agitación de

60 minutos, reduciendo de 42 915 ppm hasta 16,7 ppm de cromo respectivamente un valor muy cerca a los

VMA (Valores máximos admisibles) establecidos por D.S. N° 021-2009-VIVIENDA.

Palabras claves: Efluente de curtido, Curtiembres, Cromo, Precipitación, Remoción.

ABSTRACT:

The present investigation was carried out in order to obtain a process that reduces the concentration of

chromium from the tanning effluent of the company INVERSIONES HAROD S.A.C. through the treatment

with a mixed alkali of sodium hydroxide and magnesium oxide. The design applied in the research was a

unifactorial experimental design, the sample was composed of 5 liters of tanning effluent and the data

analysis processing method was anova to test the hypotheses. The volumetric method determined chro-

mium concentration before the precipitation process whereas the method of atomic absorption

photo-spectrometry determined chromium concentration after the treatments. In conclusion, it was

possible to remove chromium from the tanning effluent in 99.96% with a sodium hydroxide and magne-

sium oxide dose of 3: 2 and a stirring time of 60 minutes. This reduced 42 915 ppm to 16.7 ppm (parts per

million) of chromium respectively, which is a value very close to maximum allowable values (MAV) establi-

shed by S.D. (Supreme Decree) Nº. 021-2009- HOUSING.

Key words: Tanning effluent, Tanneries, Chrome, Precipitation, Removal.

Boris Landivar del Castillo1 Jhanny López Chávez1 Héctor Cotrina Chup1

Lilian Cabanillas Paredes1 Kevin Saldaña López1 Isidoro Valderrama Ramos2

1 Universidad César Vallejo - Escuela de Ingeniería Ambiental. Estudiantes de Ingeniería Ambiental2 Universidad César Vallejo - Escuela de Ingeniería Ambiental. Docente y Asesor de Ingeniería Ambiental. Email: [email protected]

Efecto precipitante del Hidróxido de sodio y Óxido de Magnesio en la remoción de Cromo del efluente de

curtido, Inversiones Harod S.A.C.

Precipitating effect of sodium hydroxide and magnesium oxide on the removal of chromium from tanning effluent, Investments Harod S.A.C.

24Isidoro Valderrama Ramos y Estudiantes de Ingeniería Ambiental

1. INTRODUCCIÓN:

Las curtiembres son industrias de alto impacto en

el aspecto económico, social y ambiental, por la

cantidad de recursos que movilizan tienen una

participación de 11% en el mercado mundial del

cuero. La calidad del cuero depende principalmente

de la cantidad y homogeneidad del cromo fijado en

el colágeno de la piel. En la etapa de curtido se

utiliza exceso de cromo para garantizar la fijación

de éste en las proteínas de la piel y evitar la

descomposición del cuero, pero la mayoría de las

aguas residuales de estas industrias no cuentan

con un tratamiento adecuado, esto trae consigo el

deterioro de los recursos naturales y la salud de la

población. (CAR, 2009).

En el Perú muchas curtiembres formales han cerra-

do, pero han reaparecido como curtiembres infor-

males, asimismo muchas de ellas alquilan sus

servicios a curtidores informales como un medio

para generar ingresos. (MERA R, et. al, 2010).

El cromo es un contaminante cuyo límite máximo

permisible para alcantarillado es de 2,0 mg/L

(Decreto supremo N° 003 – 2002 – PRODUCE). Los

efluentes de la etapa de curtido tienen pH ácido,

entre 2 y 4 en este rango de pH el cromo trivalente

es muy soluble y los floculantes prácticamente no

alcanzan a precipitarlo.

En la región de La Libertad, se encuentran registra-

das aproximadamente 25 curtiembres que repre-

sentan el 30% de las industrias curtidoras que hay

en el país, pero la mayoría de ellas son informales.

Casi todas son pequeñas fábricas de origen fami-

liar, con poca tecnificación y personal no capacita-

do (Marcos, 2014).

La mayoría de las aguas residuales de las indus-

trias curtidoras de la Libertad no cuentan con sufi-

ciente tratamiento y por lo tanto salen con concen-

traciones de cromo muy elevados, éstas son

descargadas al sistema de alcantarillado, contami-

nando así el recurso hídrico y afectando la vida

acuática existente en el ecosistema marino.

Inversiones HAROD S.A.C. actualmente tiene un

déficit en su organización, política ambiental y

tratamiento de sus efluentes; ya que gran parte de

éstos no reciben un tratamiento, como consecuen-

cia de esto se han generado pérdidas en su estado

financiero de la empresa y principalmente la conta-

minación del recurso hídrico afectando el desarrollo

de las especies y otras actividades económicas.

1.1. Objetivos:

1.1.1. Obejtivo General

Determinar el efecto precipitante del hidróxido de

sodio y óxido de magnesio en la remoción de cromo

del efluente de la etapa de curtido de Inversiones

HAROD S.A.C, a nivel laboratorio.

1.1.2. Objetivos Específicos

• Determinar la dosis de hidróxido de sodio y óxido

de magnesio usado para la remoción de cromo del

efluente de la etapa de curtido de inversiones

HAROD S.A.C.

• Determinar el tiempo de agitación del proceso de

precipitación con hidróxido de sodio y óxido de

magnesio, para la remoción de cromo del efluente

de la etapa de curtido de inversiones HAROD

S.A.C.

1.2. Antecedentes:

Según ORTIZ PENAGOS, Nidia Elena (2014) en su

Tesis: “Recuperación y reutilización de cromo de

las aguas residuales del proceso de curtido de

curtiembres de San Benito (Bogotá), mediante un

proceso sostenible y viable tecnológicamente”. Su

objetivo general fue determinar el porcentaje de

recuperación y reutilización de cromo del efluente

Efecto precipitante del Hidróxido de sodio y Óxido de Magnesio en la remoción de Cromo del efluente de curtido, Inversiones Harod S.A.C.

25

residual del proceso de curtido mediante un proce-

so sostenible y viable tecnológicamente, Trabajó

con un diseño experimental mono – variable,

evaluando el efecto de la concentración de hidróxi-

do de sodio (4 molar, 5 molar y soda cáustica sin

disolver) Llegando a la conclusión que se obtuvo

una reducción de la concentración de cromo mayor

a 99,90 % con niveles entre 0,7 mg/L y 2,475 mg/L.

Asimismo HUAI Li y ZIFANG chi. (2014). En su

artículo “La recuperación de cromo mejorada a

partir de residuos curtidos por la reacción ácido -

alcalino en China.” Se pusieron a prueba un álcali

mixto de hidróxido de sodio y óxido de magnesio y

ácidos minerales diluidos para mejorar el efecto de

sedimentación de cromo trivalente de las aguas

residuales curtiduría. Los resultados mostraron

que el álcali más factible era una mezcla de

hidróxido de sodio y óxido de magnesio con una

relación de masa de 5:2, a pH 9,5. La eliminación de

cromo fue de 99,1%.

REY DE CASTRO ROSAS, Ana Cristina, Lima (2013).

En su tesis “Recuperación de cromo (III) de efluen-

tes de curtido para control ambiental y optimiza-

ción del proceso productivo”, teniendo como obje-

tivo general: Recuperación del cromo (III) de los

efluentes de curtiembre, se propuso un proceso de

recuperación de cromo mediante precipitación con

Hidróxido de sodio e hidróxido de calcio. Las recu-

peraciones tuvieron eficiencias sumamente altas,

cuando se usaron agentes precipitantes grado QP

la eficiencia estaba entre el 95,6 – 98,8%, y de 81,9

– 84,4% con agentes precipitantes comerciales.

1.3. Justificación:

En Inversiones HAROD SAC, se curten aproximada-

mente 300 pieles diarias utilizando en ésta etapa

un promedio de 6 metros cúbicos de agua y 7 % de

cromo del peso total de pieles que son vertidos al

sistema de alcantarillado sin previo tratamiento;

; es por ello que se desarrolló esta investigación,

con el objetivo de determinar el efecto precipitante

del hidróxido de sodio y óxido de magnesio en la

remoción de cromo del efluente de la etapa de

curtido. La investigación servirá como base para

futuras investigaciones que desarrollen nuevos y

eficientes procesos de precipitación para la remo-

ción de cromo a nivel industrial, permitiendo a las

empresas recuperar el cromo para posteriormente

reusarlo en el proceso curtido de cuero.

2. MATERIAL Y METODOS:

2.1. Descripción del Tipo de Estudio y Diseño

- Tipos de estudio: Aplicado

- Diseño de investigación: Experimental 2.2. Población y muestra

Población: Estuvo definida por 6 m3 de efluente,

generados en la etapa de curtido de Inversiones

HAROD S.A.C.

Muestra: Fue obtenida mediante un muestreo

aleatorio simple, representada en 6 litros de

efluente, obtenida en el escurrido del botal de la

etapa de curtido de Inversiones HAROD S.A.C, y fue

muestreada según El Protocolo de monitoreo de la

calidad de los Recursos Hídricos - Autoridad Nacio-

nal del Agua – DGCRH.

Unidad de análisis: Se usó 250 ml. de efluente de

curtido para cada dosificación con hidróxido de

sodio y óxido de magnesio para precipitar el cromo

presente en la muestra.

2.3. Metodología

2.3.1. Diseño de investigación

La investigación presenta un diseño experimental

bifactorial (4x2); ya que existen 2 factores de la

variable independiente:

Isidoro Valderrama Ramos y Estudiantes de Ingeniería Ambiental



- Dosis en gramos de NaOH y MgO (3:2, 4:2, 5:2,

6:2)

- Tiempo de agitación (30, 60 minutos)

2.3.2. Variables

• Variables independientes:

- Dosis de NaOH y MgO

- Tiempo de agitación

• Variables dependientes:

- Eficiencia del proceso de precipitación con

hidróxido de sodio (NaOH) y óxido de magnesio

(MgO).

2.4. Técnicas e instrumentos de recolección de

datos

La determinación de los parámetros fisicoquímicos

del efluente residual proceso de curtido se realiza-

ron mediante los métodos normalizados para aná-

lisis de aguas residuales

Tabla 1. Parámetros Fisicoquímicos analizados en

el efluente de curtido.


2.5. Métodos de análisis de datos

El análisis de la varianza (ANOVA) es una herra-

mienta estadística que generaliza la t de student;

se usó en la investigación para comparar entre sí

las medias o varianzas de los resultados obtenidos

en cada grupo de análisis desarrollados en labora-

torio. Asimismo para el análisis de datos se usó:

- Regresión múltiple- Prueba de Hipótesis- Prueba de Shapiro-Wilk.

3. RESULTADOS Y DISCUCIÓN:

Tabla 2. Concentración de cromo (mg/L) en el

efluente de curtido, después de la precipitación con

hidróxido de sodio y óxido de magnesio.

Se puede observar la interacción entre los niveles:

tiempo de agitación (min) y la dosis de NaOH y MgO

(gr), la concentración inicial de cromo fue de 42 915

ppm, también se visualiza las concentraciones

finales de cromo de cada tratamiento, su prome-

dio, el pH al que se trabajaron y la eficiencia de cada

tratamiento.

Tabla 3. Prueba de Normalidad.

Fuente: Elaboración propia

Se observa que el valor p > 0,05, por lo tanto se

acepta H0 y se afirma estadísticamente que los

M0 M0

M0 M0 Yi

PARÁMETRO FISICOQUÍMICO

MÉTODO CÓDIGO SM

Cromo Total (mg/L)

Volumetría / Espectrofotometría de absorción atómica a la

llama

pH Potenciometría – 4500 B

Temperatura ( °C) Termómetro

Conductividad Conductimetría

Dosis Shapiro-Wilk

Estadístico gl Sig. (p)

Remoción de cromo

3:2 0,995 6 0,998

4:2 0,971 6 0,897

5:2 0,964 6 0,853

6:2 0,672 6 0,303



datos tienen una distribución normal, con un nivel

de confiabilidad del 95 %.

Tabla 3. Análisis de varianza – ANOVA


Al igual que ORTIZ PENAGOS, Nidia Elena (2014) se

aplicó el análisis de varianza para ver si existía

diferencias significativas entre la dosis y el tiempo

de agitación, estadísticamente se comprobó que si

existe diferencias significativas entre grupos.

Figura 1. Medias marginales estimadas

En la Figura 1, se puede observar la relación entre la

dosis y las medias marginales estimadas, con

tiempo de agitación de 30 y 60 minutos. Gráfica-

mente se puede observar que a una dosis de 3:2 y a

60 minutos de agitación se obtiene la mayor remo-

ción de cromo. A diferencia de HUAI Li y ZIFANG

Chi., quienes tuvieron una eficiencia del 99,1% con

una dosis de (5:2); La mayor eficiencia en la presen-

te investigación se obtuvo cuando se usó una dosis

de (3:2)

4. CONCLUSIONES:

• En el proceso de remoción de cromo del efluen-

te de curtido de INVERSIONES HAROD S.A.C.,

utilizando un álcali mixto de hidróxido de sodio y

óxido de magnesio con una relación de dosis de

3:2 (gr) y un tiempo de agitación de 60 min., se

logró remover hasta en un 99,96%.

• Se determinó que el uso de dosis altas del álcali

mixto de NaOH y MgO influye de manera inversa

en la remoción de cromo; esto se observó cuando

se usó dosis menores y se obtuvieron mayores

remociones.

• Se determinó que el tiempo de agitación influye

de manera directa en la remoción de cromo del

efluente de curtido, concluyéndose que los mejo-

res resultados se obtuvieron a 60 minutos de

agitación.

• Se determinó estadísticamente que la dosis de

hidróxido de sodio/óxido de magnesio y el

tiempo de agitación influyen significativamente

en el porcentaje de remoción de cromo con una

confiabilidad del 95 %.


[1] Agencia de Protección Ambiental de los Estados

Unidos, CIATEC. Manual de Buenas Prácticas

Ambientales para la Curtiembre en Centroamé-



rica. [En línea]. 2006. Disponible en: http://p-

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[11] KAIFER, Jesús. Tratamientos físico-químicos

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g e s / c o n t e n i d o s / p u b l i c a c i o n e s / l i -

bros/Producci%C3%B3n_limpia en la industria

de curtiembre.pdf


29

RESUMEN:

Este proyecto pretende contribuir a la generación casera de energía eólica, buscando ayudar a las personas

de escasos recursos económicos, o con carencia de energía eléctrica. Para ello se hará uso de materiales

reciclados, con el fin de disminuir costos. En su elaboración, se hace uso de un ventilador usado, el cual

será previamente modificado para la generación de energía eléctrica, comprobando de esta manera que la

utilización de este material en desuso puede ser de mucha ayuda económica.

Este proyecto consta de la elaboración de un generador eólico horizontal de 5 aspas con una cola para la

dirección del viento, así mismo para la comprobación del funcionamiento y el almacenamiento eléctrico

constara de una batería de carro de 12 V y una maqueta de una pequeña casa con 2 focos de 12 V. Mediante

la elaboración de este generador eólico y su conocimiento por parte de la población, se reducirá la contami-

nación ambiental además de elevar el nivel social de los mismos. Se pretende también comprobar que el

motor de un ventilador en desuso puede ser utilizado para la generación de energía eólica.

Palabras claves: Generador Eólico, Energía Renovable, Voltaje, Aerogenerador y Revolución.

ABSTRACT:

This project aims to contribute to the home generation of wind energy, seeking to help people with limited

economic resources or lack of electricity. This will be done using recycled materials, in order to reduce

costs. In its elaboration, a used fan is used, which will be previously modified for the generation of electri-

cal energy, verifying in this way that the use of this material in disuse can be of much economic help.

This project consists of the elaboration of a horizontal wind generator of 5 blades with a tail for the direc-

tion of the wind, also for the verification of the operation and the electrical storage consists of a battery

of car of 12 V and a model of a small house with 2 lights of 12V.

Key words: Wind-Power Generator, Renewable Energy, Voltage , Wind Turbine And Revolution

Vanesa Bacilio1 Domingo Baltazar1 David Inuma1 Florcita Jáuregui1

Karla Ruíz1 Lorena Vásquez Segundo Rojas2


Aprovechamiento de la Energía Eólica para la generación de Energía Eléctrica en zonas rurales en Trujillo

Use of wind energy for the generation of electrical energy in rural areas in Trujillo

30Segundo Rojas Flores y Estudiantes de Ingeniería Ambiental

1. INTRODUCCIÓN:

Durante mucho tiempo nuestro planeta se ha visto

muy afectado por el desequilibrio natural que ha

sido originado por la mano del hombre1-3. La indus-

trialización y el aumento poblacional incremento el

uso de los combustibles fósiles, provocando la

emisión desmedida de contaminantes y de gases

de efecto invernadero; que ha llegado a provocar

una desmedida emisión de contaminantes y de

gases de efecto invernadero, llegando a ser un

problema crítico para la salud humana y el bienes-

tar de los seres vivientes4.

Debido a ello, el ser humano se ha visto en la

obligación de buscar nuevas alternativas de

generación de energía eléctrica, que tenga menor

efecto contaminante en la naturaleza5-6. Una de las

formas de generar este tipo de energía; es la

energía eólica, que es obtenida del viento, es decir,

la energía cinética generada por efecto de las

corrientes de aire, y que es transformada en otras

formas útiles para las actividades humanas7.

Según el Ministerio de Minas y Energía con un

viento de 4-5 m/s. la generación de energía con

equipos autónomos es viable a una altura de diez

metros para generadores horizontales. Para

conocer la factibilidad de un prototipo aislado se

deben tomar medidas con un pequeño equipo

eólico y la medición del viento sobre una base

adecuada, lo que permite relacionar el

comportamiento del viento y la capacidad eléctrica

haciendo una toma bimestral para la valoración del

recurso sobre una base empírica de dirección del

viento para su implementación9.

Según “Villarubia López, 2012” menciona las prin-

cipales ventajas de la energía eólica: No emite

gases contaminantes, ni fluentes líquidos, ni resi-

duos sólidos, tampoco utiliza agua, reduce emisio-

nes de CO2, no requiere minería de extracción

subterránea o a cielo abierto, ahorra combustibles,

diversifica el suministro y reduce la dependencia

energética8.

Nuestro país, al ser un país subdesarrollado tercer-

mundista, presenta características sociales muy

marcadas, la mayoría poblacional no cuenta con las

necesidades básicas y una de estas necesidades es

la energía eléctrica, que limita el acceso a los

medios de comunicación y a la reducción de los

trabajos nocturnos. Las necesidades presentes en

la mayoría de nuestra población, además del

aumento de las nuevas propuestas de energías

ecoamigables hemos visto necesario proponer la

elaboración de un generador eléctrico con materia-

les en desuso y con la capacidad de ser elaborado

de forma fácil.

Motivo por el cual la elaboración de este generador

eólico y su conocimiento por parte de la población,

se reducirá la contaminación ambiental además de

elevar el nivel social de los mismos. Se pretende

también comprobar que el motor de un ventilador

en desuso puede ser utilizado para la generación de

energía eólica.

2. MATERIALES:

El aerogenerador diseñado es de eje horizontal,

tiene una altura aproximada de 2 metros, consta de

una hélice de 5 palas de rotación que hacen un área

rotación de 0.1486 m2, una aleta para la dirección

del viento; el motor, sobre la unión del soporte,

tiene una capacidad máxima de giro de 95 grados

conforme el viento lo dirija. Además, se añadió un

rectificador de corriente con el fin de poder recargar

la batería de 12 V. Los materiales utilizados para el

generador eólico son: Ventilador usado (motor y

hélice), cables mellizos (ROJO/NEGRO), batería

descargada de carro, vara de aluminio 0.5 pulga-


31

das, soportes de aluminio, moldimix, imanes de

neodimio o imanes cerámicos y un rodaje pequeño.

Los materiales utilizados para el rectificador de

corriente son: Diodos de 6A a 600 V, capacitadores

4700 uF a 35V, cable mellizo (ROJO/NEGRO).

Los materiales utilizados para la elaboración de la

maqueta son: Triplay de madera 2mm, clavos de

madera 1 pulgada, cola para madera, focos de 12 V,

cable mellizo (ROJO/NEGRO) e interruptores. Se

empieza colocando los imanes el eje rotor del

motor, se abre el motor, se extrae el metal cilíndri-

co con un martillo y se coloca los imanes con una

cinta aislante, y se ensambla nuevamente, con

mucho cuidado se cortan los cables de los botones

del ventilador, se obtendrá muchos cables de color,

con la ayuda de un taladro se calcula el mayor

voltaje obtenido, encontrando de esta manera los

cables indicados. Con trozos de madera se procede

a montar una estructura en la cuan este fijo en el

motor y al mismo tiempo sirva como soporte para

la cola. Se corta una vara de aluminio de ½ pulga-

da, se fija de un extremo, en una base que permita

estabilidad al ser parado. Del otro extremo se

coloca el soporte donde se fijará el motor. Para

permitir movimiento de giro por acción de la direc-

ción del viento, en la unión del motor y el soporte

se coloca un rodaje pequeño. Se procede a armar

un rectificador de corriente casero uniendo los

diodos y los capacitores. Se elabora la maqueta y

se hace las conexiones eléctricas debidas (instala-

ción de focos e interruptores). Teniendo en cuenta

las polaridades correspondientes.


Los datos fueron obtenidos en un espacio abierto

donde permitía que el flujo de aire sea constante, a

las 16:00 p.m., en el proceso de experimentación se

obtuvo los siguientes datos: teniendo en cuenta el

área del rotor que es 0.1486 m2, además de la den-

sidad del aire: 1.2254 Kg/m3, y de la velocidad del

viento que varía entre 11 – 22 km/h, siendo su velo-

cidad promedio 14.58 m/s. Se hallo la potencia

eólica del viento reemplazando en la ecuación6:

Con la ayuda de un taladro, haciendo rotar al

máximo el eje del motor del generador se descubrió

que el voltaje máximo que genera es de 3.4 V.

Mediante el uso de un tacómetro se procedió a

medir las revoluciones por minuto que generan

ciertos voltajes en el motor, cuyos datos se mues-

tran en la Tabla 1.

Tabla 1. Voltaje dependientes de las Revoluciones

por minuto(RPM).

Con los datos obtenidos en la Tabla 1, se pudo

graficar y ver la relación que existen entre las RPM

y el voltaje, ver grafica 01. Como se muestra en la

gráfica 01, se puede observar que hay una depen-

dencia directamente proporcional.

Gráfico 1. Voltaje vs Revoluciones por minuto.

P =12ρAv

3=

12

1.2254Kg𝑚

∗ 0.1486 𝑚 ∗ (4.58)3

= 8.75 w

RPM Voltaje (V)

1748 2.6

2090 2.8

2252 3.0

2768 3.3

2884 3.4

1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000

2.6

2.8

3.0

3.2

3.4

V vs RPM

VOLT

AJE

(V)

REVOLUCIONES POR MINUTO (RPM)

Segundo Rojas Flores y Estudiantes de Ingeniería Ambiental


32

De la Gráfica 1 se apreciar también que medida que

aumenta las revoluciones del eje, el voltaje tam-

bién aumenta hasta que se queda en 3.4 voltios, se

observa una recta lineal. Esto pretendería decir que

mientras más revoluciones se obtendrá mayor

voltaje, el tiempo necesario para cargar una batería

de carro de 12 V fue de 2 horas. Otros autores logra-

ron obtener resultados muy parecidos a los nues-

tros con equipos muchos más costosos y sofistica-

dos2-3. Estos resultados son muy buenos, y se

podría aplicar en zonas rurales de la ciudad de

Trujillo.


Se pudo transformar un ventilador en desuso en un

generador eólico, aunque para una mejor obten-

ción de energía sería recomendable un motor de

imanes fijos. Es necesario transformar la corriente

continua a corriente continua, para la recarga de la

batería y se recargo en aproximadamente 2 horas.

Se pudo determinar el potencial eólico del viento

con respecto al área de rotación de la hélice, siendo

8.75 w aproximadamente.

Se recomienda que para la elaboración de un gene-

rador eólico a partir de un ventilador imanes poten-

tes de neodimio, con una cierta distancia separada

del eje de rotación, colocados de una forma simé-

trica.


[1] Wind power and the NIMBY-myth: institutional

capacity and the limited significance of public

support, Maarten Wolsink, Renewable Energy 21

(2000) 49 -64.

[2] Los Paisajes de la Energía Eólica: Su Percepción

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[3] Las energías renovables, Luis Merino , Iberdrola

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[4] Energía de la Biomasa, Jesús Fernández, Iber-

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[5] Las energías renovables son el futuro, José San-

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[6] Propuesta metodológica para el diseño de las

aspas de turbinas de viento de eje horizontal,

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[7] Prospectiva de Energías Renovables 2013-2027,

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http://www.tesionline.it/consult/preview.js-

p?pag=11&idt=42053

Segundo Rojas Flores y Estudiantes de Ingeniería Ambiental


33

RESUMEN:

La presente investigación se basa en el desarrollo de un prototipo de un seguidor solar, para para emplear-

lo en el alumbrado público de la Universidad César Vallejo, debido a la gran demanda de energía eléctrica

que este produce. Con la finalidad de lograr una dependencia de la red convencional con esta nueva fuente

de electricidad fotovoltaica garantizando una opción más ecológica con el planeta.

El proyecto estuvo enmarcado en el tipo de investigación documental y experimental. Se emplearon una

serie de técnicas para la construcción de la maqueta e instrumentos de recolección de datos para corrobo-

rar la información obtenida. De esta manera se puede concluir que con la implantación del sistema del

prototipo del seguidor fotovoltaico es factible para sustituir a la energía brindad por Hidrandina SA.

Palabras claves: Seguidor solar, Electricidad fotovoltaica, Seguidor fotovoltaico, Fotovoltaica, Red

convencional.

ABSTRACT:

This research is based on the development of a prototype of a solar tracker, to be employed in the public

lighting of the Cesar Vallejo University, due to the high demand of electricity it produces. With the purpose

of achieving dependence of the conventional network with this new source of photovoltaic electricity

guaranteeing a more ecological option with the planet.

The project was framed in the type of documentary and experimental research. A number of techniques

were used for construction of the model and data collection instruments to corroborate the information

obtained. In this way it can be concluded that with the implantation of the prototype system of the photo-

voltaic follower it is feasible to replace the energy offered by Hidrandina SA.

Key words: Solar tracker, Photovoltaic electricity, Photovoltaic follower, Photovoltaic, Conventional

network.

Oswaldo Flores1 Hellen Barbarán1 Henry Muñoz1 Elvin Ríos1

José Chacón1 Jorge Minchola2


Impacto de la estación meteorológica e influencia de las Energías Renovables para solucionar problemas

ambientales

Impact of meteorological station and influence of Enewable Energies to solve environmental problems

34Jorge Luis Minchola Gallardo y Estudiantes de Ingeniería Ambiental

1. INTRODUCCIÓN:

Hoy en día, se observa como el avance de la tecno-

logía, requiere el uso de sistemas de almacena-

miento de energía más sofisticado. En países como

el Perú donde se utiliza recursos no renovables

como el carbón, gas natural y otros derivados del

petróleo, entre otros, para generar energía, se

suscitan diferentes inconvenientes como la conta-

minación del ambiente y la limitada duración de

estos recursos como fuente de energía1. Los incon-

venientes de la generación de la energía eléctrica

mediante el sistema tradicional, se evidencia en el

deterioro del ambiente, y así como los costos

elevados que genera producirla. Por este motivo es

necesario buscar alternativas al uso de este tipo de

energías, pudiendo evitar así los problemas más

comunes y que a lo largo del tiempo siguen peren-

nes como es el caso de la pobreza y la contamina-

ción ambiental2-3.

La convergencia actual de la crisis junto con el alza

progresiva de los servicios eléctricos, genera un

ambiente propicio para que emerja un no tan

nuevo y sostenible método de obtención de ener-

gía como lo es el caso del uso de paneles para la

obtención y transformación de la energía solar en

energía eléctrica, pudiendo así incluso llegar a más

lugares donde la energía convencional no puede o

es muy costoso de financiar, aunque este tipo de

tecnología de almacenamiento de energía todavía

es muy costoso a corto plazo comparado con la

energía convencional se estima que conforme

avance el tiempo y se reduzca el precio de los elec-

trónicos este se haga más asequible para las

masas y de paso a un mundo mejor con mayor

inclusión y más limpio. El sol es la fuente de ener-

gía de la Tierra. Se recibe en forma de la radiación

que retiene la atmósfera y permite que la tierra se

mantenga a temperatura más o menos constante

posibilitando que haya vida. La energía solar es la

que se aprovecha directamente de la radiación

solar. Es una fuente de energía que produce electri-

cidad de origen renovable. ¿De qué depende la

incidencia del Sol? La hora, La inclinación de la

Tierra respecto del Sol, variable a lo largo del año y

condiciones meteorológicas. La energía solar es

una de las alternativas energéticas más importan-

tes en la actualidad, esta ofrece una serie de venta-

jas tales como: Utiliza recursos naturales inacaba-

bles como la luz del sol. Es una energía limpia que y

ecológica ya que no emite gases contaminantes ni

residuos. Es una solución para brindar energía eléc-

trica a lugares apartados y de difícil acceso para las

redes de energía convencionales. Es la única ener-

gía renovable que puede instalarse a gran escala

dentro de las zonas urbanas. Los materiales

empleados en su fabricación se pueden reciclar y

reutilizar3-6.

Los movimientos de rotación y de traslación son los

responsables de las estaciones del año, la sucesión

de los días y noches y de las diferencias de tempe-

ratura entre distintos puntos del planeta. La radia-

ción solar depende de estos movimientos y variará

en función de la latitud y del momento del año. La

posición del sol, que afecta directamente al ángulo

de incidencia de los rayos del sol, viene determina-

da por el ángulo de altura y el acimutal. Es un

sistema que capta la energía solar, la almacena y la

distribuye de forma natural, sin mediación de

elementos mecánicos, estos se dan por: acristala-

miento (capta la energía solar y retiene el calor

igual que un invernadero), masa térmica (constitui-

da por los elementos estructurales del edificio o

por algún material acumulador específico como

agua, tierra, piedras) y tiene como misión almace-

nar la energía captada5-6.

Los paneles están elaborados por celdas de mate-

Impacto de la estación meteorológica e influencia de las Energías Renovables para solucionar problemas ambientales

35

rial semiconductor, en gran porcentaje de Silicio, el

cual tiene en su último orbital 4 electrones. Estos

se asocian con otras partículas aledañas dando

forma así a conjuntos de 8 electrones originando

una estructura cristalina. En los sistemas fotovol-

taicos existe la posibilidad de implementar un

dispositivo adicional con el fin de aumentar la

captación de radiación solar y por ende la energía

suministrada por la instalación, tal dispositivo es

un seguidor solar. Un seguidor solar es un disposi-

tivo conformado básicamente por una parte fija y

una móvil, cuya finalidad es el aumento de la

captación de radiación solar, para lo cual cuenta

con una superficie de captación que debe perma-

necer perpendicular a los rayos del sol durante el

día y dentro de su rango de movimiento. Por ellos

se optó por usar un dispositivo de doble eje, por la

capacidad de conseguir la orientación adecuada

que maximice la creación de energía eléctrica. Los

de un solo eje, evidentemente, están limitados, ya

que no tienen capacidad de movimiento y su orien-

tación es fija. Los seguidores de dos ejes permiten

alcanzar cualquier orientación, por lo que la gene-

ración de energía fotovoltaica es máxima5-9.

2. MATERIALES:

Para la realización de la maqueta se usaron dos

motoreductores (12 V), una base giratoria tornea-

da, rodamientos de 6001, eje torneado 0.5 x 40

cm, base de fierro, soldadura de 6011x 1/8´´, pulsa-

dores, interruptores, barrillas de fierro (2), soldadu-

ra indura 6011- 3/32 ´´ y una batería de 12V o trans-

formados 220 V a 12V.


En esta primera etapa de elaboración de la maque-

ta se pudieron hallar los siguientes datos: la masa

total de la maqueta fue de 12 Kg, con un radio de

giro de 0.27 m y su máxima distancia recorrida de

los brazos es de 0.4 m. Para hallar la velocidad de

giro se realizaron varias pruebas, como se muestra

en la Tabla 1.

Tabla 1. Números de pruebas para hallar el tiempo

promedio de giro total.

De la Tabla 1, se observó que el tiempo de giro total

de los brazos fue de 0.31 s. Sabiendo la distancia

total de los brazos, se pudo hallar la velocidad de

giro que fue de 1.29 m/s. También se pudo encon-

trar la potencia, siendo esta de 4.99 watts, cuyo

trabajo realizado fue de 9.98 N/m. El voltaje y

amperaje medido usando un amperímetro Garder

Bender GDM6400, fue de 12.32V y 0.5 amp.

4. CONCLUSIONES: En nuestro prototipo de seguidor solar de dos ejes

se pudo hallar el tiempo, velocidad, potencia,

trabajo, intensidad de corriente y diferencia de

potencial. Todos estos datos son muy prometedo-

res para la siguiente fase del proyecto. Que consta-

ra de la medición con paneles solares en todo un

trimestre.


[1] Distributed photovoltaic power generation:

possibilities, benefits, and challenges for a

Número de prueba

Tiempo (s)

1 0.33 2 0.30 3 0.27 4 0.34 5 0.4 6 0.25 7 0.25 8 0.27 9 0.40 10 0.34

Promedio 0.31

Jorge Luis Minchola Gallardo y Estudiantes de Ingeniería Ambiental


36

widespread application in the Mexican residen-

tial sector, Pedro I. Hancevic, Hector M. Nuñez

and Juan Rosellòn; Deutsches Institut für

Wirtschaftsforschung, 2960045 (2017) 1-34.

[2] Energia solar termica, javier méndez muñiz

rafael cuervo garcía bureau veritas formacion,

fundación confemetal, 2 (2009) 21.

[3] Energia solar termica, javier méndez muñiz

rafael cuervo garcía bureau veritas formacion,

fundación confemetal, 2 (2009) 31-32.

[4] Diseño e implementación de un seguidor solar

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Andres Escobar Mejia, Mauricio Holguín Londo-

ño, Juan Carlos Osorio; scientia et technica año

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[5] Estructura para paneles fotovoltaicos con

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gurain/es_eia/adjuntos/PROYECTO/ANEJO3.p

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[6] Degradación de módulos fotovoltaicos de silicio

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posio Peruano de Energía Solar (XVII- SPES),

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[7] Consumo de energía eléctrica en sistemas foto-

voltaicos domiciliares de las comunidades de los

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[8] Las energías renovables, Luis Merino , Iberdrola

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[9] Energía de la Biomasa, Jesús Fernández, Iber-

drola renovable, 2 (2003) 485.

Jorge Luis Minchola Gallardo y Estudiantes de Ingeniería Ambiental


37

RESUMEN:

La presente investigación se basa en el estudio de la concentración de Material Particulado Sedimentable

entre Mayo y Junio del 2017, en la Av. Miraflores ubicada en la ciudad de Trujillo. En total se han monitorea-

dos 25 puntos, observándose en el punto 20 ubicado entre las Av. Miraflores y Av. Mantaro el pico más alto

con una concentración de 70.1 mg/cm2/mes; mientras que, el pico más bajo se encuentra en el punto 10

ubicada entre la Av. Miraflores y Av. Federico Villareal con 4.1 mg/cm2/mes.

Teniendo como referencia la Organización Mundial de la Salud (OMS) que manifiesta que el Límite

Máximo Permisible para Material Particulado Sedimentable es de 0.5 mg/cm2/mes; el cual se percibe que

en la investigación ha superado ampliamente por todos los puntos monitoreados en la Av. Miraflores;

situación muy crítica para la población por su alta peligrosidad; por lo expuesto por la OMS, indicamos que

existe una estrecha relación cuantitativa entre la exposición a altas concentraciones de pequeñas partícu-

las en suspensión y el aumento de la mortalidad o morbilidad diaria y a largo plazo.

Palabras claves: Material particulado sedimentable, Concentración, Límite máximo admisible

ABSTRACT:

The present investigation is based on the study of the concentration of Sedimentary Particulate Material

between May and June of 2017, at Miraflores Avenue located in the city of Trujillo. In total, 25 points have

been monitored, observing at point 20 located between Miraflores Av. And Mantaro Av., The highest peak

with a concentration of 70.1 mg / cm2 / month; while the lowest peak is at point 10 located between Av.

Miraflores and Av. Federico Villareal with 4.1 mg / cm2 / month.

Based on the World Health Organization (WHO), which states that the maximum permissible limit for

sedimented particulate matter is 0.5 mg / cm2 / month; which is perceived that in the investigation has

surpassed widely by all the points monitored in the Av. Miraflores; situation very critical for the population

due to its high danger; for the WHO exposure, we indicate that there is a close quantitative relationship

between exposure to high concentrations of small particles in suspension and increased daily or long-term

mortality or morbidity.

Key words: Sedimentable particulate material, Concentration, Maximum permissible limit

Boris Landivar1 Maripaz Barbarán1 Kenny Cruz1 Jhanny López1

Jhanny López1 Lilian Paredes1 Oswaldo Flores1 Danny Mejía2


Evaluación de material particulado sedimentable en la Av. Miraflores durante los meses de mayo y junio del

2017, Trujillo.

Evaluation of sedimentable particulate material in Av. Miraflores during the months of may and june 2017, Trujillo.

38Danny Mejía Pardo y Estudiantes de Ingeniería Ambiental

1. INTRODUCCIÓN:

Como ya se sabe el aire está compuesto por un

conjunto de gases, en su abundancia el nitrógeno

(78%), seguido del oxígeno (21%), y en cantidades

pequeñas el argón (0,9%) y dióxido de carbono

(0,03%). Muy aparte de estos gases también en el

aire atmosférico se encuentran aportes de sustan-

cias generadas por actividades en las ciudades o

asentamientos humanos, estos elementos pueden

estar presentes sin que los sentidos de los seres

humanos puedan percibirlo, pudiendo así ocasio-

nar daños a la salud si se encuentra en grandes

concentraciones, estos elementos pueden ser

partículas finas que se le conoce o son llamados

material particulado que debido a su tamaño se

denomina PM10 y PM 2,5, estas pueden llegar a ser

muy nocivas para la salud.

La contaminación del aire es un problema que

afrontan muchas ciudades del mundo. Se caracte-

riza como la conglomeración de distintas sustan-

cias presentes en la atmósfera [1] emitidos en

mayor medida por industrias y vehículos automo-

tores. La preocupación sobre los efectos que la

contaminación del aire tiene sobre la salud no es

un tema nuevo; por el contrario, se ha debatido

durante varias décadas. En la segunda mitad del

siglo xx, diversos estudios encontraron que altos

niveles de contaminación del aire, como conse-

cuencia de grandes emisiones de gases relaciona-

dos con el consumo de combustibles fósiles,

causan problemas de salud pública asociados a

enfermedades respiratorias El material particulado

es un contaminante primario generado por la com-

bustión ineficiente de combustibles fósiles; para el

caso del menor de 10 micrómetros (pm10), el mayor

precursor es la combustión de diésel.

En la ciudad de Trujillo existe este tipo de contami-

nación por la cantidad de vehículos en el parque

automotor y por el fenómeno natural que se dio

este año lo cual genero gran cantidad de material

sedimentable.

2. OBJETIVOS:

• Determinar la concentración de Polvo Atmosféri-

co Sedimentable, en los puntos de muestreo selec-

cionados haciendo uso del método de Placas

Receptoras.

• Analizar si las concentración de Polvo Atmosféri-

co Sedimentable, se encuentran dentro de los lími-

tes que establece la Organización Mundial de la

Salud (OMS).

3. MÉTODO:

La metodología de muestreo de polvo atmosférico

sedimentable utilizado en la presente investiga-

ción se basa en el método de placas receptoras

establecido por el Servicio Nacional de Meteorolo-

gía e Hidrología – SENAMHI. Se describe a conti-

nuación:

3.1 Preparación de las placas sedimentables

Las placas Petri de vidrio utilizadas para el mues-

treo (100 x 15 mm) se sometieron a una limpieza

previa, para luego proceder a fluidificar la vaselina

mediante calentamiento en el interior de cada

placa Petri, obteniendo una película uniforme, de

tal manera que esta cubra toda la placa. Posterior-

mente se realizó la identificación y pesado inicial

de las placas receptoras en la balanza analítica.Por el método gravimétrico se determinan el peso

inicial (Winicial), usando una Balanza Analítica

Digital.

W_inicial= W_placa+ W_vaselina

3.2 Muestreo de las placas sedimentables

Se colocaron tres placas de sedimentación en cada

uno de los 25 puntos de muestreo seleccionados a

Evaluación de material particulado sedimentable en la Av. Miraflores durante los meses de mayo y junio del 2017, Trujillo.

39

lo largo de la Av. Miraflores, a una altura no menor

de 1.5 metros y no mayor de 3.0 metros, dejándolos

expuestos durante un mes, para su posterior análi-

sis en laboratorio.

Análisis de las placas sedimentables

Teniendo el peso inicial de las placas sedimenta-

bles (Winicial), se procedió a realizar el análisis de

las muestras mediante el método de gravimetría,

retirando los insectos que hayan podido quedar

adheridos a la película de vaselina y que podrían

alterar el resultado.

Luego se realizó el pesaje final de la placa sedi-

mentable (placa con depósitos de polvo atmosféri-

co sedimentable) haciendo uso de una balanza

analítica.

Para obtener el peso del polvo atmosférico sedi-

mentable, se realizó el siguiente cálculo:

W_final-W_inicial=∆W=W_PAS

Luego, se encontró la concentración de polvo

atmosférico sedimentable, mediante la ecuación:

c=(∆wx 30)/(S x día)

Donde:

W: Peso en miligramos (mg)

∆W: Diferencia de pesos en miligramos (mg)

WPAS: Peso del Polvo Atmosférico Sedimentable

(mg)

C: Concentración de Polvo Atmosférico Sedimenta-

ble (mg/cm2 x 30 días)

S: Área de la placa = πr2 (cm2), π=3.1416

Para finalmente comparar las concentraciones

promedio obtenidas en cada una de los puntos de

muestreo con el límite máximo de 0.5 mg/cm2/30

día establecido por la Organización Mundial de la

Salud – OMS.

4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN:

Figura 1. Concentración de Material Particulado

Sedimentable en la Avenida Miraflores.


En la Fig.1 se puede observar las concentraciones

de Material Particulado Sedimentable obtenidas

entre Mayo y Junio del 2017, que abarca un rango de

tiempo de monitoreo de 1 mes en la Avenida Mira-

flores ubicada en la ciudad de Trujillo. En total se

muestran 25 puntos monitoreados, observándose

en el punto 20 el pico más alto con una concentra-

ción de 70.1 mg/cm2/mes; mientras que, el pico

más bajo se encuentra en el punto 10 con 4.1 mg/c-

m2/mes. La máxima concentración pudo deberse a

que en la zona de monitoreo (punto 20) ubicada a

cuadra y media del cementerio Miraflores, se estu-

vieron haciendo trabajos de limpieza de calles,

debido a los desbordes de las quebradas que afec-

taron esta principal vía, dejando montículos de

tierra y polvo considerables fácilmente removibles

por acción del viento y que pudieron incidir en la

placa colocada a en la parte derecha de la vía. De manera general, podemos observar en la misma

gráfica que hasta el punto 12 se han obtenido valo-

res medios que oscilan entre 7 y 15 mg/cm2/mes;

con excepción del punto 1 que se ubica cerca de la

Avenida 26 de Marzo afectada también por los

Danny Mejía Pardo y Estudiantes de Ingeniería Ambiental


40

huaicos y por ende se podría decir que con mayor

material particulado sedimentable. Sin embargo,

a partir del punto 12 hacia adelante se observa un

crecimiento bastante considerable de las concen-

traciones, dándose valores entre un rango de 18 a

70 mg/cm2/mes. Este notorio ascenso de las

concentraciones a lo largo de la Avenida Miraflores

podría deberse a que, según lo que informa el

periódico La Industria (2017), en la segunda

semana de Mayo se iniciaron los trabajos de

limpieza y recuperación de las principales vías,

empezando por la Avenida Miraflores, siendo el

punto de inicio la intersección de esta avenida con

la avenido 26 de Marzo. Las primeras zonas que

muestran valores bajos coinciden con las zonas

que para la fecha se habían recuperado de algún

modo.

Por otro lado, la Organización Mundial de la Salud

(OMS) manifiesta que el Límite Máximo Permisible

para Material Particulado Sedimentable es de 0.5

mg/cm2/mes; el cual es superado ampliamente

por todos los puntos monitoreados en la Avenida

Miraflores. Esta situación suele pasar por alto a

pesar de su alta peligrosidad; la OMS indica que

existe una estrecha relación cuantitativa entre la

exposición a altas concentraciones de pequeñas

partículas en suspensión y el aumento de la morta-

lidad o morbilidad diaria y a largo plazo. A la inver-

sa, cuando las concentraciones de partículas

pequeñas y finas son reducidas, la mortalidad

conexa también desciende, en el supuesto de que

otros factores se mantengan sin cambios. La

contaminación con partículas conlleva efectos

sanitarios incluso en muy bajas concentraciones;

de hecho, no se ha podido identificar ningún

umbral por debajo del cual no se hayan observado

daños para la salud; sin embargo se establece este

Límite Máximo de 0.5 mg/cm2/mes como medida

de prevención ante riesgos significativos para la

salud.

Mucha de la población no se encuentra informada

respecto a estos temas, y la falta de monitoreos

atmosféricas en la ciudad provoca una desinforma-

ción aún mayor; la población no es consciente de la

calidad del aire que está respirando y mucho

menos de los riesgos que esto puede provocar a su

salud.

Figura 2. Mapa de modelamiento de material parti-

culado sedimentable en los 25 puntos monitorea-

dos de la Av. Miraflores, Trujillo.

jjhj




41

5. CONCLUSIONES:

• Determinamos las concentraciones de Polvo

Atmosférico Sedimentable, en los puntos de

muestreo seleccionado, haciendo uso del método

de Placas Receptoras.

• Se analizaron a las concentraciones de Polvo

Atmosférico Sedimentable, y no se encuentran

dentro de los límites que establece la Organización

Mundial de la Salud (OMS).


[1] MARCOS, R. 2007. Estudio comparativo para la

determinacion del polvo atmosférico sedimen-

table empleando las metodologías de tubo

pasivo y de placas receptoras en la Ciudad

Universitaria De San Marcos – Lima . Lima :

Centro De Desarrollo E Investigación En Termo-

fluidos Cedit.

[2] SALINAS VIO PAULINA ALEJANDRA (2012)

“Contaminación Atmosférica Por Material Parti-

culado Y Consultas De Urgencia Por Morbilidad

Respiratoria En Menores De 5 Años En La Ciudad

De Valdivia, Periodo Mayo – Julio, Año 2012”

[citado en 10/07/2017] [en línea] disponible en:

http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2012/fms1

65c/doc/fms165c.pdf

[3] SUÁREZ, Valeria Díaz; PÉREZ, Carlos Páez. Con-

taminación por material particulado en Quito y

caracterización química de las muestras. Acta

Nova, 2006, vol. 3, no 2, p. 308.

[4] SALDARRIAGA MOLINA, Julio César; ECHEVE-

RRI LONDOÑO, Carlos Alberto; MOLINA PÉREZ,

Francisco José. Partículas suspendidas (PST) y

partículas respirables (PM10) en el Valle de

Aburrá, Colombia. Revista Facultad de Ingenie-

ría Universidad de Antioquia, 2004, no 32.

[5] QUIJANO PARRA, Alfonso; OROZCO, José

Alejandro. Monitoreo de material particula-

do-fraccion respirable (PM 2.5) en Pamplona

(Colombia). Bistua: Revista de la Facultad de

Ciencias Básicas, 2005, vol. 3, no 2.



INGENIERÍA CIVIL

43

RESUMEN:

El presente artículo tiene como objetivo: Contribuir en la disminución de la generación de Residuos de

papel en el Centro Histórico de Trujillo, 2017 mediante elaboración de ladrillos aplicando las 3R. La meto-

dología utilizada es cualitativa, el tipo de estudio experimental y con diseño correlacional; la técnica fue

aleatorio simple, la muestra utilizada fue de 67 pobladores, para la recolección de datos se utilizó la técni-

ca de encuesta y de instrumento un cuestionario. Los resultados más resaltantes que obtuvimos es que

en el pre test el 88.06% de la población no sabe la cantidad de residuos de papel que genera, el 18% de la

población encuestada no tiene conocimiento de la reutilización del papel en otros usos y el 83.58% no

tiene conocimiento del PAPERCRETE. Después de elaborar el PAPERCRETE se obtuvo que su peso a

diferencia del ladrillo convencional es menor (1kg aproximadamente).Del Post Test realizado obtuvimos

que el 32.84% de la población no sabe la cantidad de residuos de papel que genera, el 32.84% de la pobla-

ción encuestada no tiene conocimiento de la reutilización del papel en otros usos y el 44.78% no tiene

conocimiento del PAPERCRETE. Concluyendo que al aplicar las 3R en la elaboración del ladrillo, se logra

contribuir en la disminución de la generación de residuos de papel y poder utilizarlo como un material

ecológico y económico para las personas de bajos recursos.

Palabras claves: Papercrete, Reducir, Reutilizar, Reciclar, Papel, Residuos.

ABSTRACT:

The present article aims to: Contribute in the reduction of the generation of paper waste in the Historical

Center of Trujillo, 2017 by making bricks applying the 3R. The methodology used is qualitative, the type of

experimental study and with correlational design; The technique was random simple, the sample used

was 67 villagers, for data collection we used the survey technique and a questionnaire instrument. The

most outstanding results we obtained is that in the pre-test, 88.06% of the population does not know the

amount of paper waste they generate, 18% of the population surveyed are not aware of the reuse of paper

in other uses and 83.58% % Is not aware of PAPERCRETE. After elaborating the PAPERCRETE, it was

obtained that its weight, unlike the conventional brick, is smaller (1kg approximately). From the Post Test,

we obtained that 32.84% of the population does not know the amount of paper waste generated, 32.84%

1 Universidad César Vallejo - Escuela de Ingeniería Civil. Estudiantes de Ingeniería Civil2 Universidad César Vallejo - Escuela de Ingeniería Civil Docente y Asesor de Ingeniería Civil. Email: [email protected]

Ladrillo aplicando las 3R en la generación de residuos de papel en el Centro Histórico de Trujillo, 2017

– PAPERCRETE UCV

Brick applying the 3R in the generation of waste paper in the Historic Center of Trujillo, 2017 - PAPERCRETE UCV

José Bacilio1 Jhuliana Castro1 Wilson Cueva1 Carlos Ramos1

Anyelo Salinas1 Luis Terrones1 Hilbe Rojas2

44

1) INTRODUCCIÓN:

La mala gestión ambiental de los desechos sólidos

en el Perú ha traído consigo muchos problemas

ambientales. Las autoridades pertinentes no han

tomado conciencia y no han gestionado de gran

forma estos. Los residuos son desechos orgánicos

e inorgánicos que se generan tras el proceso de

fabricación, transformación o utilización de bienes

y servicios, la población almacena sus desechos

sólidos en lugares conocidos como “puntos críti-

cos”, debido a que las autoridades recolectoras no

cumplen con la función de recolectarla y llevarla a

rellenos sanitarios o botaderos, esto genera los

denominados “puntos críticos”; esto se debe a que

la gente no saca sus desechos sólidos a la hora que

pasa el carro recolector. Los “puntos críticos” gene-

ran contaminación del aire, del agua y del suelo,

además, esto genera plaga de moscas y genera

olores nauseabundos producto de la descomposi-

ción de la basura orgánica se genera metano, un

gas combustible. Se lo conoce como el "gas de los

pantanos"(ECCO Trujillo, 2011).

2) PROBLEMA Y OBJETIVOS:

El problema formulado en el siguiente artículo es:

¿La elaboración de ladrillos aplicando las 3R afec-

tará la generación de residuos de papel en el Centro

Histórico de Trujillo, 2017? y el objetivo principal es

contribuir en la disminución de la generación de

Residuos de papel en el Centro Histórico de Trujillo,

2017 mediante elaboración de ladrillos aplicando

3R. Además, los objetivos específicos son: Sensibi-

lizar a la población y aplicar un pre test, desarrollar

acciones aplicando las 3R a través de la elaboración

de ladrillos, difundir los beneficios de aplicar las 3R

y aplicar el post test y finalmente evaluar su acep-

tación.

3. CONTENIDO:

Para el estudio realizado tomamos en cuenta 3

variables. La primera variable es “Residuos de

Papel” asumido como: “la cantidad de material de

papel que se arroja a la basura después de haber

sido utilizada tanto sea de revistas, envolturas,

imprentas, etc. El reciclaje de papel es el proceso de

recuperación de papel ya utilizado para transfor-

marlo en nuevos productos de papel. Existen tres

categorías de papel que pueden utilizarse como

materia prima para papel reciclado: molido, dese-

chos de pre-consumo y desecho de post-consumo.

El papel molido son recortes y trozos provenientes

de la manufactura del papel, y se reciclaron inter-

namente en una fábrica de papel. Los desechos

pre-consumo eran materiales que ya han pasado

por la fábrica de papel, y que han sido rechazados

antes de estar preparados para el consumo.

La segunda variable es “Las 3R” asumido como:

“también conocida como las tres erres de la ecolo-

gía o También las tres erres, es una propuesta

sobre hábitos de consumo, popularizada por la

organización ecologista Greenpeace, que pretendió

desarrollar hábitos como el consumo responsable.

Este concepto hace referencia a estrategias para el

Hilbe Santos Rojas Salazar y Estudiantes de Ingeniería Civil

of the The population surveyed is not aware of the reuse of paper in other uses and 44.78% are not aware

of the PAPERCRETE. Concluding that in applying the 3R in the elaboration of the brick, it contributes to

the reduction of the generation of paper waste and to be able to use it as an ecological and economic

material for the people of low resources.

Key words: Papercrete, Reduce, Reuse, Recycle, Paper, Waste.

Ladrillo aplicando las 3R en la generación de residuos de papel en el Centro Histórico de Trujillo, 2017 – PAPERCRETE UCV

45

manejo de residuos que buscan ser más sustenta-

bles con el medio ambiente y específicamente dar

prioridad a la reducción en el volumen de residuos

generados.

La tercera variable es “El PAPERCRETE” Asumido

como: “es un material de construcción literalmente

nuevo en el mundo de la construcción natural. Se

trata básicamente de una pulpa de fibra de papel

con cemento portland o arcilla y otro tipo de sucie-

dad añadido. Cuando se le agrego cemento, este

material no fue tan "verde" como sería ideal, pero

la relativamente pequeña cantidad de cemento fue

quizás una solución de compromiso razonable para

lo Papercrete puede ofrecer. Es un material de

construcción amigable con la naturaleza reciente-

mente desarrollado, que se compone de una

mezcla de cemento Portland (en muy baja propor-

ción), arena y papel. Patentado por primera vez en

1928, se ha reavivado desde la década de 1980. Eric

Patterson y Mike McCain son quienes se han

atribuido de manera independiente "inventar" este

material al que ellos lo llamaban "padobe".

Figura 1: Proceso de creación del PAPERCRETE

Fuente: Elaboración Propia

Fue necesario conocer sobre la contaminación del

papel en nuestra ciudad ya que son residuos

contaminantes que afectan nuestro medio

ambiente y generan gases de efecto invernadero.

Mejorar la calidad de vida de las personas es nece-

sario y tomar medidas para reducir los niveles de

contaminación en el Centro Histórico de Trujillo. El

excesivo uso del papel contamino el medio

ambiente, puesto que para hacer una tonelada de

papel se necesita 15 árboles aproximadamente

(Ciencia Medio Ambiente Animales – Marcelo M.

2015). La industria del papel genera una gran canti-

dad de material que después de su uso son

desechados, pero se puede realizar una reutiliza-

ción del mismo para otras necesidades. En el

aspecto práctico tiene una gran importancia,

debido a que esta investigación puede ayudar a

solucionar un problema de contaminación, como

ciudadanos y profesionales se debe estar prepara-

dos para contrarrestar la contaminación que afecta

nuestra salud y nuestro planeta mediante la reuti-

lización del papel en el Centro Histórico de Trujillo;

para ello nos vimos obligados a buscar soluciones

para reducir los desechos del papel. Una solución

que optamos fu darle una reutilización en ladrillos

de papel con aglomerados para muros no portantes

(tabiquería).

4. METODOLOGÍA:

La metodología utilizada es cualitativa, el tipo de

estudio experimental y con diseño correlacional; la

técnica fue aleatorio simple, la muestra utilizada

fue de 67 pobladores, para la recolección de datos

se utilizó la técnica de encuesta y de instrumento

un cuestionario.

5. RESULTADOS:

5.1 Resultados del Pre Test

Los resultados que se pudieron obtener luego de la

aplicación del Pre Test puede ser visualizar, deta-

lladamente, en la Tabla 1, la cual se muestra a

continuación:



46

Tabla 1. Conocimiento de la cantidad de residuos

de papel que desechan diariamente centro Históri-

co de Trujillo, 2017.


Interpretacion: Fueron encuestados hombres y

mujeres, el 88.06 % NO conocen la cantidad de

residuos de papel que desechan diariamente y el

11.94 % SI tienen conocimiento es decir la pobla-

ción no está bien informada de acuerdo de acuerdo

a los desechos que generamos.

Tabla 2. Conocimiento de la reutilización de papel

en otros usos - Centro Histórico de Trujillo, 2017.



mujeres, el 18 % NO tiene conocimiento de la reuti-

lización de papel en otros usos y el 82 % SI tiene

conocimiento.

Tabla 3. Conocimiento del papercrete- Centro

Histórico de Trujillo, 2017.



mujeres, el 18 % NO tiene conocimiento de la reuti-

lización de papel en otros usos y el 82 % SI tiene

conocimiento.

En la actualidad, la totalidad de los papeles se

pueden reciclar, por ello durante dos meses se

procedió a juntar papel, la cual sería materia para la

elaboración de ladrillos ecológicos.

Las tecnologías que se utilizan tradicionalmente

en nuestro país para la elaboración de ladrillos son

maquinarias utilizadas por fábricas o cortaderos

de ladrillos. La cual tienden a contaminar el medio

ambiente por el humo que generan.

El papel reciclado se procedió a ser desmenuzada

en tiras delgadas que luego se dejó en agua duran-

te 24 horas posteriormente se trituraron hasta

formar una pulpa haciendo que quede como granos

de arena.

Seguidamente se hizo la mezcla mediante una

proporción de 65% de papel con un 25% de cemento

portland tipo I y un 10% de agua y acelerante (aditi-

vo), este proceso se hizo en tres proporciones dife-

rentes para ver su resistencia y así optar por el que

resista mejor. Los ladrillos se elaboraron mediante

un molde de madera teniendo una dimensión de

13x24x9 cm al igual que los convencionales. El

secado se aprovechó la energía solar mediante 20

días aproximadamente, los primeros días se le

agrego agua para el curado y así darle una mejor

resistencia. Los ladrillos tienen un peso aproxima-

do de 1 kilogramo, menor al de los ladrillos conven-

cionales.

Figura 1. Elaboración del PAPERCRETE



M % F % Total

Personas % SI 6 18.18 2 5.88 8 11.94

NO 27 81.82 32 94.12 59 88.06 Total 33 100 34 100 67 100

M % F % Total

Personas %

SI 28 84.85 27 79.41 55 82.09 NO 5 15.15 7 20.59 12 17.91

Total 33 100 34 100 67 100

M % F % Total Personas %

SI 9 27.27 2 5.88 11 16.42 NO 24 72.73 32 94.12 56 83.58

Total 33 100 34 100 67 100

47

Figura 2. Secado del PAPERCRETE

5.1 Resultados del Post Test

Los resultados del Post Test son:

Tabla 4. Conocimiento de la cantidad de residuos

de papel que desechan diariamente - Centro Histó-

rico de Trujillo, 2017.


Interpretación: El 67.16% de las personas encues-

tadas si tienen conocimiento de la cantidad de

residuos de papel que desechan diariamente,

mientras que el 32.84% de las personas encuesta-

das no tienen conocimiento de la cantidad de

residuos de papel que desechan diariamente -

Centro Histórico de Trujillo, 2017.

Tabla 5. Conocimiento de la reutilización de papel

en otros usos - Centro Histórico de Trujillo, 2017


Interpretación: Fueron encuestados hombres y

mujeres, el 67.16% de las personas encuestadas si

tiene conocimiento de la reutilización de papel en

otros usos y un porcentaje restante de 32.84% de

las personas encuestadas no tiene conocimiento

de la reutilización de papel en otros usos - Centro

Histórico de Trujillo, 2017

Tabla 6. Conocimiento del papercrete- Centro

Histórico de Trujillo, 2017


Interpretación: fueron encuestados hombres y

mujeres, el 44.78 % NO tiene conocimiento del

papercrete y el 55.22 % SI tiene conocimiento

acerca del papercrete.

Se creó una página de Facebook para evaluar la

aceptación del PAPERCRETE.

Figura 2. Logo de PAPERCRETE en Facebook.

6. CONCLUSIONES:

- Se logró contribuir con la disminución de la gene-

ración de residuos de papel en el Centro Histórico

de Trujillo, con la elaboración del ladrillo papel –

cemento (PAPERCRETE).

- Se logró sensibilizar a la población con elabora-

ción de carteles que se mostró y luego de ello apli-

camos el Pre Test en el Centro Histórico de Trujillo,



En la actualidad, la totalidad de los papeles se

pueden reciclar, por ello durante dos meses se

procedió a juntar papel, la cual sería materia para la

elaboración de ladrillos ecológicos.

Las tecnologías que se utilizan tradicionalmente

en nuestro país para la elaboración de ladrillos son

maquinarias utilizadas por fábricas o cortaderos

de ladrillos. La cual tienden a contaminar el medio

ambiente por el humo que generan.

El papel reciclado se procedió a ser desmenuzada

en tiras delgadas que luego se dejó en agua duran-

te 24 horas posteriormente se trituraron hasta

formar una pulpa haciendo que quede como granos

de arena.

Seguidamente se hizo la mezcla mediante una

proporción de 65% de papel con un 25% de cemento

portland tipo I y un 10% de agua y acelerante (aditi-

vo), este proceso se hizo en tres proporciones dife-

rentes para ver su resistencia y así optar por el que

resista mejor. Los ladrillos se elaboraron mediante

un molde de madera teniendo una dimensión de

13x24x9 cm al igual que los convencionales. El

secado se aprovechó la energía solar mediante 20

días aproximadamente, los primeros días se le

agrego agua para el curado y así darle una mejor

resistencia. Los ladrillos tienen un peso aproxima-

do de 1 kilogramo, menor al de los ladrillos conven-

cionales.

Figura 1. Elaboración del PAPERCRETE

M % F % Total

Personas % SI 17 56.67 28 75.68 45 67.16

NO 13 43.33 9 24.32 22 32.84 Total 30 100 37 100 67 100


SI 14 46.67 31 83.78 45 67.16 NO 16 53.33 6 16.22 22 32.84

Total 30 100 37 100 67 100


SI 19 63.33 18 48.65 37 55.22 NO 11 36.67 19 51.35 30 44.78

Total 30 100 37 100 67 100

48

luego evaluamos el conocimiento previo que

tendrían acerca de nuestro tema de investigación.

- Se desarrollaron acciones y se dio a conocer

alternativas para poder utilizar las 3R en la reduc-

ción de los residuos de papel.

- Se difundió los beneficios de aplicar las 3R

mediante el ladrillo papel – cemento (PAPERCRE-

TE) y se aplicó un Post Test para poder evaluar el

conocimiento que tenían de nuestro tema de

investigación, después de dar a conocer el ladrillo.

- Evaluamos la aceptación que tendría el produc-

to, mediante la creación de una página de Face-

book (PAPERCRETE UCV).

7. RECOMENDACIONES:

- El ladrillo se puede utilizar solo para pequeñas

construcciones (edificaciones de 1 piso) por la baja

resistencia que tiene el PAPERCRETE.

- Se recomienda no exponer el ladrillo a condicio-

nes de climas húmedos o fuentes de aguas cerca-

nas, puesto que por su alta composición de papel,

puede absorber el líquido elemento y afectar a la

estructura.

- Se recomienda a las personas de bajos recursos

que quieran tener su casita para su familia, utili-

zar este ladrillo que no es muy alto su costo.

- Este ladrillo se le puede realizar pruebas de

resistencia, mediante la elaboración de probetas,

para poder tener información sobre la resistencia

máxima al que puede estar sometido.


[1] ALVAREZ, Jorge. Ladrillos hechos con pasta de

papel reciclado. [En línea]. La brújula verde.com.

12 de Febrero del 2013. [Fecha de consulta: 05 de

junio de 2017]. Disponible en: http://www.la-

brujulaverde.com/2013/02/ladrillos-hechos-

con-pasta-de-papel-reciclado

[2] CARUSO, Susana. Papel Cemento. [En línea].

Blogspot.pe. 16 de diciembre de 2013. [Fecha de

consulta: 05 de junio de 2017]. Disponible en:

http://papelcemento.blogspot.pe/

[3] CORREA, Juan. Papercrete. [En línea]. Blogs-

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[4] MONTOYA, Estefany. Prácticas sostenibles en

la construcción de edificaciones. [En línea].

PUCP. Octubre del 2014. [Fecha de consulta: 05

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2009. [Fecha de consulta: 05 de junio de 2017].

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[En línea]. [Fecha de consulta: 05 de junio de

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biblioteca/biblioteca/m1_rrss_A1L1_Problemat

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[7] WIKIPEDIA. Las 3R. [En línea]. es.wikipedia.org.

[Fecha de consulta: 05 de junio de 2017]. Dispo-



49

nible en: https://es.wikipedia.org/wiki/Regla_-

de_las_tres_erre

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kipedia.org. [Fecha de consulta: 05 de junio de

2017]. Disponible en: https://es.wikipedia.org/w

iki/Reciclaje_de_papel



50

RESUMEN:

En este trabajo se determinó la resistencia del puente, el cual fue elaborado a base de palitos de chupete

como se menciona en el título. Este trabajo está a cargo de los alumnos de Ingeniería Civil del II ciclo,

donde a través de una prueba realizada en la Universidad César Vallejo, del cual fueron testigo la gran

mayoría de estudiantes, plana docente y los presentes ese día, se pudo comprobar cuan resistente era,

pudiendo soportar el peso de una persona. La elaboración de nuestro puente tuvo una duración de 3 sema-

nas aproximadamente, tiempo en el que nos dedicamos a realizar un trabajo a la altura, creando el diseño

de lo que sería nuestro prototipo, y teniendo en cuenta la resistencia que soportaría. Una de nuestras

dificultades fue al momento de empezar a armar el arco, porque es ahí donde se centra el mayor peso.

Debemos tener en cuenta que una buena estructura no solo se basa en construir con buenos y adecuados

materiales, sino también depende fundamentalmente en cómo se diseña la misma, en este caso, cómo se

han colocado los palitos de chupete, en qué posición o forma para que, de esa manera, pueda tener una

mayor resistencia.

Palabras claves: Resistencia, Elaboración, Puente, Estructura.

ABSTRACT:

In this work the resistance of the bridge was determined, which was elaborated with pacifier sticks as

mentioned in the title. This work is in charge of the students of Civil Engineering of the II cycle, where

through a test carried out at Cesar Vallejo University, which was witnessed by the great majority of

students, teachers and those present that day, Resistant was, being able to support the weight of a

person.The elaboration of our bridge had a duration of 3 weeks approximately, time in which we dedicated

ourselves to make a work to the height, creating the design of what would be our prototype, and conside-

ring the resistance that would support. One of our difficulties was when he started to build the bow,

because that is where the greatest weight is centered. We must take into account that a good structure is

not only based on building with good and adequate materials, but also depends fundamentally on how it

is designed, in this case, how the pacifier sticks have been placed, in which position or shape so that, In

that way, can have greater resistance.

Key words: Resistance, Processing, Bridge, Structure.


Vanessa Alva Saldaña 1 Yesenia Marquillo Gutierrez1

Christian Valderrama Cisneros1 Alex Fabian Diaz Diaz2

Elaboración de puente a base de Palitos de Chupetes

Development of a bridge base sticks pacifier

51

1. INTRODUCCIÓN:

En el mundo extenso de la Ingeniería Civil tenemos

diversas ramas y especialidades las cuales cum-

plen funciones particulares, entre estas tenemos:

Sanitarias, Infraestructura Vial, hidráulica, geotec-

nia, edificaciones y estructuras; a esta última rama

le daremos más importancia en este proyecto,

pues nos ayudará a entender la problemática de

nuestro trabajo. En este proyecto queremos

demostrar que, para realizar una obra civil de

calidad, segura, eficiente, sólida y con garantía. Se

toma en cuenta varios requisitos, tales como:

Planificación, Terreno, Material, Maquinaria, etc.

Pero, el más destacable e importante que permite

elaborar una obra civil que lleve consigo la seguri-

dad de cumplir con su propósito es la estructura.

Como sabemos no todas las personas tienen cono-

cimiento en temas de ingeniería, gracias a ello

muchas veces se formulan ideas erróneas. Una de

ella es: La resistencia y durabilidad del material es

más primordial que la estructura en una obra civil.

Para demostrar la veracidad de este

enunciado decidimos elaborar el prototipo de un

puente, el cual fue elaborado con palitos de chupe-

te como se menciona en el título.

¿Por qué motivo se eligió a los palitos de chupete

como material del puente? La respuesta es senci-

lla, demostrar que lo más primordial es la estructu-

ra, siendo el material a utilizar palitos de chupete

los cuales son delgados, flexibles y fáciles de

romper. Lo más probable en este momento es que

pienses que el puente no resistirá por su material

ineficiente. Pero, para la sorpresa de todos, suce-

dió lo contrario, el puente pasó una prueba de

resistencia realizada en la Universidad Cesar Valle-

jo con éxito. Los testigos de ello fueron: Alumnos

de la facultad de Ingeniería, plana docente y demás

presentes en el día que se llevó a cabo. Gracias a

esto se comprobó que la resistencia no depende

mucho del material sino de cómo está diseñada la

estructura. Teniendo en cuenta que la estructura

es base de una obra y aumenta su resistencia, el

puente pudo soportar el peso de una persona.

2. PARTE EXPERIMENTAL:

2.1 Materiales:

Para la elaboración del puente utilizamos pocos

materiales, pero en gran cantidad.

Estos son:

• Palitos de chupete

• Cola

• Madera

• Cartulina

• Wincha

2.2 Diseño:

Es una de las partes fundamentales, puesto que

del diseño depende la resistencia de muestro

puente. Nos tomó tiempo realizarlo y al primer

intento el puente se rompió con mucha facilidad.

Esto nos sirvió para darnos cuenta la forma correc-

ta en que teníamos que colocar las canaletas que

habíamos armado y, éstas, al mismo tiempo, estar

colocadas en diagonal porque da una mayor resis-

tencia.

Figura 1. Diseño terminado del puente a base de

palitos de chupete.


Alex Fabián Díaz Díaz y Estudiantes de Ingeniería Civil


52

2.3 Elaboración del puente

1° Dibujar una plantilla como base para el armado

del arco.

2° Unir los palitos de chupete con la finalidad de

formar canaletas.

3º Colocar las canaletas en diagonal e ir formando

triángulos para que le dé una mayor resistencia.

4° Ir armando el arco tomando como apoyo las

columnas.

5° En la parte superior del arco, rellenar la

estructura con canaletas.

6° Nuestro puente debe estar apoyado en una base

de madera de 10x10 cm.

7° Finalmente, en la parte superior del puente,

colocar palitos de chupete en forma vertical, juntos

sin dejar espacio.

3. PRUEBA DE RESISTENCIA:

En este paso, nuestro puente fue sometido a una

prueba, la cual se realizó en la Universidad. Esto se

realizó con la finalidad de saber cuánto peso era

capaz de soportar y, demostrar lo que venimos

planteando anteriormente, que un buen diseño y

una buena estructura es fundamental en la

construcción de cualquier obra civil.

Uno de los pasos principales que seguimos, fue

diseñar nuestro puente en arco, considerando que

ahí es donde se centra el mayor peso.

(a)

Figura 3. Fueron dos pruebas a la que fue sometido

el puente. En la primera colocamos ladrillos (a) y en

la otra un compañero de 75 kilos aprox. (b)

(b)

3. CONCLUSIONES:

• La resistencia de una obra civil se basa más en

el diseño estructural antes que el material. El

idear una buena base estructural es la tarea más

rigurosa de una edificación y lo más importante

para confirmar que la obra permanecerá estable y

segura. El puente de palitos de chupete

demostró esta afirmación.

• Gracias al diseño a base de triángulos

equiláteros en las columnas y el reforzamiento

del arco con tijerales (pues es ahí donde se realiza

el mayor trabajo), permitió al prototipo de

puente la capacidad de soportar el peso de una

persona. Esto se debe a como se han colocado los

palitos, en qué posición, teniendo en cuenta las

medidas y ángulos de cada uno de ellos con

respecto a su ubicación en el puente.


[1] http://es.wikihow.com/construir-un-puente-c

on-palitos-de-helado.

[2] http://www.mdzol.com/nota/602228-el-puen

te-de-palitos-de-helado-que-resistio-una-to-

nelada/



53

[3] http://www.ehowenespanol.com/construir-pu

e n t e - p a l i t o s - h e l a d o - s o p o r t e - 5 0 - l i -

bras-22-kg-como_275298/

[4] http://www.libertaddigital.com/ciencia-tecno-

logia/ciencia/2014-04-11/un-puente-constru

ido-por-palitos-de-helado-aguanta-mas-de-10

00-kilos-1276515695/



54

RESUMEN:

El propósito de la presente investigación es el estudio de la efectividad de la clara de huevo en la resisten-

cia a la compresión y capilaridad de mortero de cemento, cal y arena. El empleo de la clara de huevo supone

una alternativa a los aditivos químicos, de este modo, se intenta mejorar la resistencia a la compresión y

disminuir el ascenso del agua en muros de albañilería. El mortero a utilizar se obtendrá combinando

cemento portland, arena gruesa, cal hidratada y agua potable, además de clara de huevo como aditivo

natural en proporciones de 2, 3, 5, 7 y 9 %, la cual mejora las propiedades físicas del mortero. El estudio

incluye la optimización de los parámetros experimentales que determinan el método de preparación y

composición del mortero, teniendo en cuenta las Normas Técnicas Peruanas como la 334.003, 334.057,

334.097, 334.009, 334.147, 334.126 y la 334. 077. También, se han establecido ensayos a la arena gruesa

como: análisis granulométrico, contenido de humedad, peso unitario y gravedad específica. Ensayos de

resistencia a la compresión, compresión diagonal en muretes y capilaridad, realizados mediante ensayos

normalizados ampliamente utilizados en el ámbito nacional e internacional. Se diseñarán varias mezclas

para los ensayos de resistencia a la compresión y capilaridad dirigidos a determinar la idoneidad del morte-

ro en su aplicación en el campo de la construcción de muros de albañilería. Finalmente, se describen varias

intervenciones: en la construcción de muros de albañilería lo cual se verá reflejado con él ensayo de com-

presión diagonal en muretes.

Palabras claves: Obras Civiles, Muros de albañilería. Mortero, Clara de huevo, Resistencia a la compresión.

ABSTRACT:

The purpose of the present investigation is the study of the effectiveness of egg white in the resistance to

compression and capillarity of cement, lime and sand mortar. The use of the egg white is an alternative to

the chemical additives, in this way, an attempt is made to improve the compressive strength and to dimi-

nish the ascent of the water in masonry walls. The mortar to be used will be obtained by combining port-

land cement, coarse sand, hydrated lime and drinking water, as well as egg white as a natural additive in

proportions of 2, 3, 5, 7 and 9%, which improves the physical properties of the mortar. The study includes


Balvina Pereda Guevara1 Marlon Farfán Córdova2

Efecto de la Clara de Huevo en la resistencia a la compresión y capilaridad del mortero de cemento,

arena y cal – Trujillo 2017

Effect of egg white on resistance to compression and capillarity of cement, sand and lime mortar - Trujillo 2017

55Marlon Gastón Farfán Cordova y Estudiantes de Ingeniería Civil

1. CONTENIDO:

Antiguamente, la clara de huevo ha sido utilizada

como aditivo en morteros cuyo principal compo-

nente fue la cal. A la albúmina, proteína presente

en la clara, se le atribuyó la propiedad de ser conso-

lidante o aglomerante en el mortero. Además, ha

sido usada como aglutinante en pinturas al temple

(García, 2007). Por ejemplo, en nuestro país se usó

el huevo de aves guaneras para fabricar el calicanto

usado en la construcción de la fortaleza del Real

Felipe en el Callao. Se usó como aditivo para mejo-

rar las propiedades mecánicas del mortero.

“La gran masa de los muros ocasiona durante un

sismo el desarrollo de grandes fuerzas de inercia

que generan tracciones que la tierra no es capaz de

resistir provocando el agrietamiento de los muros

que conlleva a la pérdida de su resistencia y

rigidez” (Vargas, 2005). Las grietas o fisuras

estructurales en los muros representan un riesgo

de colapso frente a la ocurrencia de un nuevo

sismo. En la Figura 1.1 se observa un ejemplo del

daño ocasionado por el terremoto de 1870 en la

Región Ancash.

Sánchez – Puerta (2010), en la Pontificia Universi-

dad Católica del Perú, han estudiado la posibilidad

de utilizar “Aditivos naturales y microfibras de

papel para reparar fisuras en muros de monumen-

tos históricos de tierra”, con el fin de reparar y

restaurar al muro sus propiedades iniciales. Los

aditivos estudiados fueron: microfibras de papel,

goma de tuna, clara de huevo y vaselina. Con estos

aditivos se buscó 2 efectos: El primero, de costura

de las microfibras y el segundo el retardo de la velo-

cidad de secado. Para determinar la eficiencia de

los aditivos, en disminuir la fisuración y mejorar la

adherencia del grout, se ejecutaron 2 tipos de ensa-

yos: el ensayo de agrietamiento en films y el

ensayo de tracción indirecta. El primero fue utiliza-

do para analizar y comparar el proceso de fisuración

en capas delgadas (films) de barro y escoger las

dosificaciones de grout con menor ancho de fisura.

El segundo fue realizado en emparedados de

adobe, con las dosificaciones escogidas previa-

mente, para determinar si el grout estudiado

proporciona una buena adherencia.

2. CONCLUSIONES:

Aun no se cuenta con resultados por encontrarse

en la etapa de Proyecto de Investigación; dichos

resultados se obtendrán en el desarrollo de Proyec-

to de Investigación.

the optimization of the experimental parameters that determine the method of preparation and composi-

tion of the mortar, taking into account the Peruvian Technical Standards such as 334,003, 334,057,

334,097, 334,009, 334,147, 334,126 and 334,077. Established tests to the coarse sand as: granulometric

analysis, moisture content, unit weight and specific gravity. Tests of resistance to compression, diagonal

compression in walls and capillarity, made by standard tests widely used in the national and international

scope. Several blends will be designed for the tests of resistance to compression and capillarity directed to

determine the suitability of the mortar in its application in the field of the construction of masonry walls.

Finally, several interventions are described: in the construction of masonry walls which will be reflected

with the test of diagonal compression in walls.

Key words: Civil works, Walls of masonry. Mortar, Egg white, Resistance to compression.

Efecto de la Clara de Huevo en la resistencia a la compresión y capilaridad del mortero de cemento, arena y cal – Trujillo 2017

56


[1] Instituto de Estudios del Huevo (IEH). Propieda-

des del huevo. Material de enseñanza en línea.

Madrid. Fecha de consulta: 26 de mayo del

2017,Disponible en: http://institutohuevo.com/

[2] ENDRES, Joseph. Soy protein products. Charac-

teristics, nutritional aspects, andutilization.

AOAC Press. Champaign USA, 2001.10-14 p.

ISBN: 1893997278.

[3] SALAMANCA Correa, Rodrigo. La tecnología de

los morteros. Bogotá - Colombia: Universidad

Militar Nueva Granada. 2001 (pp. 41 - 48).

Marlon Gastón Farfán Cordova y Estudiantes de Ingeniería Civil

Efecto de la Clara de Huevo en la resistencia a la compresión y capilaridad del mortero de cemento, arena y cal – Trujillo 2017

57

RESUMEN:

Esta investigación tiene como objetivo principal analizar la influencia de la cantidad de residuos sólidos

derivados de construcción reutilizados en la fabricación de ladrillos de concreto prensado y su resistencia

a la compresión. Para ello se elaboraron 15 tratamientos o combinaciones diferentes, las cuales variaron

las cantidades de cemento y de residuos sólidos utilizados. De cada tratamiento se elaboraron 5 especí-

menes según la Norma Técnica Peruana 399.613. Posteriormente se realizaron algunas pruebas tales

como: variación del peso perdido, variación dimensional, alabeo y finalmente el ensayo de resistencia a la

compresión simple. De los ensayos se pudo comprobar que los ladrillos elaborados son unidades sólidas y

aptas para ser empleadas en la construcción de muros portantes. El tratamiento 14 reutiliza el 100% de su

agregado y genera una resistencia a la compresión característica de 92.18 kg/cm2, una variación dimensio-

nal menores al 3% y alabeo en convexidad menor a 0.5 mm. Siendo de esta manera clasificado como un

ladrillo tipo III según la Norma E.070. Además, los tratamientos 3 y 13 son clasificados como ladrillos tipo

IV y II, respectivamente.

Palabras claves: Concreto prensado, Residuos sólidos.

ABSTRACT:

This research has as main objective to analyze the influence of the amount of solid waste derived from

construction reused in the manufacture of compressed concrete bricks and their resistance to compres-

sion.To this end, 15 different treatments or combinations were elaborated, which varied the amounts of

cement and solid waste used. From each treatment 5 specimens were prepared according to Peruvian

Technical Standard 399.613.Subsequently some tests were performed such as: variation of the lost

weight, dimensional variation, warpage and finally the test of resistance to simple compression.From the

tests it was verified that the processed bricks are solid units and suitable for use in the construction of

load-bearing walls. The treatment 14 reuses 100% of its aggregate and generates a characteristic compres-

sive strength of 92.18 kg/cm2, a dimensional variation of less than 3% and warping in convexity of less

than 0.5 mm. Being thus classified as a brick type III according to the norm E.070. In addition treatments

3 and 13 are classified as type IV and II bricks, respectively.

Key words: Pressed concrete, Solid wastes.


Tadashi Kanno Palmer 1 Ichiro Kanno Palmer1 Percy Laguna Chávez1

Victoria Agustín Díaz2

Influencia de la cantidad de residuos sólidos derivados de actividades constructivas utilizados en la fabricación de

ladrillos de concreto prensado, en la resistencia a la compresión de los mismos - Trujillo 2017

Influence of the amount of solid waste derived from construction activities used in the manufacture of compressed concrete bricks, in

the compressive strength of the same - Trujillo 2017

58

1. CONTENIDO:

En el Perú diariamente se disponen diariamente

más de 3000 toneladas de basura repartida entre

los 20 botaderos más críticos del país. Según el

Organismo de Evaluación y Fiscalización Ambien-

tal (OEFA) entre los departamentos con los bota-

deros más críticos se encuentra: La Libertad (“El

Milagro”), Arequipa (“Quebrada Honda”), Lamba-

yeque (“Reque”), Cusco (“Jaquira”) y Tacna (“Alto

Antiorko”), en los cuales se concentra el 76% de las

3200 toneladas de residuos sólidos dispuestos

cada día en los 20 botaderos señalados.

El más crítico se ubica cerca de la ciudad de Trujillo,

en La Libertad. Se trata del botadero de basura El

Milagro, a donde se lleva sin mayor tratamiento ni

control unas 720 toneladas de residuos cada día,

los cuales provienen de diferentes distritos. “El

Milagro” es un botadero de más de 25 años y recibe

aproximadamente 720 toneladas diarias de basura

provenientes de nueve (09) distritos de la provin-

cia. El OEFA, entre el 2013 y el 2014, verificó el

arrojo masivo de basura y la quema constante de

residuos en dicho lugar.

Los escombros generados en las construcciones

están constituidos, principalmente, por residuos

de concreto, asfalto, bloques, arenas, gravas, ladri-

llo, tierra y barro, representando todos estos hasta

en un 50% o más. Otro 20% a 30% suele ser madera

y productos afines, como formaletas, marcos y

tablas; y el restante 20% a 30% de desperdicios son

misceláneos, como metales, vidrios, asbestos,

materiales de aislamiento, tuberías, aluminio y

partes eléctricas. En la actualidad lo que se recupe-

ra de estos es un porcentaje sumamente bajo o

nulo.

El SEGAT recolecta un promedio de 420 m3 diarios

de residuos de construcción (aproximadamente

280 – 300 toneladas), lo cual implica a un costo

para el gobierno local que lo viene asumiendo, aún

sin estar incluido en el pago de los arbitrios munici-

pales (SEGAT, Trujillo 2013).

Una de las maneras de recuperar la funcionalidad

del botadero El Milagro y mejorar la calidad de vida

de los pobladores a sus alrededores es implemen-

tar una cultura ambiental en los pobladores de la

ciudad. Fomentando la reutilización de los residuos

sólidos, reduciendo el uso de productos no recicla-

bles; que consecuentemente implicaría la reduc-

ción de costos tanto municipales como de los

mismos pobladores.

2. CONCLUSIONES:

2.1 Conclusión 1:

De los resultados obtenidos en la fase 1 podemos

concluir lo siguiente:

Se requiere mayor cantidad de agua cuando se

incrementa la cantidad de cemento en la mezcla y

cuando se incrementa el porcentaje de residuos

sólidos reutilizados. Es decir, varía directamente

proporcional a la cantidad de cemento y residuos

sólidos utilizados.

Además, la densidad máxima seca de la mezcla

disminuye conforme la cantidad de cemento se

incrementa y aumenta conforme la cantidad de

residuos sólidos aumenta también. Es decir, varía

inversamente proporcional a la cantidad de cemen-

to utilizado y directamente proporcional a la canti-

dad de residuos sólidos utilizados.

2.2 Conclusión 2:

De la fase 2 podemos concluir que:

Se elaboraron 75 unidades de albañilería en total, 5

de cada tratamiento (15). Para su elaboración se

dosificaron los materiales al peso utilizando balan-

zas de precisión. El curado de las unidades es muy

Victoria Agustín Díaz y Estudiantes de Ingeniería Civil

Influencia de la cantidad de residuos sólidos derivados de actividades constructivas utilizados en la fabricación de ladrillos de concreto prensado, en la resistencia a la compresión de los mismos - Trujillo 2017

59

necesario para garantizar la calidad de estos, evitar

pérdidas violentas de humedad y generar ladrillos

quebradizos.

Durante el tiempo de curado se tomó nota de la

variación de peso, que, aunque no guardarán

mucha relación, su tendencia garantiza la confiabi-

lidad y la eficacia del curado. Pues la pérdida de

peso fue constante y proporcional. Es importante

recalcar que durante la primera semana de curado

los ladrillos con mayor presencia de aglomerante

perdieron más peso, pero luego tomaron toda la

misma tendencia.

2.3 Conclusión 3:

De los resultados de la fase 3 de la investigación se

concluyó lo siguiente:

La estabilización de unidades de albañilería con

concreto asegura la permanencia de sus dimensio-

nes y formas, así mismo el control de la calidad y

cantidad de finos (limos y arcillas) del suelo tam-

bién contribuyen a esta acción. Por esta razón la

clasificación por variación dimensional y alabeo no

son determinantes pues siempre arrojan una clasi-

ficación superior.

Como era de esperar la resistencia a la compresión

varía directamente proporcional a la cantidad de

cemento utilizado e inversamente proporcional a la

cantidad de residuos sólidos utilizados. Los

siguientes 4 tratamientos marcan hitos importan-

tes de clasificación:

Tabla 1. Tratamientos límites.


El tratamiento 3 es la única mezcla que clasifica

como tipo IV. El tratamiento 10 y el 14 son a su vez

clasificaciones tipo III, sin embargo, el 10 es más

económica y el 14 es más ambiental pues recicla

todo absolutamente. El tratamiento 13 marca el

final de la dosificación para ladrillo tipo III.


[1] Agüero, Ana y Fernández, Melissa. Estudio de

un nuevo ladrillo de concreto y de la influencia

de la Cal en el mortero en el comportamiento

sísmico de muros confinados. Tesis para optar

por el título de Ingeniero Civil en la Pontificia

Universidad Católica Del Perú. Lima, Perú. 2011.

97 P.

[2] Angles, Paola. Comparación del comportamien-

to a carga lateral cíclica de un muro confinado

con ladrillos de concreto y otro con ladrillos de

arcilla. Tesis para optar por el título de ingeniero

civil en la Pontificia Universidad Católica del

Perú, Facultad de Ciencias e Ingeniería. Lima,

Perú. 2011. 96 p.

[3] Avendaño, Edgar. Ladrillo prensado ecológico.

Home page. 21 septiembre 2016. http://www.i

napiproyecta.cl/605/w3-article-3869.html

[4] Cabo, María. Ladrillo ecológico como material

sostenible para la construcción. Tesis para optar

por el título de Ingeniero Agrónomo en la

Universidad Pública de Navarra, Escuela Técnica

Superior de Ingenieros Agrónomos. Navarra,

españa. 2011. 121 p.

Influencia de la cantidad de residuos sólidos derivados de actividades constructivas utilizados en la fabricación de ladrillos de concreto prensado, en la resistencia a la compresión de los mismos - Trujillo 2017

Victoria Agustín Díaz y Estudiantes de Ingeniería Civil

61

RESUMEN:

Actualmente la industria de los videojuegos se ha expandido a tantos campos de nuestra vida y está

disponible en casi todas las plataformas existentes, tales como Windows, Mac y Linux, también en siste-

mas operativos de teléfonos inteligentes, como iOS y Android.

Palabras claves: Videojuegos, Entretenimiento.

ABSTRACT:

Currently the video game industry has expanded to so many fields of our life and is available in almost all

existing platforms, such as Windows, Mac and Linux, also in operating systems of smartphones such as

iOS and Android.

Key words: Videogames, Entertaiment.

1 Universidad César Vallejo - Escuela de Ingeniería de Sistemas. Estudiantes de Ingeniería de Sistemas2 Universidad César Vallejo - Escuela de Ingeniería de Sistemas. Docente y Asesor de Ingeniería de Sistemas. Email: [email protected]

Kevin Félix Pérez1 Marcelino Torres Villanueva2

Video game development: Dimensional Ball

Desarrollo de Videojuegos - Dimensional Ball

1. INTRODUCCIÓN:

Actualmente la industria de los videojuegos se ha

expandido a tantos campos de nuestra vida y está

disponible en casi todas las plataformas existen-

tes, tales como Windows, Mac y Linux, también en

sistemas operativos de teléfonos inteligentes,

como iOS y Android.

Esta haría su aparición en los años ochenta, en

EEUU, y pasaría de ser una mera curiosidad a una

de las industrias más lucrativas del mundo, sobre-

pasando incluso al cine, en los últimos años, y es

por esto que muchas empresas se irían creando

desde los orígenes de los mismos.

Por esta razón, en el presente informe presentare-

mos un videojuego de nuestra propia creación,

dado que, nosotros deseamos compartir con uste-

des el fruto de nuestro esfuerzo, trabajo y dedica-

ción. Este juego fue creado para cumplir uno de

nuestros muchos objetivos como estudiantes de

ingeniería de sistemas, que era el crear nuestro

propio videojuego. Además, la finalidad del mismo

era la de brindar sano entretenimiento a miles de

62Marcelino Torres Villanueva y Estudiantes de Ingeniería de Sistemas

los jóvenes y niños que interactúan con el mundo

virtual. El nombre que le pusimos es Dimensionall

Ball, debido a que el mismo consiste en ir superan-

do una serie de niveles, llenos de acertijos y retos,

que nos trasladaran a distintas dimensiones.

Esperando que el juego sea de su completo agrado,

y que este sea un motivo más para que se intro-

duzcan al mundo de la programación y de los

videojuegos, les agradecemos de antemano la

oportunidad brindada.

2. DESCRIPCIÓN:

3. PANTALLA DE CARGA:

Esta aparece cuando inicializamos el juego, aquí se

cargan los recursos necesarios para que el juego se

ejecute de manera correcta. Además, evita que el

jugador vea un pantallazo negro mientras se

cargan los recursos.

Figura 1. Primer día del juego


Figura 2. Interfaz a un mes del juego


Figura 3. Interfaz a siete meses del juego


4. MENÚ PRINCIPAL:

Este nos ofrece 8 distintas opciones de las dispo-

nemos en el juego, y son:

4.1 Opción Jugar (Play): Esta opción nos permite ir

DATOS GENERALES

NOMBRE Dimensionall Ball

MOTOR GRÁFICO LibGDX

PLATAFORMAS

Android iOS

HTML 5 Windows

Mac Linux

TIEMPO DE

DESARROLLO 7 meses

RECURSOS Recursos multimedia Recursos económicos

Recursos humanos

LENGUAJE Java

FECHA DE LANZAMIENTO

07 – 07 – 2017

VERSIÓN 1.2


63

a la pantalla de niveles, donde podremos seleccio-

nar el nivel deseado, siempre que ya estén desblo-

queados; de no ser así empezaremos con el nivel

tutorial, y dispondremos de 3 niveles.

4.2 Configuraciones: Esta nos abrirá una segunda

pantalla en la que podremos cambiar algunos

aspectos del juego como la música o efectos de

sonido, los controles, el tamaño de la ventana y la

calidad de los gráficos.

4.3 Tienda: Al seleccionar esta opción se nos mos-

trará una pantalla con 6 balls disponibles, de

distintos diseños, las mismas que podremos

adquirir si contamos con dimensionall coins;

además, nos muestra otra opción en la que podre-

mos añadir efectos visuales a las balls que tam-

bién requieren de dimensionall coins.

4.4 Tabla de posiciones: Esta pantalla nos mues-

tra una tabla en la cual están registrados los ocho

mejores jugadores de cada nivel, y los tres primeros

puestos obtendrán una medalla de oro, plata y

cobre, respectivamente.

En la parte izquierda podremos seleccionar el nivel

del cual queremos ver el ranking. En la esquina

superior derecha encontraremos un botón que nos

dará la opción de crear una cuenta para poder iden-

tificarnos, logearnos, modificar y guardar nuestra

información del juego, la misma que será almace-

nada un servidor remoto gratuito.

4.5 Créditos: Esta pantalla mostrará los créditos

del juego.

4.6 Créditos de diseñador de botones: Esta opción

nos redireccionará a la página web del diseñador de

los botones.

4.7 FanPage: Esta opción nos redireccionará a la

página oficial de Facebook del juego.

4.8 Cerrar: Esta opción cierra el juego.

5. MECÁNICA DEL JUEGO:

El juego consiste en trasladar una ball moviéndola

con ayuda de las teclas direccionales, teniendo que

las físicas del juego incluyen la gravedad, no es

necesario utilizar la flecha arriba; en cada uno de

los niveles tendremos que afrontar distintos retos

como, resolver acertijos y puzles. También podre-

mos recolectar dimesionallcoins que nos servirán

para poder comprar nuevas balls y para poder aña-

dirles efectos.

En cada nivel existen portales que nos llevarán a

otras dimensiones llenas de aventuras.

6. CONCLUSIONES:

Para la creación del juego se han aplicado todos los

conocimientos adquiridos en las clases teóricas y

prácticas de los cursos de Fundamentos de Progra-

mación, Metodologías de Programación y Estructu-

ra de Datos; además, los adquiridos gracias a nues-

tra propia investigación.

Además, podemos afirmar que un equipo de desa-

rrollo debe ser multidisciplinario, pues se necesita

de programación, diseño gráfico, redacción,

producción, entre otros.

Finalmente, todos podemos y tenemos la capaci-

dad para desarrollar nuestro propio juego, pues

disponemos de muchos recursos e infinitas posibi-

lidades.

Marcelino Torres Villanueva y Estudiantes de Ingeniería de Sistemas


64

RESUMEN:

En el presente trabajo se realizó un proyecto al mando de los alumnos del III ciclo de la carrera de Ing. de

Sistemas de la Universidad César Vallejo, cuyo proyecto es “MOBILE CAR UCV”, que trata acerca de un

prototipo de carro miniatura controlado por un celular mediante la conexión bluetooth, donde este ha

copiado la mayoría de funcionalidades de un carro real, lo cual lo hace muy singular, este también posee

funcionalidades que no cuenta un carro real, como la iluminación de los focos del carro al detectar oscuri-

dad, o como al ver que está apunto de impactar con un objeto toma otro rumbo para así no poder chocar el

vehículo, en general estamos diciendo que es un prototipo de carro emulador a un carro real que más

adelante optara más funcionalidades, para así convertirse en un carro inteligente.

Palabras claves: Aplicación móvil, Robot, Arduino, Carro inteligente.

ABSTRACT:

In the present work a project was carried out to the control of the students of the III cycle of the Engineer

of Systems of the University César Vallejo, whose project is "MOBILE CAR UCV", that treats about a proto-

type of miniature car controlled by A cell phone through the Bluetooth connection, where it has copied

most of the features of a real car, which makes it very unique, it also has features that do not include a real

car, such as lighting the car's lights to detect darkness, Or as to see that it is about to hit with an object

takes another course so as not to be able to collide the vehicle, in general we are saying that it is a prototy-

pe car emulator to a real car that later chose more functionalities, to become a Smart car.

Key words: Mobile application, Robot, Arduino, Smart car.


Kevin Félix Pérez1 Ricardo Prado Gardini2

Robot móvil con ultrasonido y LDR controlado por celular - Mobile Car UCV

Mobile Robot with Ultrasound and LDR Controlled by mobile - Mobile Car UCV

65Ricardo Prado Gardini y Estudiantes de Ingeniería de Sistemas

1. INTRODUCCIÓN:

En el presente informe se realizó un proyecto al

mando de los alumnos del III ciclo de la carrera de

Ing. de Sistemas de la Universidad César Vallejo,

cuyo proyecto es “MOBILE CAR UCV”, que trata

acerca de un prototipo de carro miniatura controla-

do por un celular mediante la conexión bluetooth,

donde este ha copiado la mayoría de funcionalida-

des de un carro real, lo cual lo hace muy singular,

este también posee funcionalidades que no cuenta

un carro real, como la iluminación de los focos del

carro al detectar oscuridad, o como al ver que está

apunto de impactar con un objeto toma otro

rumbo para así no poder chocar el vehículo, en

general estamos diciendo que es un prototipo de

carro emulador a un carro real que más adelante

optara más funcionalidades, para así convertirse

en un carro inteligente.

El objetivo del proyecto es demostrar la utilidad y

beneficios que nos traen las tecnologías en esta

actualidad ya que hoy en día la tecnología está

avanzando cada vez más rápido y deberíamos

aprovechar el beneficio que nos brindan.

Unos de los problemas hoy en día en el ámbito de

la tecnología es el mal uso que muchas personas le

dan, es por eso que nuestro proyecto trata de

incentivar a todas las personas que con algunos y

pocos materiales se pueden hacer buenos proyec-

tos tanto que ayuden a la sociedad como también

positivos en general.

2. COMPONENTES USADOS:

2.1 Sensor Ultrasónico:

• Definición: Son detectores de proximidad que

trabajan libres de roces mecánicos y que detectan

objetos a distancias que van desde pocos centíme-

tros hasta varios metros, el cabezal emite una

onda ultrasónica y recibe la onda reflejada que

retorna desde el objeto. Los sensores ultrasónicos

miden la distancia al objeto contando el tiempo

entre la emisión y la recepción.

En un concepto genérico que hace referencia a dife-

rentes tipos de sensores. Bajo esta palabra de

sensores se entiende tanto las unidades que emite

una señal analógica, como las unidades que emite

una señal binaria (encendido o apagado). En todos

aquellos lugares donde no sea posible detectar

magnitudes eléctricas se requiere los sensores.

Convierte una magnitud física en una magnitud

eléctrica. Encontrará en nuestra gama de produc-

tos sensores para diferentes magnitudes físicas.

Figura 1. Ondas Sónicas

Fuente: http://www.electrontools.com/

2.2 Software Arduino:

• Definición: Arduino es una plataforma de hard-

ware y software de código abierto, basada en una

sencilla placa con entradas y salidas, analógicas y

digitales, en un entorno de desarrollo que está

basado en el lenguaje de programación Processing.

Es decir, una plataforma de código abierto para

prototipos electrónicos y no necesita licencias.

• Ventajas: Existe una diversidad de plataformas

que operan con micro controladores disponibles

para la computación a nivel físico (hardware).

Todas estas herramientas se organizan en paque-

tes fáciles de usar para minimizar el trabajo del

Robot móvil con ultrasonido y LDR controladopor celular - Mobile Car UCV

66

desarrollo a nivel de programación (software).

Además, Arduino ofrece ventajas como:

- Asequible: Las placas Arduino son más asequi-

bles comparadas con otras plataformas de micro

controladores. La versión más cara de un módulo

de Arduino puede ser montada a mano, e incluso

ya montada cuesta bastante menos de 60€

($1000 pesos aproximadamente).

- Multi Plataforma: El software de Arduino

funciona en los sistemas operativos Windows,

Macintosh OSX y Linux. La mayoría de los entor-

nos para micro controladores están limitados a

Windows.

- Entorno de programación simple y directo: El

entorno de programación de Arduino es fácil de

usar para principiantes y lo suficientemente

flexible para los usuarios avanzados.

- Software ampliable y de código abierto: El

software Arduino está publicado bajo una licen-

cia libre y preparada para ser ampliado por

programadores experimentados. El lenguaje

puede ampliarse a través de librerías de C++, y si

se está interesado en profundizar en los detalles

técnicos.

- Hardware ampliable y de Código abierto:

Arduino está basado en el micro controladores

ATMEGA168, ATMEGA328 y ATMEGA1280. Los

planos de los módulos están publicados bajo

licencia Creative Commons, por lo que diseñado-

res de circuitos con experiencia pueden hacer su

propia versión del módulo, ampliándolo u opti-

mizándolo. Incluso usuarios relativamente inex-

pertos pueden construir la versión para placa de

desarrollo para entender cómo funciona y ahorrar

algo de dinero.

Figura 2. Arduino

Fuentes: https://www.arduino.cc/

2.3 Actuadores

• Definición: Es un dispositivo inherentemente

mecánico cuya función es proporcionar fuerza para

mover o “actuar” otro dispositivo mecánico. La

fuerza que provoca el actuador proviene de tres

fuentes posibles: Presión neumática, presión

hidráulica, y fuerza motriz eléctrica (motor eléctri-

co o solenoide). Dependiendo del origen de la

fuerza el actuador se denomina “neumático”,

“hidráulico” o “eléctrico”.

• Características:

- Precisos y fiables.

- Silencioso.

- Su control es sencillo.

- Son de una fácil instalación.

Figura 3. Motores 6V

Fuente: https://www.aliexpress.com/

Ricardo Prado Gardini y Estudiantes de Ingeniería de Sistemas



2.4 Driver de Motor:

•Definición: Permite controlar dos motores de

corriente continua y motores paso a paso de no

más de 2 amperes, existen algunos módulos dispo-

nibles para la compra que ya vienen con el driver

soldado y algunos pines para controlar las entradas

y las salidas.

Figura 4. Arduino - L289N

Fuente: http://forums.parallax.com/

2.5 Hombre máquina:

• Definición: En términos generales, podríamos

decir que es la disciplina que estudia el intercambio

de información entre las personas y los computa-

dores. Ésta se encarga del diseño, evaluación e

implementación de los aparatos tecnológicos inte-

ractivos, estudiando el mayor número de casos que

les pueda llegar a afectar. El objetivo es que el

intercambio sea más eficiente: minimizar errores,

incrementar la satisfacción, disminuir la frustra-

ción y, en definitiva, hacer más productivas las

tareas que rodean a las personas y los computado-

res.

Figura 5. Interfaz de aplicación móvil


3. ETAPAS DEL PROYECTO:

3.1 Primera Etapa (Sensorica)

En esta etapa del proyecto consiste, en la recopila-

ción y lectura de datos o información de los dife-

rentes dispositivos que hemos utilizado en nuestro

prototipo, y los sensores que hemos utilizados son

los siguientes:

3.1.1 Sensor Ultrasónico: Se encarga de medir la

proximidad a un objeto desde el prototipo para

evitar el impacto del prototipo con un objeto cerca-

no a él; donde el prototipo si capta la información

de que si un objeto está próximo a él, opta por

buscar una salida, y para que cumpla esa salida

tuvimos que programarlo en el software de Arduino

para que cumpla dicha función.

3.1.2 Sensor LDR: Es el encargado de medir la

intensidad de luz, donde este capta la luminosi-

dad, y según el grado de luminosidad que presenta



el ambiente, se ejecuta una acción, que es que se

prendan las luces del prototipo (Luces delanteras).

3.2 Segunda Etapa (Software Arduino)

En esta etapa del proyecto consiste, en programar

todas las acciones que ejercerá el prototipo. Accio-

nes que han sido programadas. Direccionar al

prototipo (Llantas), de acuerdo a la información

que generan los sensores. Encender luces, tenien-

do en cuenta algunas otras acciones como por

ejemplo: Al voltear a la derecha el prototipo encen-

derá la luz trasera derecha. Emitir una especie de

claxon.

3.3 Tercera Etapa (Actuadores)

En esta etapa del proyecto consiste, el reflejar la

función de cada actuador que son los siguientes:

(Todos responden a la orden del usuario).

• Llantas

• Claxon

• LED’s

3.4 Cuarta Etapa (Potenciadores - Driver Motor)

En esta etapa del proyecto consiste, en explicar

cuál es la función del driver de motor.

Este driver es el que permite el funcionamiento del

actuador (Llantas) ya que sin él es imposible que

dichas llantas funcionen, cada actuador (Llanta)

está conectado con el driver para que este a la vez

sea configurado en el software Arduino y cumpla

una función ideal.

3.5 Quinta Etapa (Hombre - Máquina)

En esta etapa del proyecto consiste, en la comuni-

cación que emite el conjunto del prototipo al usua-

rio para que el usuario tenga que ordenar una

acción al respecto, el usuario debe visualizar los

datos que están obteniendo los sensores ya que

así el usuario podrá saber lo que está ocurriendo

con el prototipo.

4. CONCLUSIONES:

Al finalizar este trabajo se han obtenido importan-

tes conclusiones, una de ellas es que gracias al

curso de electrónica y circuitos digitales nos da una

visión muy grande y tal vez la más relevante es que

para la realización de un robot no se necesita gran-

des inversiones económicas ni tecnología punta,

pues contando con recursos limitados se ha logra-

do desarrollar un robot Mobile que puede ser

controlado por una aplicación Mobile y que atreves

de sus distintos sensores evada los obstáculos, se

prenda un led cada vez que oscurezca.

Ya que solo es un prototipo, se podría implementar

más cosas como, por ejemplo, Incorporando un

GPS, y programando una ruta preestablecida, se

podría conseguir que el robot actuase antes cual-

quier obstáculo que encontrara en el camino y

volviera a la ruta que estaba siguiendo. Una vez

conseguido esto se podrían añadir más componen-

tes y programarlos para conseguir un robot de

seguridad.

Añadiendo componentes podemos construir casi

cualquier tipo de robot móvil Las características de

nuestro robot le permiten acoplarse a otros siste-

mas automatizados tales como robots de explora-

ción, en los cuales si no pueden evitar obstáculos

podrían quedarse bloqueados y no seguir sin sus

funciones, en los coches, para conseguir evitar acci-

dentes y salvar vidas, y muchos más.


[1]http://www.electrontools .com/Home/

WP/2016/03/09/sensor-ultrasonido-us-100/l

2017,Disponible en: http://institutohuevo.com/

[2] https://www.arduino.cc/en/Main/Products

[3] https://www.aliexpress.com/item/Remote-co



ntrol-high-speed-gear-box-with-coreless-gea

r-motor-for-plane-model/724998402.html

[4] http://forums.parallax.com/discussion/156410

/how-to-use-a-l298n-dual-h-bridge-with-a-m

icrocontroller-quickstart-board/p2


70

RESUMEN:

En el presente trabajo se presenta el diseño y construcción de un hexápodo explorador. Para lo cual prime-

ro se realiza un diseño acorde a las funcionalidades de un robot con seis actuadores utilizados como extre-

midades para la locomoción. Segundo, se hace una selección del tipo de controlador del robot, así como de

sus sensores, protocolos de comunicación, tarjetas de potencia y servomotores. Tercero, se desarrollan los

algoritmos de traslación del robot que posteriormente van embebidos en el controlador y que a su vez

están enlazados a una Interfaz Gráfica de Usuario (GUI) la cual es desarrollada para que el usuario tenga

acceso a las funcionalidades del robot a través de un dispositivo móvil. Finalmente se hacen los testeos

correspondientes y se muestran los resultados.

Palabras claves: Robótica, Arduino, Robot hexápodo, Apps.

ABSTRACT:

In this work the design and implementation of a hexapod explorer robot is presented. First of all is neces-

sary to take into account a mechanical design in order to dispose of six legs which to do possible an

adequate locomotion. Second, it is worked in an selection of different robot elements such as controller,

sensors, communication protocols, power drivers and servomotors. Third, robot motion algorithms are

developed to program the controller that is connected to an user-friendly Graphical User Interface (GUI)

embedded into a cellphone as an app. Finally a variety of tests are realized and the results are showed.

Key words: Robotics, Arduino, Hexapod robot, Apps.


Luis Cruz Isla1 Ronald Alva Mariños1 Ricardo Prado Gardini2

Diseño y Construcción de un Hexápodo Explorador

Design and Implementation of a Hexapod Explorer

Giuseppe Zamora Silva1 Pedro Prado Correa1 Francisco Luna Castillo1


1. INTRODUCCIÓN:

Las altas exigencias del mercado debido en gran

parte por el crecimiento poblacional, así como de

los gustos y preferencias, obligan a las industrias a

optimizar sus procesos productivos. Parte de ello

es el traslado de la fuerza del hombre a un espacio

en el que ya no se está en contacto directo con la

materia prima a transformar sino que lo ubica

frente a un panel de control y supervisión que le

permite programar y verificar los procesos automá-

ticos de manufactura. Esto último, en la actuali-

dad, es decir, la automatización de la manufactura,

está siendo ampliamente abarcada por dispositi-

vos altamente flexibles y versátiles. Estas máqui-

nas-herramienta son los llamados robots indus-

triales. Basta tecnología que principalmente es

usada debido a que es capaz de adaptarse a dife-

rentes trabajos haciendo uso de diversas herra-

mientas; es lo que se llama versatilidad. Y además,

con una misma herramienta es capaz de realizar

diversas aplicaciones con tan solo cambiar su

programación; esto es la flexibilidad1. Es pues, que

debido a estas dos características que en los países

más desarrollados se está optando por hacer uso

de la robótica. A tal punto que según la Internatio-

nal Federation of Robotics2. Para el 2018 se estima

una venta anual de 400´000 robots alrededor del

mundo.

Como se mencionó líneas arriba, el hombre al ser

separado del trabajo forzoso de transformar la

materia según la línea productiva, las condiciones

de seguridad del entorno mejoran grandemente,

por ende la salud y satisfacción de los trabajadores

se preserva. Es ésta una premisa bastante acorde a

la robótica de servicio, diferenciada de la industrial

en el sentido de que los robots reemplaza al

hombre ya no en los ambientes agresivos de la

industria manufacturera, sino en los trabajos repe-

titivos y/o peligrosos de la vida cotidiana. Esto es,

atención al cliente, manipulación de explosivos,

rescate, reconstrucción de estructuras, limpieza,

etc.

Este proyecto está enfocado en los robots de servi-

cio, haciendo hincapié en los robots móviles de

traslación a través de patas articuladas. Esta cuali-

dad les permite una mejor traslación en suelos

accidentados y abruptos. Pues a través de seis

patas sincronizadas el robot es capaz de moverse

sobre piedras, arena e incluso subir gradas, lo que

se le complica tremendamente a los robots móviles

con ruedas.

Figura 1. Robot hexápodo


Además, debido a la poca experiencia en el tema,

se ha pensado hacer uso de tecnología electrónica

de rápida configuración como es el Arduino, de

modo que se pueda hacer hincapié en los algorit-

mos a desarrollarse.

Por último, el trabajo está dividido en tres partes

fundamentales las cuales corresponden a la

sección II, que es donde se muestra el diseño del

hexápodo propuesto. La sección 3, donde se men-

cionan las etapas del robot y los elementos más


72

relevantes que forman parte del controlador, los

sensores y actuadores. Y en la sección IV, se dan a

conocer los algoritmos que se usaron para la loco-

moción del hexápodo.

2. DISEÑO MECÁNICO:

El hexápodo está hecho a base de madera de poco

grosor y la presentación del mismo puede verse en

la Figura 1. Por otro lado la forma de cada pieza

puede verse en la Figura 2.

Figura 2. Piezas del robot hexápodo


3. ETAPAS Y SELECCIÓN DE ELEMENTOS DEL

ROBOT:

Las etapas del robot pueden dividirse en:

a) Sensórica: esta etapa engloba todos los elemen-

tos que le permiten al robot reconocer su entorno

para aportar con la información que más adelante

será procesada en miras de tomar el robot un deci-

sión y ejecutar una acción específica. El sensor

necesario para el robot del presente proyecto es

uno de distancia, y está basado en ultrasonido. Su

nombre es HC-SR04 y posee básicamente un

un parlante y un micrófono, lo que le permite emitir

una onda sonora de alta frecuencia y a su vez

recibir el rebote de la misma con el micrófono de

alta sensibilidad. Posee un rango de acción de 5

metros y trabaja a 5 voltios.

En la Figura 3 puede observarse el sensor instalado.

Al encontrarse en la parte frontal del robot, le

permite a éste detectar obstáculos de forma que

los pueda esquivar.

Figura 3. Sensor de distancia con ultrasonido.


El sensor trabaja con tiempos, por lo cual uno tiene

que ser capaz de medir el tiempo de ida y venida del

sonido que rebota. Como se puede ver en Figura 3,

existen, a parte de los pines de alimentación, dos

pines llamados Trig por donde se envía la orden

para generar los pulsos de sonido y el Echo, tal cual

lo dice su nombre, para capturar los pulsos de

retorno. Por ende, basados en Fiestas1, se puede

calcular la distancia del sensor al objetivo.

(1)

En la Figura 4, se puede observar un diagrama de

tiempos teniendo en cuenta los pines Trig y Echo.

El ancho de pulso recibido por medio de Echo, es el

tiempo que demora el sonido en ir y venir desde el

sensor.


𝑑 1

2𝑉 . 𝑡 =



Figura 4. Arduino Mega 2560.


b) Controlador: en esta etapa se hace uso de un

Arduino Mega 2560 (Fig. 5). Por tres fundamenta-

les razones. La primera es que siendo Arduino

representa una tecnología abierta, es decir, una

donde se puede explorar abiertamente dentro de

las librerías, tener los esquemáticos que aclaran de

qué está compuesta la tarjeta, y además, debido a

su difundido uso, existen diversas aplicaciones

sirven como base para el desarrollo de proyectos

más completos. La otra razón es que es de rápida

configuración, lo que permite al programador

centrarse solamente en sus algoritmos y su progra-

ma. Y la última razón es porque presenta las

funcionalidades acordes con la presente aplica-

ción, número de Entradas/Salidas necesarias,

pines dedicados a la generación de ondas para

modular la potencia de los motores, velocidad de

procesamiento adecuada de 16MHz, más memoria

flash (256 KB) lo necesario para soportar el tamaño

del programa del robot y además, más de un hard-

ware dedicado a la comunicación serial lo cual le

permite comunicarse con más de un dispositivo

por medio de puertos COM; característica que hace

posible, como protocolo de comunicación, hacer

uso de un módulo Bluetooth HC-06 para comuni-

cación inalámbrica, y a la vez de una comunicación

alámbrica con la PC.

c) Tarjeta de potencia: esta etapa es necesaria para

proveer a los motores de la corriente necesaria para

su respectivo funcionamiento. De esta forma se

evita que el Arduino este sobreexigiendo sus pines

de salida, para entregar corrientes por encima de lo

permisible, lo cual finalmente, puede degenerar en

daños irreparables del controlador.

d) Actuadores: un actuador es un dispositivio

capaz de transformar energía hidráulica, neummá-

tica o eléctrica en la activación de un proceso con la

finalidad de generar un efecto sobre un eleento

externo. El actuador recibe la orden del controlador,

o sea del Arduino Mega. Los actuadores usados en

este proyecto son servomotores. Estos son moto-

res eléctricos que permiten mantener la posición

indicada siempre y cuando esté dentro del rango de

operación del dispositivo, que por lo general es de

0° a 180°, manteniendo como eje central un ángulo

de 90°. Es posible, además, controlar su velocidad

de gripo, lo que lo hace bastante eficiente para

diversas aplicaciones. Se hicieron uso de 3 servo-

motores S3003, que bien se puede observar en la

Figura 5. El servomotor en cuestión trabaja a base

de una modulación por ancho de pulso (PWM), para

lo cual el Arduino Mega, cuenta con pines dedica-

dos a tal función. Esto quiere decir, que el ancho de

pulso es directamente proporcional al ángulo de

giro. Por lo tanto existe un intervalo que va desde

0.3ms a 2.3ms a un período de 20ms para ir desde

0 a 180 grados4.

e) Interfaz Gráfica de Usuario: la GUI es crucial para

que el usuario pueda principalmente:

- Conocer el estado de los elementos que forman

parte del prototipo. De forma que puede saber a

tiempo real la evolución de los sensores, la velo-

cidad de los motores, etc.



- Programar u ordenar al robot a realizar una

función específica.

- Generar historiales de datos para futuros análi-

sis.

En este trabajo se opta por el desarrollo de un app

en el entorno de programación Android Studio,

haciendo uso del lenguaje de programación Java.

Figura 5. Arduino Mega 2560.


4. DESARROLLO DE ALGORITMOS:

Es necesario programar el app en el Android Studio

(Fig. 6.b) y programar el Arduino en el IDE Arduino.

Primero, con relación al Arduino, hay que tener en

cuenta tres partes relevantes. La primera que se

debe hacer uso de (1) para conocer la distancia del

robot a un posible obstáculo. La segunda, que se

debe hacer uso de la librería de servomotores otor-

gada por Arduino, de forma que se generen los

ancho de pulsos para ángulos de giro necesarios. Y

la última, es que se debe habilitar la comunicación

serial con el app del celular móvil. Mediante dicha

comunicación el Arduino recibe una serie de

comandos o caracteres (variables del tipo Char),

que mediante un condicional “Switch” se direccio-

na a una serie de códigos que maniobran sincroni-

zadamente a los servomotores (Figura 6a).

5. CONCLUSIONES:

Se diseñó y construyó un robot hexápodo explora-

dor haciendo uso principalmente de una tarjeta

Arduino MEGA 2060, tres servomotres, un sensor

de distancia basado en ultrasonido y una aplicación

de celular como interfaz gráfica de usuario para

controlar los movimientos del robot.

(a)

(b)

Figura 6. (a)Diagrama de flujo de la lógica del direc-

cionamiento de órdenes recibidas por el Arduino

desde el app; (b) Programación de la GUI en

Android Astudio.


Una vez integrados todos los elementos, se obser-

vó que la utilización del Arduino es bastante flexi-

ble, debido a que fácilmente se le pueden agregar

más funcionalidades al robot, como por ejemplo,

diferentes formas de trasladarse aprovechando las

patas con que cuenta el hexápodo, o diferentes

tipos de movimiento para simular danzas y uno

que otro comportamiento particular.



Este tipo de proyectos deja abiertas las vías para la

realización de robots más complejos que puedan

en ambientes agresivos y/o accidentados recono-

cer el entorno, realizando mapeos y detección y

manipulación de objetos que pueden representar

un peligro para el hombre.


[1] Fiestas E., Castillo E., Briones W. (2013). Mode-

lado y Simulación de un Manipulador de Seis

Grados de Libertad para Aplicaciones Industria-

les en la Región La Libertad. Revista Pueblo

Continente, 24(1), 15-27.

[2] International Federation of Robotics. (2015).

Industrial Robot Statistics. URL: http://ww

w.ifr.org/industrial-robots/statistics/

[3] Pérez D. Sensores de Distancia por Ultrasonido.

URL: http://picmania.garcia-cuervo.net/recur-

sos/redpictutorials/sensores/sensores_de_di

stancias_con_ultrasonidos.pdf

[4] González J., Moreno A. (2009). Servos Futaba

3003. URL: http://www.iearobotics.com/pro-

yectos/cuadernos/ct3/ct3.html#tres


76

RESUMEN:

En el presente artículo se muestra el desarrollo de un asistente virtual dotado de un sistema de reconoci-

miento de voz como parte de una interfaz gráfica de usuario en la PC que a su vez es complementada por

una interfaz gráfica hecha con Arduino. Para ello primero se hace una revisión de lo que es la librería de

reconocimiento de voz de Visual Studio .Net. Y por último se muestra la lógica de funcionamiento del

Arduino con una pantalla LCD de 16x2.

Palabras claves: Reconocimiento de voz, Arduino, Visual Studio .Net.

ABSTRACT:

In this paper a virtual assistant with speech recognition is showed and complemented with a graphical

user interface implemented with Arduino. First of all, a review of an library related to speech recognition

from Visual Studio .Net is realized. And finally how Arduino and a 16x2 LCD work is explained.

Key words: Speech recognition, Arduino, Visual Studio .Net.


Ricardo Prado Gardini2

Antonio Aburto1 Levi Velásquez1 Elmer García1

Desarrollo de un Asistente Virtual por reconocimiento de voz

Development of a Virtual Assistant using speech recognition

1. INTRODUCCIÓN:

Hoy por hoy el manejo de las tecnologías debido a

su masificación se está dando con fuerza en el

entorno técnico y académico. Los equipos, módu-

los y librerías se democratizan y debido a ello es

que el acceso al funcionamiento de estos permite

realizar innovaciones y/o desarrollar aplicaciones a

la medida. Es una interesante forma de aprender, y

en cuanto a educación se trata, las tecnologías

abiertas o Free Software/Hardware bastante

difundidas por Richar Stallman1 se presentan como

excelentes opciones para que los estudiantes

tengan las libertad de estudiar, modificar, distri-

buir y modificar tanto software como hardware sin

tener que lidiar con licencias o derechos de autor.

Caso parecido es el de las tecnologías Open-source,

que si bien es cierto te permiten hacer lo que con


las tecnologías abiertas, existen ciertas licencias

que uno sí debe tener en cuenta antes de distribuir

sus modificaciones.

El camino del Open-source es por el momento el

predilecto por las empresas más grandes, ya que

les permite abandonar las esferas elitistas y más

bien tienen un acercamiento con un mercado

mucho más grande y ansioso por desarrollar tecno-

logía. Este es el caso de dos empresas, Microsoft y

Arduino. La una con Visual Studio .Net está empe-

zando a liberar su código fuente o están creando

librerías para su distribución bajo la modalidad en

cuestión. La otra, centrada en entregar libremente

(con ciertas limitaciones comerciales) tanto los

esquemáticos de sus tarjetas de desarrollo como el

total de las librerías involucradas en la programa-

ción de las tarjetas; y además con la premisa de

reducir al mínimo las complicaciones de configura-

ción o lenguajes de programación complicados, de

modo que el programador pueda ahorrar esfuerzos

para la solución de sus problemas.

Es pues, según lo mencionado, que los autores de

este artículo han optado por el uso de las librerías

de Vistual Studio. Net de reconocimiento de voz

para su utilización a la par con una interfaz gráfica

tanto en la PC como en una pantalla LCD de 16x2

programada con Arduino, para el desarrollo de un

asistente virtual intuitivo y eficiente. En la sección

2 se hablará del reconocimiento de voz y la 3,

acerca de la programación del Arduino.

2. LIBRERÍA DE RECONOCIMIENTO DE VOZ:

Visual Studio .Net entre sus variadas librerías

existe una llamada «System.Speech.Recognition»

la cual contiene una serie de clases que «ofrecen

una infraestructura de reconocimiento de voz bási-

cas que digitaliza señales acústicas y recupera las

las palabras y los elementos de voz desde la entra-

da de audio»2. Dicha característica hace posible,

pues, que al proferir frases, oraciones o palabras

por medio de un micrófono, éstas puedan ser regis-

tradas como texto en una variable lo cual hace

posible el tratamiento gramatical para detectar

órdenes o simplemente generar bases de datos.

Figura 1. La librería «System.Speech.Recognition»

que al comparar con una base de datos «Grammar»

el patrón reconocido, puede finalmente mostrar el

resultado del reconocimiento2.


Para que exista un reconocimiento de voz propia-

mente dicho debe existir una base de datos de las

posibles palabras o frases que van a ser reconoci-

dos. Es por ello que se requiere de la creación de

gramáticas. Éstas «constan de un conjunto de

reglas o restricciones para definir las palabras y

frases que reconoce la aplicación como entrada

significativa»2. Es necesario pues, usar un cons-

tructor para la clase «Grammar», tanto en tiempo

de ejecución del programa (usando las instancias

«GrammarBuilder» o «SrgsDocument»), o sino

desde un archivo, una cadena o una secuencia que

contenga la definición de lo que es la gramática.

Es también necesario mencionar a los motores de

reconocimiento de voz de la librería en cuestión. El

principal es «SpeechRecognizer», el cual es una

instancia de la clase «Grammar». Se puede usar

este motor para la creación de aplicaciones cliente


78

que utilizan la tecnología de reconocimiento de voz

proporcionada por Windows, que puede ser confi-

gurada a través del panel de control. El «SpeechRe-

cognizer» genera eventos en respuesta a la entrada

de audio los que pueden ser aprovechados para

ejecutar diversas acciones según la aplicación a

desarrollarse. Estos eventos pueden ser «AudioLe-

velUpdated», «AudioSignalProblemOccurred» y

«AudioStateChanged», y de acuerdo a lo que diga

su nombre, pueden bien servir para detectar cam-

bios de nivel auditivo, problemas de lectura de la

señal. Hay que tener en cuenta que lo que se lee

por medio del micrófino de la computadora puede

bien ser cualquier cosa menos una voz. Es por ello

que el evento «SpeechDetected» hace útil la discri-

minación de ruido para evitar estar corriendo los

motores de reconocimiento en vano. En caso de

una eventual voz, el motor de reconocimiento

genera el evento «SpeechRecognized» al coindir la

entrada de voz con uno de las gramáticas en la

base de datos, caso contrario se activa el evento

«SpeechRecognitionRejected»2.

3. ARDUINO UNO:

Dadas las características del proyecto, el Arduino

UNO se ajusta mejor a los requerimientos; esto es

debido a que solo se busca una tarjeta electrónica

que sirva como interfaz a una pantalla LCD de 16x2,

que es por donde se muestran (aparte de lo que se

ve en la pantalla del programa creado en Visual

Studio .Net) los nombres de los asistentes a la

clase, que se van reconociendo en la medida que se

va pronunciado el ID del estudiante, el cual es,

como ya sabemos, reconocido por los motores de

reconocimiento de la librería «System.Speech.Re-

cognition». Por lo tanto, el GUI de Visual Studio

.Net, al reconocer el ID del estudiante, envía al

Arduino, el código respectivo al Arduino, el cual

comparará en su tabla previamente programada, y

mostrará en la pantalla LCD los nombres.

En la Figura 2 se muestra una perspectiva general

de los elementos involucrados en el presente

proyecto. Puede apreciarse el asistente virtual con

el reconocimiento de voz, la interfaz electrónica

que en este caso viene a ser el Arduino UNO y la

pantalla donde se muestran los nombres de los

estudiantes reconocidos a partir de su ID. Para este

efecto, el Arduino hace uso de una serie de

condicionales que no hacen sino comparar el

número recibido a través del puerto serial-USB (un

conversor que utiliza un COM virtual en la PC

relacionado a un puerto USB). Para esto

previamente en el IDE de Arduino se programó las

condicionales con los posibles códigos a recibir

cada uno de estos relacionados a un estudiante en

específico.

Figura 2. Asistente virtual conectado al Arduino

por medio del cable USB.


4. CONCLUSIONES:

La librería del Visual Studio .Net «System.

Speech.Recognition» permitió exitosamente el

reconocimiento de los estudiantes a través de la

pronunciación de sus códigos ID. Esto fue posible

mediante la creación de gramáticas, grupo de

palabras previamente grabadas que pasan a ser

como una base de datos a ser consultada cada vez




que un patrón de voz es reconocido por los motores

de reconocimiento.

Por otro lado, inmediatamente el reconocimiento

del código ID del estudiante fue reconocido, se

envió el código respectivo por medio de una comu-

nicación serial-USB entre la PC y el Arduino UNO,

mostrándose para tal efecto y según la programa-

ción de la tarjeta electrónica, el nombre del estu-

diante identificado en la pantalla LCD 16x2.

Mediante el presente asistente se deja entrever el

tremendo potencial que otorgan las tecnologías

libres u abiertas, que mediante su integración se

pueden lograr proyectos con un gran impacto en la

sociedad. Un futuro paso del presente trabajo

podría ser el implementar un asistente virtual para

la gestión de un aula virtual, en la que la interac-

ción hombre-máquina (a través de la GUI) pueda

ser exclusivamente mediante voz.


[1] Arteaga L. (2017) ¿Qué es software libre? URL:

https://www.gnu.org/philosophy/free-sw.ht-

ml

[2] Microsoft. (2016) Espacio de nombres

System.Speech.Recognition. URL: https://msd

n.microsoft.com/es-ES/library/System.Spee

ch.Recognition.aspx

[3] Pérez D. Sensores de Distancia por Ultrasonido.

URL: http://picmania.garcia-cuervo.net/recur-

sos/redpictutorials/sensores/sensores_de_di

stancias_con_ultrasonidos.pdf

[4] Arduino. Built-In Examples. URL: https://www.

arduino.cc/en/Tutorial/BuiltInExamples


80

RESUMEN:

El semáforo inteligente de prioridad para la reducción de tráfico vehicular en la intersección de la Av. Juan

Pablo II con la Av. España trabaja con reglas de priorización haciendo uso de herramientas que son utiliza-

das en la actualidad para los sistemas inteligentes. La programación implementada dentro del Arduino

Mega utilizada en el proyecto se encarga de obtener el número de autos, este proceso es facilitada por los

fotoreceptores los cuales capturan de manera inmediata al presencia la sobra emitida por el vehículo;

dicha actividad usa una validación que contará como parámetro dicha cantidad mencionada, si el número

disponible supera el límite establecida en la programación(5) se ejecutará una variación de estados, de un

estado normal(N) se cambiará a un estado de prioridad asignándole 5 segundos más a la primera instancia

de estado que es del mismo rango. Finalmente, la pantalla led mostrará la cantidad de tiempo, ya sea un

estado normal con 5 segundos o un estado de prioridad de 10 segundos, esto será ejecutado de manera

respectiva en los leds que trabajarán como el semáforo correspondiente.

Palabras claves: Semáforo, Tráfico vehicular, Programación, Fotoreceptores.

ABSTRACT:

The intelligent priority semaphore for the reduction of vehicular traffic in the intersection of Av. John Paul

ii with the Av. Spain works with prioritization rules making use of tools that are currently used for intelli-

gent systems. The programming implemented within the Mega Arduino used in the project is responsible

for obtaining the number of cars, this process is facilitated by the photoreceptors which immediately

capture the surplus emitted by the vehicle, (5) executed a variation of states, from a normal state (N) a

priority status was changed by assigning 5 more seconds to the first state instance that is of the same

rank.Finally, the display will show the amount of time, either a normal state with 5 seconds or a priority

state of 10 seconds, will be fulfilled respectively in the leds that will work as the corresponding semaphore.

Key words: Semaphore, Vehicular traffic, Programming, Photoreceptors.


Marlon Hernández1 Freddy Marquina1 Edwin Cieza2

Giuseppe Abanto1 Yesseni Asencio1 Christian Gómez1

Influencia del Semáforo inteligente de prioridad en la reducción de tráfico vehicular en la avenida Juan

Pablo II en la ciudad de Trujillo en el año 2017

Influence of Intelligent Priority Semaphore in the reduction of vehicle traffic in the avenue Juan Pablo II in the city of Trujillo in the year 2017

81Edwin Cieza Mostacero y Estudiantes de Ingeniería de Sistemas

1. INTRODUCCIÓN:

Hoy en día la tecnología avanza a pasos agiganta-

dos, de tal manera que debemos acoplarnos para

poder realizar todas las tareas, debido a esto es

que la tecnología está presente en toda cosa por

eso lo llamado internet de las cosas, y no solo eso,

sino que hoy en día se habla mucho más de la inte-

ligencia artificial, hace algunos años atrás decía-

mos es la tecnología del futuro ahora decimos es la

tecnología del presente.

Cada vez las personas tienen que adaptarse a los

nuevos usos de los aparatos electrónicos y asociar-

se a ellos, en un mundo globalizado debemos estar

alertas ante cualquier amenaza, o podemos

llamarlo también problema, a los cuales nosotros

como ingenieros debemos determinarlo y darle una

solución.

El semáforo es un controlador del tráfico usado en

todo el mundo, es lo más eficiente que hasta hoy

en día existe, por ende, este trabajo mejoraremos

lo que ya existe, por medio de programas de com-

putador, sensores, entre otros aditamentos para

mejorar el rendimiento de este aparato de gran

importancia en el mundo. Además, se sabe que es

lo más esencial para evitar los accidentes de tránsi-

to debido a su efectividad a la hora de respetar las

señales de tránsito, pero cuál es la problemática;

algunos conductores no respetan estas señales de

tránsito y se pasan de largo sin que nadie les diga

nada, claro que en oportunidades los policías de

tránsito los intersecta, pero no se da siempre.

En el siguiente informe se presentará una idea

innovadora y funcional, para mejorar la vialidad de

los autos. Con esta se pretende dar la mejor solu-

ción para el tráfico vehicular presente todos los

días en la Av. Juan Pablo Segundo. Consistirá en la

implementación del semáforo inteligente, dicho

sistema estará asociado a distintos dispositivos

que estén orientados al mismo objetivo. Par cum-

plir con su función, los dispositivos que controlan,

entre otras cosas, se le adaptarán a la maqueta de

presentación y así haciendo uno de nuevas

propuestas con la mejor tecnología posible y al

menor costo, pero con un funcionamiento eficaz,

seguro e independiente.

1.1. FORMULACION DE PROBLEMA:

¿De qué manera influye el uso del semáforo inteli-

gente de prioridad sobre el tráfico vehicular en la

avenida juan pablo II en la ciudad de Trujillo en el

año 2017?

1.2. Objetivos

1.2.1. Objetivo General:

- Determinar la influencia del uso del semáforo

inteligente de prioridad sobre el tráfico vehicular en

la avenida juan pablo II en la ciudad de Trujillo en el

AÑO 2017.

1.2.2. Objetivos Específicos:

- Elaboración de maqueta con la implementación

del semáforo.

2. CONTENIDO:

Para el presente estudio se necesita tener un cono-

cimiento sobre los materiales utilizados para la

implementación y realización del proyecto.

2.1. Arduino Mega: El Arduino mega es una placa

electrónica basada en el ATmega1280.Cuenta con

54 pines digitales de entrada y salida (de los cuales

14 se puede utilizar como salidas PWM), 16 entra-

das analógicas, 4 UARTs (puertos serie de hardwa-

re), un 16 MHz del oscilador de cristal, una conexión

USB, un conector de alimentación, una cabecera

ICSP, y un botón de reinicio. Contiene todo lo nece-

sario para apoyar el microcontrolador; basta con

Influencia del Semáforo inteligente de prioridad en la reducción de tráfico vehicular en la avenida Juan Pablo II en la ciudad de Trujillo en el año 2017

82

basta con conectarlo a un ordenador con un cable

USB o la corriente con un adaptador de CA a CC o

una batería para empezar.

2.2. Modulo LCD: El modulo LCD es un dispositivo

empleado para la visualización de contenidos o

información de una forma gráfica, mediante carac-

teres, símbolos o pequeños dibujos dependiendo

del modelo. Está gobernado por un microcontrola-

dor el cual dirige todo su funcionamiento. En este

caso vamos a emplear un LCD de 16x2, esto quiere

decir que dispone de 2 filas de 16 caracteres cada

una. Los píxeles de cada símbolo o carácter, varían

en función de cada modelo1.

2.3. Tránsito vehicular: El tránsito vehicular (tam-

bién llamado tráfico vehicular, o simplemente

tráfico) es el fenómeno causado por el flujo de

vehículos en una vía, calle o autopista. Antes de

cualquier diseño geométrico de una2.

2.3.1. Tipos de tráficos

2.3.1.1. Flujo continuo: Es aquel en que el vehí-

culo que va transitando por la vía solo se ve obli-

gado a detenerse por razones inherentes al tráfi-

co. Es el tráfico de las carreteras. Los vehículos se

detienen cuando ocurre un accidente, cuando

llegan a un destino específico, paradas interme-

dias. En otras palabras, el flujo continuo es la

circulación de vehículos donde no existen inter-

secciones con semáforos o con señales de alto2.

2.3.1.2. Flujo discontinuo: Es el característico de

las calles, donde las interrupciones son frecuen-

tes por cualquier motivo, siendo una de estas los

controles de tránsito de las intersecciones como

son los semáforos, los ceda el paso, etc. El flujo

interrumpido o discontinuo es la circulación de

vehículos en las carreteras donde existen inter-

secciones como semáforos o señales de alto y es

utilizado para el tránsito urbano2.

2.4. Inteligencia Artificial: Está definido como el

estudio de las facultades mentales mediante el

uso de modelos computacionales. (Charniak y

McDermott, 1985)

La inteligencia artificial es la rama de la ciencia que

se encarga del estudio de la inteligencia en

elementos artificiales y, desde el punto de vista de

la ingeniería, propone la creación de elementos que

poseen un comportamiento inteligente. Dicho de

otra forma, la inteligencia artificial pretende cons-

truir sistemas y maquinas que presenten un com-

portamiento que si fuera llevado a cabo por una

persona, se diría que es inteligente5.

El computador debería poseer las siguientes capa-

cidades:

- Procesamiento de lenguaje natural que le

permita comunicarse satisfactoriamente en

inglés.

- Representación del conocimiento para almace-

nar lo que se conoce o siente.

- Razonamiento automático para utilizar la

información almacenada para responder a

preguntas y extraer nuevas conclusiones.

- Aprendizaje automático para adaptarse a

nuevas circunstancias y para detectar y extrapo-

lar patrones.

- Visión computacional para percibir objetos.

- Robótica para manipular y mover objetos3.

2.5. Vision artificial: La Visión Artificial o también

llamada Visión por Computador, pretende capturar

la información visual del entorno físico para extraer

características relevantes visuales, utilizando

procedimientos automáticos.

Edwin Cieza Mostacero y Estudiantes de Ingeniería de Sistemas



2.5.1. Diciplinas de la vision artificial:

- Fotografía y Óptica: crear el ambiente de ilumina-

ción adecuada en la adquisición de las imágenes,

muchas veces requiere del uso de técnicas profe-

sionales de fotografía y vídeo. La selección de la

óptica y de la cámara, el uso de filtros y polarizado-

res, las técnicas de iluminación con pantallas y la

elección de los tipos de focos son algunas habilida-

des que se pueden mencionar.

- Procesamiento Digital de las Imágenes (Image

Processing): hace referencia a los algoritmos de

computación que convierte la imagen digital

adquirida en otra de mayor relevancia. Es muy

difuso la separación entre el procesamiento de

imágenes y la Visión Artificial.

- Reconocimiento de Patrones (Pattern Recogni-

tion): disciplina, dentro de la Inteligencia Artificial,

dedicada a la clasificación de las señales y a la

búsqueda de patrones existentes dentro de éstas.

Se encuentran incluidas las técnicas de clasificado-

res estadísticos, Redes Neuronales, Sistemas

Expertos, Lógica Borrosa.

- Computación Gráfica (Computer Graphics):

presenta el problema inverso de la Visión Artificial.

Si en Visión se desea extraer las características

físicas de las imágenes, la Computación Gráfica se

dedica a la presentación visual de los modelos

geométricos. Cada vez más, la Visión Artificial

emplea la Computación Gráfica para representar

las conclusiones extraídas del análisis de las imá-

genes adquiridas6.

2.6. Sistemas expertos: Un sistema experto puede

definirse como un sistema informático (hardware y

software) que simula a los expertos humanos en

un área de especialización dada. Como tal, un

sistema experto debería ser capaz de procesar y

memorizar información, aprender y razonar en

situaciones deterministas e inciertas, comunicar

con los hombres y/u otros sistemas expertos,

tomar decisiones apropiadas, y explicar por qué se

han tomado tales decisiones. Se puede pensar

también en un sistema experto como un consultor

que puede suministrar ayuda a (o en algunos casos

sustituir completamente) los expertos humanos

con un grado razonable de fiabilidad7.

El proceso que se realiza para la realización de

nuestro objetivo es que el sistema trabajará con

reglas que son ideadas para priorizar cada viabili-

dad. Obteniendo el número de vehículos que son

reconocidos a través de fotoreceptores, los cuales

capturan de manera inmediata por la sombre del

vehículo, luego se realizara un proceso de valida-

ción que contara como parámetro dicha cantidad

mencionada; seguidamente se presentará en las

pantallas led la cantidad de tiempo que será priori-

zada con más segundo o minutos sea el caso, para

el carril con mayor tráfico vehicular. Se tuvo una

cotización de los materiales utilizados para la

implementación del proyecto (Tabla 1).

Tabla 1. Cotización de Materiales


Materiales Precios

Arduino Mega S/ 70

02 Pantalla LCD S/ 60

04 Foto Recetores S/ 24

Leds para Semáforo S/ 2.00

Maqueta S/ 80

70 Cables Para conexión de semáforo S/2.00



3. CONCLUSIONES:

- La implementación de un semáforo inteligente

de prioridad en la avenida Juan Pablo II intersec-

ción influye en la reducción del tráfico vehicular,

generando un mejoramiento de la congestión

vehicular, la contaminación acústica.

- Se realizó la elaboración de un prototipo para

determinar la influencia del semáforo inteligente

de prioridad en la reducción del tráfico vehicular

en la avenida Juan Pablo II.

- Se determina que la selección del proyecto para

la exposición de proyectos de la escuela de inge-

niería de sistemas toma como aceptado al

proyecto.


[1] SALAS Jorge. Lcd 16x2.Todoelectrodo [en linea].

2013. [Fecha de consulta: 10 de junio de 2017].-

Disponible en http://todoelectrodo.blogs-

pot.pe/2013/02/lcd-16x2.html

[2] CAL Rafael, REYES Mayor, y otros. Ingenieria de

Transito, Fundamentos y aplicaciones. 7ª

edición. Mexico: Editorial Alfa y omega, 2007.32

4.ISBN:978-970-15-1238-8

[3] RUSSELL Stuart, NORVIG Peter. Inteligencia

Artificial un enfoque moderno. Editorial Prenti-

ce Hall Hisponoamericana S.A. 1994.

[4] SÁNCHEZ Juan Pablo, BELTRÁN. Sistemas

Expertos una Metodología de Programación.

Editorial Macrobit Editores, S.A. de C.V. 1990

[5] ROMERO Juan Jesús, GÓMEZ Ángel, y otros.

Inteligencia Artificial y Computación Avanzada.

Fundación Alfredo Brañas. Colección Informati-

ca.2007

[6] PLANTERO DUEÑAS Carlos. Apuntes de visión

artificial: Introducción a la visión artificial. Dpto.

Electrónica, Automática e Información Indus-

trial.2009

[7] CASTILLO Enrique, GUTIÉRREZ José, y otros.

Sistemas expertos y modelos de redes probabi-

lísticas. Universidad de Cantabria.


85

RESUMEN:

El presente proyecto tecnológico basado en Arduino fue desarrollado para monitorear la temperatura

corporal en tiempo real, y así lograr prevenir el golpe de calor.

Palabras claves: Temperatura del cuerpo, Golpe de calor.

ABSTRACT:

This technological project based on Arduino was developed to monitor the body temperature in real time,

and thus to prevent the heat stroke.

Key words: Body temperature, Heat stroke.


Anthony Tirado1 Edwin Cieza2

Fernando Aguilar1 Estalin Cayetano1 Julio Morales1

1. INTRODUCCIÓN:

Actualmente se define al golpe de calor cuando la

temperatura corporal rebasa los 40° C y se pierden

abundantes líquidos corporales, elevando las

probabilidades de padecer daños neurológicos e,

incluso, de morir. El golpe de calor ocurre cuando su

cuerpo se pone demasiado caliente. Este puede ser

por causa de ejercicio o de clima caliente. Un indivi-

duo puede sentirse débil, mareado o preocupado.

También puede tener dolor de cabeza o acelera-

miento de los latidos del corazón. Además puede

deshidratarse y orinar muy poco.

Asimismo existe una Problemática acerca de una

alta tasa de Mortalidad a causa del Golpe de Calor y

los cambios bruscos de temperatura, por tal motivo

el equipo de trabajo muestra una Prevención dirigi-

da al monitoreo de los pacientes con enfermedades

que involucren las altas temperaturas corporales,

deportistas en lugares calurosos, neonatos y

animales.

1.1. Objetivo:

El presente trabajo de investigación tiene como

objetivo general Mostrar al ser humano una alter-

Camiseta basada en sensores de calor para medir la temperatura corporal, Trujillo 2017-

Heat Stroke Wear.

T-shirt based on heat sensors for measure body temperature, Trujillo 2017 - Heat Stroke Wear.


nativa de prevención al golpe de calor con la inte-

gración de la tecnología Arduino.

1.2. Objetivos específicos:

Definir el prototipo base con las tecnologías a usar.

Diseñar la arquitectura del prototipo y las tecnolo-

gías que se utilizaran.

Desarrollar la programación del prototipo y la apli-

cación móvil.

Realizar una prueba piloto con una población alea-

toria.

2. LA TEMPERATURA CORPORAL:

La temperatura corporal o la temperatura del

cuerpo corresponden a la temperatura media del

organismo humano. En el hombre la temperatura

media se estima alrededor de los 37 ° C y varía en

función de la hora del día; habitualmente es 0,5 ° C

superior por la noche en comparación con la de la

mañana. El centro de la regulación de la tempera-

tura corporal se encuentra en una glándula, el

hipotálamo, y el punto de regulación puede ser

modificado en caso de patología: es el responsable

de la fiebre en el momento de una infección, por

ejemplo. Se diferencia, según los puristas, de la

hipertermia que es un aumento de la temperatura

corporal en determinados entornos o esfuerzos, y

de la hipotermia, que es una disminución de la

temperatura principalmente en el contexto de una

exposición prolongada al frío. En estos dos casos,

el punto de regulación no se modifica coloca y el

organismo pone en marcha diversos medios para

devolver la temperatura a su punto de equilibrio

(sudoración o escalofríos, por ejemplo)1.

3. GOLPE DE CALOR:

Es el aumento de la temperatura del cuerpo por

una exposición prolongada al sol (insolación clási-

ca) o por hacer ejercicios en ambientes calurosos o

con poca ventilación) al punto que el cuerpo pierde

agua y sales esenciales para su buen funciona-

miento.

En estas situaciones el cuerpo tiene dificultades

para regular su temperatura por los mecanismos

habituales como la sudoración por lo que se produ-

ce un aumento de la temperatura corporal. El golpe

de calor puede presentarse en el momento o

después de varios días de alta temperatura.

3.1 ¿Cuáles son los síntomas?:

Es importante estar alerta ante los siguientes

síntomas:

- Sed intensa y sequedad en la boca

- Temperatura mayor a 39º C (medida en la axila)

- Sudoración excesiva

- Sensación de calor sofocante

- Piel seca

- Agotamiento, cansancio o debilidad

- Mareos o desmayo

- Vértigo

- Calambres musculares

- Agitación

- Dolores de estómago, falta de apetito, náuseas o

vómitos

- Dolores de cabeza (sensación de latido u opre-

sión)

- Estado de confusión, desorientación, delirio o

incluso coma o convulsiones

En los bebés además se puede evidenciar:

- La piel muy irritada por el sudor en el cuello,

pecho, axilas, pliegues del codo y la zona del pañal.

- Irritabilidad (llanto inconsolable en los más

pequeños).

Camiseta basada en sensores de calor para medir la temperatura corporal, Trujillo 2017 - Heat Stroke Wear.

87

3.2 ¿Quiénes son los más vulnerables?:

Cualquier persona puede ser víctima de un golpe de

calor. Sin embargo se debe tener especial cuidado

con los siguientes grupos ya que tienen mayor

riesgo de padecerlo:

- Bebés y niños especialmente menores de 1 año

(ya que su cuerpo tiene menor capacidad para

regular su temperatura)

- Bebés que padecen de fiebre por otras causas, o

diarrea

- Personas con enfermedades crónicas (afecciones

cardíacas, renales o neurológicas)

- Niños obesos o desnutridos

- Personas que tienen la piel muy quemada por el

sol

- Jóvenes que abusan de bebidas con alcohol y de

drogas

- Personas mayores

3.3 ¿Cómo prevenirlo?:

Para evitar un golpe de calor en zonas y/o épocas

de lastas temperaturas, es importante:

- Evitar bebidas con cafeína o con azúcar en exceso

- Evitar bebidas muy frías o muy calientes

- Evitar comidas pesadas

Con los más chicos:

- No esperar que pidan agua. Ofrecer continuamen-

te líquidos, especialmente jugos naturales. En el

caso de lactantes ofrecer el pecho de manera más

frecuente.

- Vestirlos con ropa holgada, liviana, de algodón y

colores claros o incluso desvestirlos.

- Bañarlos y mojarles el cuerpo con frecuencia.

- Proponer juegos tranquilos evitando que se

agiten.

- Evitar que se expongan al sol especialmente en el

el horario del mediodía o bien, protegerlos de sus

efectos si no se puede evitar la exposición: con el

uso de ropa adecuada (sombreros, ropa de manga

larga) y protectores solares adecuados.

- Mantenerlos en lugares bien ventilados o bien

con aire acondicionado (ya sea en casa o lugares

públicos) cuando la temperatura ambiente es muy

elevada.

- Nunca permanezca con ellos dentro de un

vehículo estacionado y cerrado.

Para todos:

- Evitar bebidas con alcohol ya que aumentan la

temperatura corporal y las pérdidas de líquido. No

es conveniente tomar cerveza ante la sed y el calor.- Evitar la actividad física intensa.

3.4 ¿Cómo debemos actuar si ocurre?:

Es importante actuar rápidamente. En primer lugar

se debe intentar baja la temperatura del cuerpo de

la persona afectada, con hielo o con un baño en

agua helada.

Además es importante:

-Ofrecer agua fresca (o incluso agua con una cucha-

radita de sal)-Trasladar a la persona a un lugar fresco y ventilado-No administrar medicamentos antifebriles-No friccionar la piel con alcohol

El golpe de calor puede ser muy grave, en especial

para los bebés y niños pequeños. Por eso, ante los

primeros síntomas no demore en consultar al

médico o acercarse al centro de salud2.

3.5 Efectos en el organismo:

- Corazón: Alto gasto cardiaco con vasodilatación,

taquicardia y arritmias, consecuencia por el sudor.

Edwin Cieza Mostacero y Estudiantes de Ingeniería de Sistemas



Figura 1. Imagen referida al golpe de calor Fuente: http://precoinprevencion.com/731-2/

- Endocrino: Hipoglucemia. La hormona de creci-

miento y la aldosterona elevan sus niveles para

mantener el volumen total de sangre

- Electrolitos: Alteraciones en los niveles de sodio,

potasio, fosfatos y calcio debido a su eliminación

por el sudor.

- Riñones: La descomposición del tejido muscular

ocasiona la liberación de los contenidos de las

fibras musculares en la sangre. Estas sustancias

son dañinas para el riñón.

- Aparato digestivo: Hemorragia digestiva. Necro-

sis celular hepática (puede requerir transplante).

- Músculos: Degeneración y necrosis, incrementa-

do por la hipoxia y acidosis metabólica.

- Pulmones: Edema pulmonar y hemorragia.

- Sistema nervioso central: Muerte celular, edema

cerebral e incluso hemorragia a nivel local3.

4. CONCLUSIONES:

- Se definió como prototipo un chaleco, así como

también el uso de Arduino y app inventor

- Se realizó la arquitectura de prototipo como tam-

bién la del software móvil.

- Se desarrolló la programación en Arduino además

como también el desarrollo de la aplicación móvil

en App Inventor, además se confecciono el circuito

en el chaleco

- Se realizó una demo en las instalaciones de la

Universidad César Vallejo en la “Jornada de Investi-

gación Científica 2017”.


[1] http://salud.ccm.net/faq/9782-temperatra-co

rporal-definicion

[2] http://www.msal.gob.ar/index.php/componen

t/content/article/48/212-golpe-de-calor

[3] http://www.sportlife.es/salud/articulo/pasa-c

uerpo-cuando-sufre-golpe-calor


89

RESUMEN:

La presente investigación estudió la elaboración de una aplicación educativa móvil de realidad aumentada

basada en marcadores que tuvo como finalidad mejorar el nivel de aprendizaje del uso de las vocales y los

números en niños mayores a 4 años en la cuna jardín Juana Alarco de Dammert de Trujillo. El tipo de inves-

tigación fue pre-experimental, se empleó como método de análisis de datos la Prueba T Student y como

metodología de desarrollo de software XP, debido a que se ajusta al desarrollo de la presente investiga-

ción. Asimismo con la aplicación implementada se logró incrementar el nivel de rendimiento académico

del uso de las vocales en un 27.60% e incrementar el nivel de rendimiento académico del uso de los núme-

ros en un 22.60%. Se llegó a la conclusión que con la implementación de la aplicación educativa móvil de

realidad aumentada se mejoró el nivel de aprendizaje del uso de las vocales y los números en los niños de

la cuna jardín Juana Alarco de Dammert.

Palabras claves: Aplicación móvil, Realidad aumentada, Aprendizaje, Rendimiento académico, Niños.

ABSTRACT:

The present investigation studied the elaboration of a mobile educational application of augmented reali-

ty based on markers whose purpose was to improve the level of learning of the use of vowels and numbers

in children older than 4 years in the garden Juana Alarco de Dammert from Trujillo. The type was research

was pre-experimental, was used as a method of data analysis the Student T Test and as methodology of

development of software XP, because it fits the development of the present research. Also with the appli-

cation implemented was able to increase the level of academic performance of the use of vowels by

27.60% and increase the level of academic performance of the use of numbers by 22.60%. It was concluded

that with the implementation of the augmented reality mobile educational application improved the level

of learning of the use of vowels and numbers in children in the garden Juana Alarco de Dammert.

Key words: Mobile application, Augmented reality, Learning, Academic performance, Children.

1 Universidad César Vallejo - Escuela de Ingeniería de Sistemas. Estudiante de Ingeniería de Sistemas2 Universidad César Vallejo - Escuela de Ingeniería de Sistemas. Docente y Asesor de Ingeniería de Sistemas. Email: [email protected]

David Luján García1 Edwin Cieza Mostacero2

Aplicación Móvil Educativa de Realidad Aumentada basada en marcadores para mejorar el nivel de aprendizaje del uso de

las vocales y los números en niños mayores a 4 años en la Cuna Jardín “Juana Alarco de Dammert” -Trujillo en el año 2017

Mobile Educational Application Augmented Reality based on markers to improve the level of learning of the use of vowels and numbers in children

over 4 years in the garden "Juana Alarco de Dammert" Trujillo 2017.

90Edwin Cieza Mostacero y Estudiante de Ingeniería de Sistemas

1. INTRODUCCIÓN:

Actualmente las Tecnologías de Información y

Comunicación (TIC) son indispensables, debido a

que las utilizamos en cualquier tipo de actividad

que realizamos a diario, de tal manera que en algu-

nas ocasiones las utilizamos sin darnos cuenta

Las Tecnologías de Información y Comunicación

cumplen un rol muy importante en el sector de la

educación, estás pueden llevar a mejorar los cono-

cimientos del estudiante y a la vez los métodos de

enseñanza que emplean los profesores. Asimismo

se puede observar un gran número aplicaciones

que hacen uso de la realidad aumentada, pero no

están orientadas al sector educacional

La cuna jardín “Juana Alarco de Dammert” se fundó

en el año 1993 en la ciudad de Trujillo, esta institu-

ción educativa cada año acoge a niños de 2 a 5 años

con el objetivo de brindarles una enseñanza de

calidad, esta investigación se centró en los niños

mayores a 4 años, debido a que ellos presentaban

un poco de dificultad al momento de aprender, el

factor principal fue que eran demasiado inquietos

y se distraían muy rápido con el método de ense-

ñanza que les impartía la profesora a través de

dibujos hechos en papelotes, imágenes impresas y

láminas con imágenes de las vocales o números, es

por ende que los niños deben aprender de una

forma más dinámica y divertida, donde puedan

interactuar con el material de aprendizaje en la

misma institución educativa y en la comodidad de

su hogar; evitando que se distraigan fácilmente.

1.1. Objetivo:

El presente trabajo de investigación tiene como

objetivo general Mejorar el nivel de aprendizaje del

uso de las vocales y los números a través de la apli-

cación móvil educativa de realidad aumentada

basada en marcadores para niños mayores a 4 años

en la cuna jardín “Juana Alarco de Dammert” Truji-

llo en el año 2017.

1.2. Objetivos específicos:

- Incrementar el nivel de rendimiento académico

del uso de las vocales mediante el uso de la aplica-

ción móvil de Realidad Aumentada basada en mar-

cadores.

- Incrementar el nivel de rendimiento académico

del uso de los números mediante el uso de la apli-

cación móvil de Realidad Aumentada basada en

marcadores.

- Determinar el tiempo promedio del uso de la apli-

cación realidad aumentada basada en marcadores.

2. REALIDAD AUMENTADA EN LA EDUCACIÓN:

Según Mozas Fenoll, “La realidad aumentada es la

visión de un entorno físico por medio de un disposi-

tivo (teléfono inteligente, tablet), para que se

muestre en tiempo real ese entorno físico del

mundo real con una capa adicional de elementos

virtuales”1.

En la investigación “Asistente virtual didáctico en

3d, para niños entre 3 y 5 años del centro infantil

sueños de papel, aplicando realidad aumentada”;

refiere que a nivel de Ecuador, la realidad aumenta-

da no es muy utilizada a gran medida, esto

contrasta con el avance de la tecnología en este

país y a su vez esclarece un problema de usabilidad

de las nuevas TIC en el campo de la educación; la

principal causa de este problema viene a ser el

enfoque de las empresas a un solo ámbito de cinco

posibles existentes (publicidad, informática, edu-

cación, medicina y entretenimiento), lamentable-

mente sólo son usadas para la publicidad, desaten-

Aplicación Móvil Educativa de Realidad Aumentada basada en marcadores para mejorar el nivel de aprendizaje del uso de las vocales y los números en niños mayores a 4 años en la Cuna Jardín “Juana Alarco de Dammert” -Trujillo en el año 2017

91

diendo otras áreas donde su uso y desarrollo es

indispensable, por ejemplo: la educación. Como

consecuencia, el mundo académico en este país

está al margen de estas iniciativas. Siendo especí-

ficos y tomando en cuenta lo antes mencionado,

en esta investigación se desarrolló un Asistente

Virtual Didáctico en 3D usando Realidad Aumenta-

da, el cual ayudó y facilitó la enseñanza – aprendi-

zaje a los niños y profesionales del Centro Infantil

Sueños de Papel. (Montalvo Lucero)2.

Así también, en la investigación “Realidad aumen-

tada y educación infantil: Implementación y

evaluación”, hace referencia que en España existe

la necesidad de introducir recursos tecnológicos

como instrumentos cognitivos y así poder reforzar

los métodos de enseñanza y aprendizaje, para

lograr una mejora significativa en la calidad de

educación. Teniendo en cuenta esta afirmación,

generalmente el uso de las TIC en otros ámbitos y

la falta de innovación e incursión de estas en el

plano educativo conlleva a un desarrollo mínimo de

aplicativos con RA para la mejora del nivel educati-

vo en los colegios e instituciones educativas. En

consecuencia, se mantienen metodologías de

enseñanza conservadoras que, si bien es cierto son

eficaces; no utilizan la los recursos de las TIC para

innovar de manera superlativa en la calidad de

educación española. Por tanto, es imprescindible

incentivar a estas en el uso de aplicativos de reali-

dad aumentada que determinen un impacto direc-

to en la pedagogía española. (Cascales Martínez)3.

3. TEORIAS RELACIONADAS CON EL TEMA:

3.1. Niveles de realidad aumentada:

• Nivel 0 - Hiperenlaces en el mundo físico: Los

códigos QR, son símbolos bidimensionales que

permiten codificar información como texto, imá-

genes, vídeo, URLs, números de teléfonos, SMS,

entre otros, permitiendo enlazar el contenido a

través de un dispositivo tecnológico4.

Figura 1. Código QR

Fuente: http://raenelaula.blogspot.pe/p/ejemplos.html

• Nivel 1 - Realidad Aumentada Basada en Marca-

dores: Los marcadores son símbolos o imágenes

prediseñadas que se encuentran impresos en

papel, los cuales proyectan objetos (elementos en

tercera dimensión, figuras, textos) cuando son

enfocados por la cámara bajo el uso de una aplica-

ción que se ejecuta en el dispositivo4.

Figura 2. Marcador


• Nivel 2 - Realidad Aumentada Markerless: Con-

siste en reconocer imágenes o figuras, la geo locali-

zación y diferentes tipos de métodos que no nece-

sitan la utilización de marcadores4.

3.2. Educación:

Según (Bowen), “La educación es un proceso social

básico por medio del cual las personas adquieren la

cultura de su sociedad”5.

Edwin Cieza Mostacero y Estudiante de Ingeniería de Sistemas



Figura 3. Código QR

Fuente: http://realidadaumentada.info/juego-realidad-au-

mentada-pokemon-go-arrasa-mundo/

3.3. Aprendizaje y sus niveles:

Según (Pérez Gómez Ángel), se refiere al aprendi-

zaje como “Los procesos subjetivos de captación,

incorporación, retención y utilización de la infor-

mación que el individuo recibe en su intercambio

continuo con el medio”6.

Los niveles de aprendizaje son los siguientes:

- Nivel de Memorización: Consiste en aprenderse

contenidos de memoria, sin necesidad de enten-

derlos7.

- Nivel de Comprensión: Consiste en esforzarse un

poco más, debido a que solamente no se trata de

memorizar los contenidos, sino que uno necesita

entender e interpretar la información7.

- Nivel de Aplicación: Luego de haber entendido

los contenidos, uno debe esforzarse más con el fin

de poder aplicar lo comprendido en situaciones

reales7.

3.4. Metodología de desarrollo de software:

Para el desarrollo de la aplicación se usó la meto-

dología de Programación extrema (XP). Según

(Jerez Bastidas), “Es un tipo de programación ágil

con una perspectiva orientado a objetos, en el año

1999 Kent Beck escribió un libro con los detalles

técnicos sobre la programación extrema o modelo

XP. La programación extrema se orienta principal-

mente en la adaptación, debido a que se enfoca en

diseñar lo más sencillo como codificar, pruebas y en

todo este proceso el equipo de desarrollo se tiene

que adaptar a los cambios que surjan, estos cam-

bios se realizan debido a los requerimientos de los

clientes en base a la toma de decisiones de estos

mismos”8. Esta metodología contiene las siguien-

tes fases:

Figura 4. Fases de la metodología XP


4. CREACIÓN DE LA APLICACIÓN EDUCATIVA DE

REALIDAD AUMENTADA:

Se desarrolló en la plataforma de desarrollo de

Unity, la cual ayuda a la creación de videojuegos y

también a trabajar con objetos 3D, además cuenta

con un entorno de desarrollo integrado (IDE) llama-

do MonoDevelop que permite al usuario poder

codificar (programar) en los lenguajes de progra-

mación más conocidos como C# o JavaScript.

Asimismo se hizo uso de la herramienta de desa-

rrollo de software (SDK) Vuforia, la cual contiene

muchas librerías que facilitan a la creación de apli-

caciones móviles de realidad aumentada y propor-

ciona diferentes tipos de opciones para la visuali-

zación, toma de video y para la exploración de

sucesos recurrentes de las imágenes capturadas,



con el fin de calcular en tiempo real la posición de la

cámara y la ubicación de los marcadores.

5. ARQUITECTURA DE APLICACIÓN:

A continuación se muestra la arquitectura y los

componentes que se utilizaron para el desarrollo

de la aplicación.

Figura 5. Arquitectura de la aplicación


6. MATERIAL Y MÉTODOS:

6.1. Técnicas e instrumentos de recolección de

datos

Tabla 1. Técnicas e instrumentos de recolección

de datos.


- Pruebas de normalidad:

Permiten conocer si los datos siguen una distribu-

ción normal o no normal.

Tabla 2. Pruebas de normalidad

Fuente: Naresh, Malhotra.

Nota: La población y muestra está conformada por 10 niños

de la cuna jardín “Juana Alarco de Dammert”, por lo tanto se

escogió Shapiro-Wilk

- Pruebas de normalidad de las vocales:

Figura 6. Prueba normalidad - Vocales Fuente: IBM SPSS Statistics 21.0

- Pruebas de normalidad de los números:

Figura 7. Prueba normalidad - Números.

Fuente: IBM SPSS Statistics 21.0

Nota: Debido a los resultados obtenidos en las pruebas de

normalidad, se optó por usar la prueba paramétrica T-Stu-

dent, la cual veremos en la parte de Contrastación.

7. RESULTADOS:

7.1. Nivel de Rendimiento Académico del Uso de

las Vocales.

En el grafico se observa que, el puntaje promedio

de cada ítem antes de implementar la aplicación

era de 2.95 puntos (59%) y después de implemen-

Técnica Instrumento Informante

Test Test de Aptitud Alumnos

Observación Guía de Observación

Alumnos

SHAPIRO-WILK KOLMOGOROV-SMIRNOV

Muestras pequeñas (m< 35)

Muestras grandes (m ≥ 35)



implementar la aplicación el puntaje promedio de

cada ítem fue de 4.33 puntos (86.60%), lo cual

determina que hubo un incremento de 1.38 puntos

(27.60%).

Figura 8. Nivel de rendimiento académico del uso

de las vocales

Fuente: Word 2016

7.2. Nivel de Rendimiento Académico del Uso de

los Números:

En el grafico se observa que, el puntaje promedio

de cada ítem antes de implementar la aplicación

era de 3.35 puntos (67%) y después de implemen-

tar la aplicación el puntaje promedio de cada ítem

fue de 4.48 puntos (89.60%), lo cual determina

que hubo un incremento de 1.13 puntos (22.60%).

Figura 9. Nivel de rendimiento académico del uso

de los números

Fuente: Word 2016.

8. CONCLUSIONES:

- Se concluye que la implementación de la aplica-

ción móvil educativa de realidad aumentada

basada en marcadores mejoró el nivel de aprendi-

zaje del uso de las vocales y los números en los

niños mayores a 4 años.

- Se concluye que el nivel del rendimiento académi-

co del uso de las vocales antes de implementar la

aplicación propuesta, el puntaje promedio de cada

ítem era de 2.95 puntos y con la implementación de

la aplicación propuesta el puntaje promedio de

cada ítem es de 4.33 puntos, lo que representa un

incremento de 1.38 puntos, en un porcentaje de

27.60%

- Se concluye que el nivel del rendimiento académi-

co del uso de los números antes de implementar la

aplicación propuesta, el puntaje promedio de cada

ítem era de 3.35 puntos y con la implementación de

la aplicación propuesta el puntaje promedio de

cada ítem es de 4.48 puntos, lo que representa una

incremento de 1.13 puntos, en un porcentaje de

22.60%


[1] Mozas Fenoll, Edgar. 2015. Youtube. [En línea]

05 de Octubre de 2015. https://www.youtube.-

com/watch?v=jlcMo0DwL6A.

[2] Montalvo Lucero, Adriana Luzdary. 2016. Asis-

tente Virtual DIdáctico en 3D, para niños entre 3

y 5 años del centro infantil SUEÑOS DE PAPEL,

aplicando realidad aumentada. Universidad

Central del Ecuador. Quito: s.n., 2016. Tesis.

[3] Cascales Martínez, Antonia. 2015. Realidad

aumentada y educación infantil: Implementa-

ción y evaluación. Murcia: s.n., 2015.



[4] Realidad Aumentada y Educación. Garnica

Estada, Evelyn y Franco Calderon, José Alejan-

dro. 2015. 3, Bogotá: s.n., 2015, Ingeniería, Mate-

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págs. 62-63. La Revista de Ingeniería, Matemá-

ticas y Ciencias de la Información se encuentra

indexada por la plataforma REDIB.

[5] Bowen, James y Peter, Hobson. 1979. Teoría de

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educativo occidental. Mexico : Limusa, 1979.

ISBN.

[6] Jaraba Vergara, Rossy. 2012. Psicología del

Aprendizaje. CECAR. Sincelejo - Sucre: s.n.,

2012. pág. 25.

[7] Muñoz Serafín, Miguel. 2011. Niveles de apren-

dizaje. [En línea] 25 de 07 de 2011.

https://msmdotnet.wordpress.com/2011/07/2

5/niveles-de-aprendizaje/.

[8] Jerez Bastidas, Marcos Tulio. 2015. Youtube. [En

línea] 24 de Junio de 2015. https://www.youtu-

be.com/watch?v=3CYGOtk6uKc.


INGENIERÍA INDUSTRIAL

97

RESUMEN:

El presente trabajo de investigación, tuvo como objetivo utilizar pulpa de maracuyá en la elaboración de

natilla, una vez elaborado el producto se logró determinar las características sensoriales. La realización del

presente trabajo de investigación se llevó a cabo en el Laboratorio de Procesos Industriales I y el Laborato-

rio de Biotecnología de la Facultad de Ingeniería de la Universidad César Vallejo.

La crema ácida o natilla es el producto que se obtiene por la concentración de la grasa contenida en la leche

y de un proceso de fermentación controlada mediante la inoculación de cultivos lácticos. El contenido

graso puede variar de 12 a 30%, pero la mayoría de las plantas produce crema con 18 a 25% de grasa y así

obtienen una buena consistencia y sabor.En el presente estudio se busca elaborar y evaluar un postre

lácteo adicionado con pulpa de maracuyá. Una vez obtenido los panecillos se procedió a realizar una

evaluación sensorial utilizando una escala hedónica para lo cual se utilizaron 70 panelistas no entrenados

quienes evaluaron la aceptabilidad general de los panecillos (color, olor, sabor y textura).

Palabras claves: Maracuyá, Leche, Características sensoriales.

ABSTRACT:

The present work of investigation, with the objective of the pulp of passion fruit in the elaboration of the

Neapolitan, once the product is elaborated the sensorial characteristics are identified. The accomplish-

ment of the research work was carried out in the Laboratory of Industrial Processes and the Biotechnology

Laboratory of the Faculty of Engineering of the César Vallejo University.

The cream or custard is the product that is obtained by the concentration of the fat contained in the milk

and a controlled fermentation process by the inoculation of lactic cultures. The content can vary from 12

to 30%, but most plants produce cream with 18 to 25% of fat and thus obtained a good consistency and

flavor. In the present study it is sought to elaborate and evaluate an added dairy dessert with pulp of

passion fruit.Once the buns were obtained, a sensorial evaluation was performed using a hedonic scale,

using 70 untrained panellists who evaluated the general acceptance of bread rolls (color, smell, flavor and

texture).

Key words: Passion fruit, Milk, Sensorial characteristics.

Karin Avalos Alvarado1 Roque Luna Victoria1 Lidia Meza Villanueva1

Milagros Sabana Anastacio1 Leslie Cristina Lescano Bocanegra2

1 Universidad César Vallejo - Escuela de Ingeniería Industrial. Estudiantes de Ingeniería Industrial2 Universidad César Vallejo - Escuela de Ingeniería Industrial. Docente y Asesor de Ingeniería Industrial. Email: [email protected]

Elaboración de Natilla de maracuyá (passiflora edulis).

Elaboration of passion fruit custard (Passiflora edulis).

98 Leslie Cristina Lescano Bocanegra y Estudiantes de Ingeniería Industrial

1. INTRODUCCIÓN:

Las natillas son un producto obtenido a partir de la

leche, por concentración mediante el sometimien-

to al calor en condiciones de presión atmosférica, a

la cual, es necesario, agregarle otros componentes

que ayudan a la elaboración como azúcar y sustan-

cias aromáticas.

También se puede definir como la concentración de

sólidos especialmente azucares por evaporación

del agua contenida en la leche. Debe contener

como mínimo 26% de sólidos totales de leche y

44% de azúcar. No debe contener más del 30% de

agua. Este producto se conserva mediante la

elevada concentración de azúcar, que eleva la

presión osmótica del producto, hasta un nivel que

impide el desarrollo de microorganismos. Asiéndo-

lo así una buena posibilidad de empleo de la leche

producida en un establo y fundamentando su estu-

dio para nuestra profesión.

En este presente trabajo de investigación tiene

como objetivos:

- Elaborar natilla de maracuyá.

- Determinar las características sensoriales

2. MATERIALES Y METODOLOGÍA.

2.1 Materia Prima: Leche de vaca fresca prove-

niente del establo Santa Cecilia ubicada en la carre-

tera a Huanchaco, La Libertad. Pulpa de maracuyá

proveniente del distrito de Laredo, La Libertad.

2.2 Obtención de Natilla de Maracuyá:

Se utilizaron veinte kilos de leche fresca proceden-

te del Establo Santa Cecilia del distrito de Huan-

chaco, así como 3 kg de pulpa de maracuyá.

La leche se hizo pasar por un filtro a base de tela de

gasa para quitar las impurezas o partículas gran-

des que han caído en la leche al momento del ma-

nejo en el establo; luego se procedió a pasteurizar

la leche, cuando ésta alcanzó los 85°C se concentró

hasta 26% los sólidos, en una olla aparte se adicio-

na la pulpa de maracuyá hasta cocción, seguida-

mente se adiciona la mitad de azúcar, comenzando

a evaporar con agitación hasta conseguir la cara-

melización, incorporar toda la leche en la marmita

u olla de cocción y dejar que alcance una tempera-

tura de 60 a 70°c, seguidamente se adiciona el otro

50% y continuamos con la cocción hasta que alcan-

ce el punto de Natilla(prueba de la gota).

2.3. Equipos

- pH metro digital - Termómetro digital - Balanza analítica marca And, 610 g ± 0.01- Baño termostático, Dahian Scientific, modelo VB-22- Licuadora industrial- Agitador magnético

2.4 Diseño Experimental:

El siguiente esquema muestra el diseño experi-

mental utilizado para la caracterización de los aná-

lisis fisicoquímicos.

Figura 1. Esquema experimental.


2.5 Caracterización fisicoquímica:

Para los análisis de caracterización se realizaron

análisis fisicoquímicos de: pH (AOAC 1997), acidez

(AOAC 1997), proteínas (AOAC 1997), densidad

(AOAC 1990), grasas (AOAC 1997), sólidos en la

leche (AOAC 1997), humedad (AOAC 1984), cenizas

(AOAC 1990).


99

3. RESULTADOS:

3.1 Caracterización Fisicoquimica de la materia

prima:

Antes de proceder a la elaboración de la natilla se

analizó las características fisicoquímicas de la

materia prima obtenida del establo Santa Cecilia.

Tabla 1.Características fisicoquímicas iniciales


3.2 Análisis sensorial de la natilla de maracuyá:

Las pruebas sensoriales de aceptabilidad general

(sabor, olor y apariencia) de los panecillos resulta-

ron ser positivas, dado que, de las 70 personas a las

que se le dio a probar el producto, el 68% de los

panelistas tuvo una aceptación positiva del

producto.

4. DISCUSIÓN:

La leche de vaca recién ordeñada y sana, es ligera-

mente ácida, con un pH comprendido entre 6,5 y

6,8 como consecuencia de la presencia de caseínas,

aniones fosfórico y cítrico, principalmente (Fox &

McSweeney 1998), además los valores normales de

acidez titulable en leche están expresados en

porcentaje del ácido los cuales están entre 0.16 a

0.19% de ácido láctico (Charles & Lacasa, A., 1985),

como podemos observar en la TABLA 1 la leche

fresca esta en un pH 6.6 con una acidez de 0.16%

rangos descritos por los autores.

Según Gil (2010), la leche entera de vaca debe tener

una densidad que fluctué entre 1.0286 - 1.0340

g/cm3 y el porcentaje de Solidos Totales está en

11.40 – 12.60%. De acuerdo a nuestros resultados

obtenidos y presentados en la TABLA 1 el porcenta-

je de solidos totales en la leche es de 11.7%; el

contenido de grasa en la leche de vacas es bastante

variable esta entre 2,5 a 5,0% (Vargas, 1999), en la

TABLA 1 observamos que la densidad esta en 1.028

con 3.5% de grasas en la leche fresca.

Desde el punto de vista nutricional, la natilla,

destaca por su contenido proteico (procedente de

la leche y del huevo empleados en su elaboración)

de hidratos de carbono fundamentalmente azúca-

res, alto contenido en calcio. El contenido graso es

algo mayor que el de la leche (debido al huevo),

mayoritariamente ácidos grasos saturados segui-

dos de mono insaturados y poliinsaturados. Es una

buena fuente de calcio de fácil asimilación y fósfo-

ro (unas natillas de 135 g cubren el 19% de las inges-

tas recomendadas para estos dos minerales de un

hombre y una mujer de 20 a 39 años con actividad

física moderada), vitaminas del grupo B (especial-

mente B12 y riboflavina) y en menores cantidades

vitamina A.

Es ideal para personas con problemas de mastica-

ción y para aquéllas que tengan poco apetito y

necesiten platos con concentraciones altas de

proteínas de alto valor biológico y lípidos.

5. CONCLUSIONES:

Los resultados obtenidos del análisis fisicoquímico

del yogurt batido de menta frutado con residuos de

Parámetro Fisicoquímico Valores

pH 6.6

Densidad (g/cm

3) 1.028

Acidez (%) 0.16

Proteínas (%) 3.2

Caseínas (%) 2.6

Grasas (%) 3.5

Solidos Totales (%) 11.7

Leslie Cristina Lescano Bocanegra y Estudiantes de Ingeniería Industrial


100

la industria de licores por maceración arrojaron un

pH= 4.38 ± 0.063, ácido láctico 0.76% ± 0.025,

grasa 1.7% ± 0.248, proteínas 5.6% ± 0.497, caseí-

nas 4.56% ± 0.410, densidad 1.035 ± 0.003 g/ml,

extracto solido 26.7% ± 0.248, humedad 73.3% ±

0.248, cenizas 0.85% ± 0.038 y sinéresis 38.03% ±

2.879.

El conocimiento de la composición química y las

características sensoriales de la natilla de naranja

permiten hacer recomendaciones para su aplica-

ción desarrollo y evaluación de un postre lácteo,

que pueden ser una opción para incrementar la

ingesta de lacteos en la población.


[1] Adams, M., & Moss, M. (1997). Microbiología de

los alimentos. Zaragoza. España: Ed. Acribia S.A.

[2] Alais, C. (1985). Ciencia de la leche. Editorial

Reverté S.A.

[3] Albarracín, Y., & Carrascal, A. (2005). Manual de

Buenas Practicas de Manufactura para

microempresas lácteas Colección Biblioteca del

Profesional. Editor: Pontificía Universidad Jave-

riana.

[4] Brito, M. (26 de Julio de 2000). Leche: alimento

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http://www.tetrapak.el.

[5] Castle, & Watkins. (2001). Microorganismos del

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nologia.com.ar/educación

[6] Charles, A., & Lacasa, A. (1985). Ciencia de la

leche: Principios de Tecnica Lechera. Edición

Ilustrada: Ed. Reverte S.A.

[7] Fennema, O. (1993). Química de los alimentos.

Zaragoza. España: Editorial Acribia S.A.

[8] Fox, P., & McSweeney, P. (1998). Dairy chemistry

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sional, Londres.

[9] Gil, A. (2010). Tratado de Nutrición: Composi-

ción y Calidad Nutritiva de los Alimentos. En

Volumen 2 de Tratado de Nutrición (pág. 786

páginas). Ed. Médica Panamericana.

[10] Jocobsén, E. (2003). Chenopodium quinoa

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[11] Keating, A., & Gaona, H. (1999). Indroducción a

la Lactología 2. México, D.F: Limusa.

[12] Kirk, Sawyer, & Egan. (1996). Composición y

analisis de alimentos de Pearson. En Segunda

edición. Mexico: Ed. Continental SA.



101

RESUMEN:

El presente trabajo de investigación, tuvo como objetivo utilizar harina de semillas de uva como sustituto

de harina de trigo en la elaboración de panecillos, una vez elaborado el producto se logró determinar las

características sensoriales de loas panecillos. La realización del presente trabajo de investigación se llevó

a cabo en el Laboratorio de Procesos Industriales I y el Laboratorio de Biotecnología de la Facultad de Inge-

niería de la Universidad César Vallejo. La parte experimental del trabajo consistió en obtener la harina de

semillas de uva y luego sustituir parte de la harina de trigo para elaboración de panecillos en una propor-

ción de 5% (p/p), con respecto a la harina de trigo. La utilización de estas semillas se hizo con la finalidad

de utilizar uno de los subproductos de la industria vinícola, ya que estudios realizados en las semillas de

uva indican que es una buena fuente de antioxidantes, con alto contenido de vitamina C, vitamina E y

betacaroteno. Una vez obtenido los panecillos se procedió a realizar una evaluación sensorial utilizando

una escala hedónica para lo cual se utilizaron 70 panelistas no entrenados quienes evaluaron la aceptabili-

dad general de los panecillos (color, olor, sabor y textura).

Palabras claves: Semillas de uva, Betacaroteno, Características sensoriales.

ABSTRACT:

The objective of this research was to use grape seed meal as a substitute for wheat flour in the production

of bread rolls. Once the product was prepared, the sensory characteristics of loaf muffins were determi-

ned. The accomplishment of the present research work was carried out in the Industrial Processes I Labo-

ratory and the Biotechnology Laboratory of the Faculty of Engineering of the César Vallejo University.The

experimental part of the work consisted in obtaining the grape seed meal and then replacing part of the

wheat flour for the preparation of rolls in a proportion of 5% (w / w), relative to the wheat flour. The use of

these seeds was done with the purpose of using one of the by-products of the wine industry, since studies

in grape seeds indicate that it is a good source of antioxidants, high in vitamin C, vitamin E and beta caro-

tene.Once the buns were obtained, a sensorial evaluation was carried out using a hedonic scale, using 70

untrained panellists who evaluated the general acceptability of bread rolls (color, smell, flavor and textu-

re).

Key words: Grape seeds, Beta carotene, Sensorial characteristics.

1 Roque Luna Victoria1 Lidia Meza Villanueva1

Erick Valeriano Gallardo1 Liliana Zamora Chapoñan1 Víctor Solano Rodríguez1

Leslie Cristina Lescano Bocanegra2


Uvativas: Elaboración de panecillos a base de semillas de uvas.

Uvativas: Preparation of rolls based on grape seeds.

Kevin Aguilar Medina1 Juan Aguilar Vasquez1 Brenda Bazán Castillo1

102 Leslie Cristina Lescano Bocanegra y Estudiantes de Ingeniería Industrial

1. INTRODUCCIÓN:

Las uvas tienen un alto contenido de compuestos

fenolicos, los cuales tienen propiedades antioxi-

dantes que pueden resultar beneficiosos para la

salud humana. Las uvas contienen otros compues-

tos benéficos, tales como el ácido gálico y el ácido

ellágico (Braswell, 2002). La mayoría de los com-

puestos fenólicos en las uvas se encuentran en las

semillas y las cáscaras. La pulpas de uva tiene un

contenido bajo de fenoles. Las semillas de esta uva

muestran gran capacidad antioxidante al igual que

las cáscaras, pueden ser utilizados en la elabora-

ción de productos nutraceúticos (Pastrana-Bonilla

y Sellappan, 2003).

Los polifenoles son un grupo de compuestos

químicos presentes de forma natural que presen-

tan anillos aromáticos con sustituyentes hidroxi-

los, en su mayoría son potentes antioxidantes

necesarios para el funcionamiento de las células

vegetales. Se encuentran en frutas, verduras y

bebidas (Kinsella, 1993).

En un estudio realizado por Ghiselli (1998) se anali-

zaron tres sub-fracciones polifenólicas de un vino

tinto. Evaluaron la capacidad de atrapar radicales

hidroxilo y peroxilo que simula la inhibición de la

oxidación in vitro de la lipoproteína de baja densi-

dad (LDL) y la agregación plaquetaria, que se dan

en la arterogénesis. La fracción de las antocianinas

resulto ser la más efectiva tanto en su capacidad

de atrapar especies reactivas de oxígeno como en

su capacidad de inhibir la oxidación de LDL y la

agregación plaquetaria.

En extractos de cáscaras de uva, la clase principal

de fitoquímicos presentes son las antocianinas. Su

concentración es influenciada por variedad y culti-

var, así como otros compuestos fenólicos encon-

trados en la cáscara de muscadinas incluyen ácido

ellágico, resveratrol y compuestos glucósidos como

myricetina, quercetina y kaempferol (Gomez,

2004; Pastrana, 2003). Las antocianinas muestran

gran actividad antioxidante que previene enferme-

dades cardiovasculares, además de tener propieda-

des anti-ulceras. Sin embargo, para las antociani-

nas, una de las principales limitaciones es la pobre

estabilidad de almacenamiento que es afectada

por su estructura química, el factor ambiental y la

interacción con otros fitoquímicos en solución (Del

Pozo, 2004).

El objetivo de este trabajo es elaborar Panecillo a

base de Semillas de Uva, con la finalidad de apro-

vechar su valor nutricional.

2. MATERIALES Y METODOLOGIA.

2.1 Materia Prima

Semillas de uva traídas de la Provincia de Cascas,La

Libertad.Harina, Mantequilla, Levadura, Sal y

Agua.

2.2 Obtención de los panecillos de semillas de uva:

Se utilizaron 2 kilogramos de semillas de uva

procedentes de la provincia de Cascas, así como 8

kg. de harina. El panecillo de semillas de uva se

elaboró de la siguiente manera: Se pesaron todos

los ingredientes luego se procedio al amasado

primero de todos los ingredientes secos y luego el

resto. Se peso la masa y se dividio en pequeñas partes

con la cortadora, seguidamente se bolearon y se les

dejo reposar con el objetivo de que se recupere de la

degasificación sufrida durante la división y el

boleado. Se procedio a dar la forma a los panecillos

y luego a la fermentación la cual consiste básica-

mente en una fermentación alcohólica llevada a

cabo por levaduras que transforman los azúcares

fermentables en etanol, CO2 y algunos productos

secundarios.


103

Seguidamente se procedio a hacerles pequeños

cortes para poder permitir el desarrollo de pan

durante la cocción y finalmente se lleva la masa a

cocción.

2.3 Equipos:

- pH metro digital

- Termómetro digital

- Balanza analítica marca And, 610 g ± 0.01

- Horno industrial

- Licuadora industrial

- Agitador magnético

2.4 Diseño Experimental:

El siguiente esquema muestra el diseño experi-

mental utilizado para la caracterización de los aná-

lisis fisicoquímicos

.

Figura 1. Esquema experimental


2.5 Caracterización fisicoquímica:

Para los análisis de caracterización se realizaron

análisis fisicoquímicos de: pH (AOAC 1997), sólidos

totales (AOAC 1997), grasas (AOAC 1997), humedad

(AOAC 1984), cenizas (AOAC 1990).

3. RESULTADOS:

3.1 Caracterización Fisicoquimica de la materia

prima:

Antes de proceder a la elaboración del panecillo con

semillas de uva se analizó las características fisico-

químicas de la materia prima obtenida de la

provincia de Cascas.

Tabla 1. Características fisicoquímicas iniciales

Fuente: elaboración propia.

3.2 Análisis sensorial de los panecillos de semillas

de uva: Las pruebas sensoriales de aceptabilidad general

(sabor, olor y apariencia) de los panecillos resulta-

ron ser positivas, dado que, de las 70 personas a las

que se le dio a probar el producto, el 68% de los

panelistas tuvo una aceptación positiva del

producto.

4. DISCUSIÓN:

El estudio, publicado en Carcinogenesis, demues-

tra que el extracto de semilla de uva es capaz de

eliminar a las células del carcinoma de células esca-

mosas de cabeza y cuello (HNSCC), dejando las

células sanas, ilesas, en modelos in vitro e in vivo.

Según resultados de estudios realizados en rato-

nes, extractos ricos en poli fenoles de semillas de

uva podrían ayudar a combatir cáncer de cabeza y

cuello, dejando a las células sanas sin dañar.

La dosis recomendable de consumo diario de semi-

llas de uva es de 50 a 300 miligramos. El centro

médico de la universidad de Pittsburgh recomienda

una dosis de 50 miligramos de OPC (complejos



Parámetro Fisicoquímico

Valores

pH 6.6

Humedad (%) 20%

Cenizas (%) 3.5%

Grasas (%) 8%

Proteinas (%) 10%

Solidos Totales (%)

80%

104

oligomericos y poliméricos) al día para obtener

protección antioxidante en general; por otra parte

el centro médico de la Universidad Maryland reco-

mienda una dosis de 25 a 150 miligramos diarios

como protección antioxidante en general, y de 150

a 300 miligramos diarios para las personas que

sufren de insuficiencia venosa crónica.

5. CONCLUSIONES.

Debido a su alto contenido de nutrientes y antioxi-

dantes la semilla de uva se debe considerar como

un suplemento nutricional de consumo habitual.

Los resultados obtenidos del análisis sensorial

fueron positivos al encontrar que un 67% de los

panelistas tuvieron una actitud positiva frente a

los panecillos con semillas de uva.

Se reconoció el proceso de la elaboración de los

panecillos con semillas de uva con un diagrama de

flujo en el cual se mencionan las siguientes etapas:

Recepción, amasado, boleado, reposo, fermenta-

ción, corte, cocción, enfriamiento, envasado y

almacenado.

6. RECOMENDACIONES:

• No se recomienda su ingestión en personas que

padecen de hipertensión.

• No es recomendable para personas que padezcan

de alguna enfermedad hepática o renal que consu-

ma medicamentos de manera permanente, sin

antes haber consultado al medico.

• No se ha establecido que no conlleve algún efecto

en mujeres embarazadas o que estén dando de

lactar.

• Se deberá consultar con el médico antes de

consumir la semilla de uva de forma permanente.

• Socializar las propiedades medicinales de esta

semilla para incentivar su consumo.


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ISSN: 2078-4015.



106

RESUMEN:

En el presente trabajo tiene como finalidad evaluar la influencia del porcentaje de agregado obtenido de

un proceso de reciclado de concreto, sobre la resistencia a la compresión para la elaboración de paneles de

piedra, para lo cual se tomaron tres fracciones en volumen de cemento/ agregado como base 1/2, 1/3 y 1/4,

de esto se tomó como referencia para el reemplazo del agregado por concreto reciclado (CR), teniendo

como nuevas felaciones en volumen de 1/(2/0), 1/(1/1) y 1/(0/2) para la base de 1/2, así mismo para la

siguiente fracción base (1/3) se consideró los siguiente 1/(3/0), 1/(2/1), 1/(1/2) y 1/(0/3), por ultimo las

siguientes fracciones en volumen 1/(4/0) 1/(3/2) 1/(2/2) 1/(1/3) y 1/(0/4). Así mismo se usos un aditivo

súper plastificante con la finalidad de reducir el uso del agua, este plastificante se utilizó al 0.4% respecto

al cemento, y una relación de agua/cemento de 0.45. El tamaño granulométrico del agregado y del CR

tamizado fue de 1mm aproximadamente. Todas las muestras (60 en total) se ensayaron en un tiempo

mínimo de 7 días de curado. Los resultados mostraron que el agregar demasiado CR en reemplazo del

agregado, disminuye de manera significativa los valores de resistencia a la compresión tal es el caso del

mortero con fracción en volumen de 1/(0/4) con una resistencia a la compresión de 18.34 kPa y un valor

máximo de resistencia de 48.83 kPa para la fracción en volumen de 1-(1/1) teniendo un porcentaje de

reemplazo del agregado por el CR del 50%. Se concuye que el porcentaje en reemplazo no debe de superar

el 50% y la fracción en volumen optima es de 1-(1/1).

Palabras claves: CR (concreto reciclado), Fracción en volumen, Mortero, Resistencia a la compresión.

ABSTRACT:

The purpose of this work is to evaluate the influence of the percentage of aggregate obtained from a

concrete recycling process, on the compressive strength for the development of stone panels, for which

three fractions were taken in volume of cement / aggregate as a base 1/2, 1/3 and 1/4, this was taken as

reference for the replacement of aggregate by recycled concrete (CR), having as new felacies in volume of

1/(2/0), 1/(1/1) and 1/(0/2) for the 1/2 base, and for the following base fraction (1/3) the following 1/(3/0),

1/(2/1), 1/(1/2) and 1/(0/3), finally the following fractions in volume 1/(4/0) 1/(3/2) 1/(2/2) 1/(1/3) and

1/(0/4). Likewise, a super plasticizer is used in order to reduce water use, this plasticiser was used at 0.4%

Harumi Cortez Briones1 Evelyn García Contreras1 Karla Medina Rosales1

Alexander Vega Anticona2


Influencia del reemplazo de agregado grueso por escombros de construcción, sobre la resistencia a la

compresión del concreto reciclado.

Influence of the replacement of coarse aggregate by construction debris, on the compressive strength of recycled concrete.

107Alex Vega Anticona y Estudiantes de Ingeniería Industrial

1. INTRODUCCIÓN:

El concreto está en todas partes. Es el segundo

material más consumido después del agua y

moldea nuestro entorno. Hogares, escuelas, hospi-

tales, oficinas, vías y aceras, todos se hacen a partir

del concreto. El concreto es extremadamente

perdurable y puede conservarse por cientos de

años en muchas aplicaciones. No obstante, las

necesidades humanas cambian y se generan dese-

chos – más de 900 millones de toneladas por año

tan solo en Europa, los estados Unidos y Japón, y

otro tanto desconocido en el resto del mundo. El

concreto puede ser recuperado – el concreto puede

ser triturado y reutilizado como agregado en

nuevos proyectos (Klee, 2009).

El reciclaje o recuperación del concreto presenta

dos ventajas principales: (1) reduce la utilización de

nuevos agregados vírgenes y los costos ambienta-

les de explotación y transporte y asociados, y (2)

reduce el desecho innecesario de materiales valio-

sos que pueden ser recuperados y reutilizados. A

pesar de estas ventajas, el reciclaje de concreto no

tiene un impacto significativo en la reducción de la

huella de carbono (además de algunas reducciones

que pueden ser logradas en transporte). La princi-

pal fuente de emisiones de carbono en el concreto

está en la producción del cemento (cemento y

agregados se mezclan para hacer concreto). No es

viable separar el contenido de cemento en el

concreto para su reciclaje o reutilización como

nuevo cemento, por lo que no es posible reducir las

emisiones de carbono por medio del reciclaje de

concreto. Para cada una de las iniciativas de

reciclaje de concreto es necesario realizar un com-

pleto análisis del ciclo de vida. Aunque muchas

veces la meta es el reciclaje total, el impacto global

y la utilización óptima de los materiales siempre

deben ser considerados. Refinar la recuperación

puede resultar en un producto de alto grado, pero a

un mayor costo ambiental. En la actualidad, la

mayoría del concreto recuperado es utilizado como

sub base vial y en proyectos de ingeniería civil.

Desde la perspectiva de la sostenibilidad, actual-

mente estos usos de grados relativamente bajos

proporcionan los mejores resultados.

Para la elaboración de un material tan usado como

el concreto se requieren materias primas no reno-

vables, las cuales a su vez generan un impacto

ambiental negativo al ser obtenidas principalmen-

te mediante minería a cielo abierto. En tal sentido,

la comunidad de la ciudad de Medellín se ve afecta-

da por la explotación de canteras para la obtención

de agregados, teniendo como consecuencia una

degradación ambiental de la corteza terrestre

urbana, material en partículas en la atmósfera y,

of cement, and a water / cement ratio of 0.45. The granulometric size of the aggregate and CR sieved was

approximately 1mm. All samples (60 total) were tested in a minimum time of 7 days of curing.The results

showed that adding too much CR in replacement of the aggregate significantly decreases the compressive

strength values such as mortar with a volume fraction of 1 / (0/4) with a compressive strength of 18.34

kPa and a maximum resistance value of 48.83 kPa for the volume fraction of 1- (1/1) having an aggregate

replacement percentage for the 50% CR. It is concluded that the replacement percentage should not

exceed 50% and the optimum volume fraction is 1- (1/1).

Key words: CR (recycled concrete), Volume fraction, Mortar, Compressive strength.

Influencia del reemplazo de agregado grueso por escombros de construcción, sobre la resistencia a la compresión del concreto reciclado.

108

derivado de los procesos de demolición y edifica-

ción, disposición de Residuos de Construcción y

Demolición (RCD) en lotes que pierden su potencial

como paisaje o áreas urbanizables. Con una gene-

ración de este tipo de residuos de 8000 t/día, y una

actividad extractiva que degrada el ecosistema

urbano, esta colectividad que supera los 2.400.000

habitantes experimenta un daño creciente de su

ecosistema urbano, ya que para obtener una tone-

lada de agregados para concreto, es necesario

remover varias toneladas de suelo superficial, anu-

lando allí la actividad biótica. Por ello las exigencias

que se reclaman desde la industria de la construc-

ción en la actualidad, obligan el desarrollo de

nuevas herramientas de gestión que permitan

potenciar los recursos, principalmente en países en

donde la inversión es limitada (Bedoya & Dzul,

2015).

2.MATERIALES Y MÉTODOS:

2.1. Cemento: El tipo de cemento utilizado en el

presente trabajo fue cemento PACASMAYO tipo I,

el cual es distribuido en toda el norte de Perú y en

la ciudad de Trujillo, es de bajo costo y de uso más

común.

Figura 1. Presentación de cemento Tipo I Pacas-

mayo.


2.2. Aditivo: El aditivo utilizado fue súper plastifi-

cante Sika, el cual es vendido en toda la ciudad de

Trujillo. La cantidad de aditivo fue de 0.4% respec-

to al cemento.

2.3. Agua: El agua fue agua potable en cantidades

de o relación a/c de 0.50

2.4. Escombros de construcción: Los escombros o

desechos de construcción fueron recolectados de

las obras cercanas a la Universidad Nacional de

Trujillo, de las cuales se identificaron como fuentes

importantes de este material. Luego de ello se

seleccionó dichos desechos, separando de estos el

material no deseable como, papel, plástico u otros.

Luego de ello se disminuyó aún más el tamaño de

estos escombros, chancándolos con ayuda de una

comba, después de ello se tamizaron para obtener

un tamaño homogéneo (1 mm aproximadamente)

para su uso posterior, en el conformado de las

muestras a ensayar.

Figura 2. Moldeo y desmolde de las muestras de

mortero (60 muestras).


Alex Vega Anticona y Estudiantes de Ingeniería Industrial


109

Relación base: cemento/arena gruesa

1) Caso: , , ,

2) Caso: , , 3) Caso: ,

2.6. Ensayo de resistencia a la compresión: El

ensayo se realizó bajo la norma ASTM C109, donde

especifica las condiciones del ensayo, este ensayo cubre la determinación de la resistencia a la com-

presión de morteros de cemento hidráulico, utili-

zando especímenes cúbico de 50 mm (2 pulg) de lado. Para ello se realizaron un total de 60 especí-

menes o muestras en molde de madera. Los ensa-

yos se realizaron en el Laboratorio de Materiales

Compuestos de la Escuela Académica Profesional

de Ingeniería de Materiales de la Universidad

Nacional de Trujillo, donde cuenta con una máqui-

na universal TECNOTEST ITALY.

Figura 3. Sistema hidráulico (a), mecánico (b) y

eléctrico(c).


3. RESULTADOS:

3.1. Resistencia a la compresión

En la Tabla 1 se presentan los valores promedio de

resistencia a la compresión de las diferentes rece-

tas teniendo en cuanta sus fracciones en volumen,

anteriormente descritas, con bases de ¼, y ½.

Tabla 1. Valores de resistencia a la compresión de

los morteros con diferentes fracciones el volumen

de cemento/ (agregado/CR)


Figura 4. Comparación de los resultados de resis-

tencia a la compresión de más muestras ensaya-

das.


Muestras Resistencia a la compresión kPa

1/4

1-(4/0) 40.07

1-(3/1) 27.69

1-(2/2) 26.95

1-(1/3) 33.01

1-(0/4) 18.34

1/3

1-(3/0) 34.01

1-(2/1) 37.14

1-(1/2) 25.31

1-(0/3) 31.60

1/2

1-(2/0) 44.49

1-(1/1) 48.83

1-(0/2) 36.59

1-(4/0) 1-(3/1) 1-(2/2) 1-(1/3) 1-(0/4) 1-(3/0) 1-(2/1) 1-(1/2) 1-(0/3) 1-(2/0) 1-(1/1) 1-(0/2) --0

10

20

30

40

50

Resis

tenc

ia a

la c

ompr

esio

n (K

Pa)

Muestras (CEMENTO/(AGREGADO/CR))

1/4 1/3 1/2

0

10

20

30

40

50



110

En la Figura 4, se presentan los valores de resisten-

cia a la compresión representados gráficamente en

barras, facilitando así su fácil, sencilla y rápida

comprensión de los resultados obtenidos en el

presente trabajo. Como primer punto de compara-

ción tomamos los valores correspondientes a los

valores de resistencia a la compresión de las mues-

tras base o patrón en fracciones en volumen de ¼,

y ½ presentes en las líneas de color negro, rojo y

azul respectivamente, de estas tres barras, la de

color azul (½) es el valor máximo de resistencia a la

compresión de 44.49 kPa siendo un 11.03% (40.07

kPa) y 30.81 % (34.01 kPa) con respecto a la línea de

color negro y rojo respectivamente. Por último se

puede apreciar que los valores de resistencia a la

compresión son correspondiente a las barras de

color azul. A continuación se presentan tres figuras

más en la cuales se graficaron los valores de resis-

tencia a la compresión por separado.

Figura 5. Valores de resistencia a la compresión de

las muestras con base de fracción en volumen de

¼.


En la Figura 5 se muestran los valores promedio de

resistencia a la compresión de los morteros elabo-

rados a base de ¼ como fracción en volumen de

de esta gráfica se puede deducir que la muestra

patrón de cemento/ arena gruesa (1/4) posee el

valor máximo de resistencia a la compresión de

40.07 kPa, si se analiza desde este punto “4” sería

el 100% de arena gruesa en este mortero a partir de

ello se sustituyen por el concreto reciclado en

porcentajes de 25, 50, 75 y 100% para las fracciones

de 1-(3/1), 1-(2/2), 1-(1/3) y 1-(0/4) respectivamen-

te. Para el caso de la última fracción la resistencia

disminuyó demasiado pues el porcentaje de reem-

plazo es del 100% con respecto a la arena gruesa,

esto quizás se deba a que la mezcla era más seca

por tanto no hubo buena hidratación de los compo-

nentes, según Arezoumandi, et. al., expresó que

“la consistencia de la mezcla con concreto reciclado

mayor al 50%, disminuye generando una falta de

homogeneidad en la muestra y generación de cavi-

dades superficiales e internas, disminuyendo así

su capacidad de soportar carbas mecánicas como

es de compresión.


las muestras con base de fracción en volumen de

1/3.




1-(4/0) 1-(3/1) 1-(2/2) 1-(1/3) 1-(0/4)0

5

10

15

20

25

30

35

40

Resis

tenc

ia a

la c

ompr

esio

n (K

Pa)


1/4

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1-(3/0) 1-(2/1) 1-(1/2) 1-(0/3)0

5

10

15

20

25

30

35

40

Resis

tenc

ia a

la c

ompr

esio

n (K

Pa)


1/3

0

5

10

15

20

25

30

35

40



111

rados a base de 1/3 como fracción en volumen de

cemento y arena c/a, de esta gráfica se puede

deducir que la muestra con fracción en volumen de

cemento/ agregado 1-(2/1) posee el valor máximo

de resistencia a la compresión de 37.14 kPa, si se

analiza esta fracción 1/3 siendo el “3” el 100% de

arena gruesa en este mortero, a partir de ello se

sustituyen por el concreto reciclado en porcentajes

de 33.33, 66.67, y 100% para las fracciones de

1-(2/1), 1-(1/2), y 1-(0/3) respectivamente. Se

podría decir que los porcentajes menores al 50% de

reemplazo del agregado por el CR, son favorables

según lo expresa Metha y Arezoumindi que conclu-

yen que el porcentaje de remplazo de agregado por

CR, mayor al 50% disminuye las propiedades

mecánicas del concreto. Así mismo en el ACI Mate-

rials Journal se reporta un trabajo en el cual se

confeccionaron vigas para ser analizadas en cuanto

a sus propiedades mecánicas y resistencia al corte,

haciendo reemplazos de agregados naturales por

agregados reciclados de concreto en porcentajes

del 50 % y 100 %, aplicando a su vez los códigos

estadounidenses e internacionales para el cizalla-

miento de vigas, encontrando que en el caso de los

elementos con 100% de reemplazo su desempeño

disminuyó en un 11%, pero las vigas con 50 % de

agregados reciclados tuvieron un comportamiento

similar a las muestras de control (Arezoumandi ,

Drury, Volz, & Khayat, 2015)



rados a base de ½ como fracción en volumen de

cemento y arena c/a, de esta grafica se puede

deducir que la muestra con fracción en volumen de

cemento/(agregado/CR) 1-(1/1) posee el valor má-

ximo de resistencia a la compresión de 37.14 kPa, si

se analiza esta fracción 1/3 siendo el “2” el 100% de

arena gruesa en este mortero, a partir de ello se

se sustituyen por el concreto reciclado en porcenta-

jes de 33.33, 66.67, y 100% para las fracciones de

1-(2/1), 1-(1/2), y 1-(0/3) respectivamente.


las muestras con base de fracción en volumen de ½


El promedio de los seis resultados de la mezcla

25-R es del 98.03 % en comparación con la mezcla

de referencia 0-R; el de la mezcla 50-R es del 95.43

%; y el de la mezcla 100-R es del 86.70 %. Cabe

anotar que en las tres mezclas de concreto recicla-

do -25 %, 50 % y 100 % de sustitución- se reempla-

zó tanto el agregado grueso como el agregado fino.

Mehta & Monteiro, expresan que “es recomendable

reemplazar hasta el 20 % del agregado grueso,

encontrando que cuando se sustituye más de este

porcentaje, la resistencia al esfuerzo de la compre-

sión disminuye hasta en un 20 %, aunque investi-

gaciones posteriores han demostrado que el

desempeño en cuanto al esfuerzo de la compresión

está entre un 64 % y 100 % de una mezcla de

control (Mehta & Monteiro, 2007).

El American Concrete Institute (ACI), que desde

1895 creó el comité 555 "Concrete with Recycled

Materials", ha publicado numerosas investigacio-

1-(2/0) 1-(1/1) 1-(0/2)0

10

20

30

40

50

Resis

tenc

ia a

la c

ompr

esio

n (K

Pa)


1/2

0

10

20

30

40

50



112

nes sobre el comportamiento y factibilidad de los

agregados reciclados en el concreto, con resultados

que permiten inferir la posibilidad de sustituir

agregados naturales por aquellos obtenidos del

reciclaje de estructuras demolidas de concreto

(ACI, 2005). Se reportan resistencias al esfuerzo de

la compresión de mezclas con sustituciones del 20

% de agregados finos del orden del 98% de las

mezclas confeccionadas con agregados naturales

(Evangelista L. and de Brito J, 2007).

4. CONCLUSIONES:

Se concluye que el reemplazo del agregado por

concreto reciclado (CR) en ciertos porcentajes son o

actúan de manera positiva y negativa dependiendo

al porcentaje, del presente estudio se pudo concluir

que el reemplazo del agregado mayor al 50% no es

favorable, pues la resistencia a la compresión de

los morteros con porcentajes mayores al indicado,

disminuyen su resistencia a la compresión, dicho

valor de resistencia a la compresión mínimo repor-

tado fue de 18.34 kPa con una fracción en volumen

de 1-(0/4) y el valor máximo de resistencia a la

compresión fue de 48.83 kPa para la fracción en

volumen de 1-(1/1) teniendo un porcentaje de

reemplazo del agregado por el CR del 50%, así

mismo hay que atribuir que la relación de cemen-

to/ agregado es de ½ menor a la fracción de ¼ .


[1] ACI. (2005). ACI 555R-04 Report, Removal and

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113

RESUMEN:

En la presente investigación, se determinó, el efecto del proceso de reemplazo con fibra de lino en com-

puestos de resina poliéster / fibra de vidrio, sobre su resistencia máxima al impacto en partes de una silla.

De las pruebas realizadas se obtuvieron las resistencia promedio de impacto, teniendo como valor máximo

de resistencia al impacto de 48.08 KJ/m2 este valor máximo corresponde al compuesto reforzado con

fibra de lino al 31% en peso y 0% en peso de fibra de vidrio, así mismo el valor mínimo de resistencia al

impacto fue de 29.81 KJ/m2 correspondiente al compuesto reforzado con 24% en peso de fibra de vidrio y

8% en peso de fibra de lino, siendo este último valor un 38% menor al valor máximo de resistencia al

impacto obtenido.

El proceso de conformado de las placas de compuestos diseñados en la presente investigación, mantuvo

constante los siguientes parámetros de trabajo: moldeo por compresión con una presión de

2500 psi y tiempo de curado de las probetas dentro del molde de 45 minutos, luego de ello se confecciona-

ron las muestras de material compuesto para ensayos de impacto según la norma UNE EN ISO 179-1, de

medidas de 80 mm x 10 mm x 5 mm. Por último se realizó 10 medidas de del diámetro de las fibras con y

sin tratamiento de los cuales se sacó un valor promedio para poder observar su variación y efecto del trata-

miento alcalino, que tuvo la finalidad de disminuir su hidrofilidad de estas.

Palabras claves: Mercerización, Fibra de lino, Fibra de vidrio, Resistencia al impacto, Hidrofilidad.

ABSTRACT:

In the present investigation, the effect of the replacement process with flax fiber and polyester resin /

fiberglass composites on the maximum impact resistance in parts of a chair was determined. From the

tests carried out, the impact strengths were obtained, having a maximum impact value of 48.08

KJ / m2, this maximum value corresponds to the composite reinforced with flax fiber 31% by weight and

0% by weight of fiberglass Also, the minimum impact strength was 29.81 KJ / m2 corresponding to the

reinforced composite with 24% by weight fiberglass and 8% by weight of flax fiber, the latter value being

38% less than the maximum value Impact resistance obtained.

The process of forming the composite plates designed in the present investigation kept the following

Araceli Aponte Castillo1 Fiorella Blas Zavaleta1 Alexis Guarniz Colqui1

Andrea León Vásquez1 Alexander Vega Anticona2


Efecto del proceso de reemplazo con fibra de lino en compuestos de resina poliéster / fibra de vidrio, sobre

su resistencia máxima al impacto en partes de una silla

Effect of the replacement process with flax fiber on polyester resin / fiberglass composites, on their maximum impact resistance on

parts of a chair

114Alex Vega Anticona y Estudiantes de Ingeniería Industrial

1. INTRODUCCIÓN:

El interés creciente en el uso de fibras naturales

como materiales de refuerzo para materiales com-

puestos; en la fecha está en aumento, esto se

debería a su bajo impacto ambiental (biodegrada-

ble), bajo costo, baja densidad, respeto al medio

ambiente, inofensivo, buen aislamiento térmico y

acústico, no toxicológicos, una relación de aspecto

de fibra de media a alta, mínimos riesgos de

salud, no son abrasivos, se pueden cultivar y cose-

char y relativamente buenas propiedades específi-

cas (Kommula et al., 2014). Sin embargo, aunque

las fibras vegetales parecen tener un futuro promi-

sorio en comparación con la fibra sintética, hay

algunos problemas críticos que necesitan ser

resueltos antes de que la industria de manufactura

haga uso de estas, lo que permitiría una acepta-

ción a escala industrial. La forma, tamaño y resis-

tencia de las fibras naturales de origen vegetal,

pueden variar ampliamente dependiendo del

ambiente de cultivo, origen geográfico, madurez

de la planta, técnica de extracción de las fibras y

proceso de manufactura. Adicionalmente a lo

mencionado existe otro problema de uso de las

fibras vegetales y es su naturaleza hidrófila, es

decir su alta capacidad de absorción de la hume-

dad, y por ende una baja compatibilidad con

matrices poliméricas, lo cual termina afectando de

cuales se emplean fibras naturales como material

de refuerzo para la matriz polimérica, debido su

peso ligero, bajo costo de producción, excelente

propiedades mecánicas, y sobre todo sus caracte-

rísticas de biodegrabilidad. Pero no solo las propie-

dades mecánicas son importantes, últimamente

las propiedades físicas como los diferentes tipos de

degradación y el comportamiento térmico han

tenido una gran importancia con el fin del ampliar

el potencial de aplicaciones para los materiales

compuestos de matriz poliméricas con refuerzo de

fibra. Volkswagen y Mercedes Benz que han utili-

zado en parte del cuerpo del automóvil resinas

reforzadas con lino o trenzados de fibras de coco y

fibra de albaca, pero surgen algunos inconvenien-

tes de los materiales compuestos reforzados con

fibras naturales una de ellas es mala capacidad de

humectación, no soportar temperaturas de trabajo

relativamente altas, y alta absorción de humedad

de las fibras, las cuales las hacen indeseables para

ciertas aplicaciones. El principal problema encon-

trado a menudo es la adherencia fibra-matriz

debido a la incompatibilidad entre las fibras natu-

rales hidrófilas y la matriz de polímero hidrofóbicas

(Bachtiar, Sapuan, & Hamdan, 2008). Este proble-

ma puede ser resuelto mediante el tratamiento

químico de las superficies de las fibras antes de la

fabricación de los materiales compuestos (Wam-

bua, Ivens, & Verpoest, 2003). Así mismo en la

working parameters constant: compression molding with a pressure of 2500 psi and curing time of the

specimens within the mold of 45 minutes, after that Made the samples of composite material for impact

tests according to the norm UNE EN ISO 179-1, measures of 80 mm x 10 mm x 5 mm. Finally, it was carried

out 10 measurements of the diameter of the fibers with and without treatment of which an average value

was obtained to be able to observe its variation and effect of the alkaline treatment, which had the purpo-

se of reducing its hydrophilicity.

Key words: Mercerization, Flax fiber, Fiberglass, Impact resistance, Hydrophilicity

Efecto del proceso de reemplazo con fibra de lino en compuestos de resina poliéster / fibra de vidrio, sobre su resistencia máxima al impacto en partes de una silla

115

investigación titulada: “Evaluation of mechanical

properties of abaca–jute–glass fibre reinforced

epoxy composite” se ocupan de la fabricación e

investigación de un compuesto hibrido de fibra

natural y lo compara con otros compuestos de fibra

natural normal como el abacá y el yute como

refuerzos utilizados por separado. La caracteriza-

ción mecánica del compuesto natural se obtie-

ne mediante ensayos de resistencia a la tracción,

flexión, corte y resistencia al impacto. La estructu-

ra del compuesto es tal que, la fibra de yute está

presente en el centro flanqueado por la fibra de

abacá en ambos lados. El compuesto es fabricado

por proceso de laminado manual y la fracción en

volumen de las fibras es de hasta 0.40. Se encuen-

tra que el compuesto híbrido de abacá – yute tiene

mejores propiedades que la fibra de abacá en trac-

ción y cizalla. Sin embargo el compuesto de abacá

es superior al compuesto híbrido en flexión y resis-

tencia de impacto. Concluyeron que la energía

absorbida en el impacto en el compuesto de abacá

es 16 J que es bastante alto si se compara con el

yute y el compuesto híbrido cuyos valores de ener-

gía absorbida en el impacto son de 15 J y 12 J,

respectivamente (Ramnath, y otros, 2013). El

tratamiento en fibras naturales por hidróxido de

sodio (NaOH) es extensamente usado para modifi-

car la estructura molecular celulósica. Estos cam-

bian la orientación de orden de la celulosa crista-

lina saturada y la formación de una región amorfa.

Esto proporciona un mayor acceso a la penetración

de productos químicos. En la región amorfa, las

macromoléculas de celulosa se separan a grandes

distancias y los espacios son llenados por molécu-

las de agua. Los grupos hidroxilos (OH) alcalinos

sensibles presentes entre las moléculas se

descomponen, que a su vez reaccionan con las

moléculas de agua (H-OH) y se mueven hacia fuera

de la estructura de la fibra. Las moléculas reactivas

restantes forman grupos fibra de célula-O-Na entre

las cadenas moleculares de celulosa. Debido a esto,

los grupos hidroxilos hidrófilos se reducen y

aumentan la propiedad de resistencia a la hume-

dad en las fibras (Madsen, 2004). El grado de la

concentración y del tiempo de inmersión de la fibra

en la solución alcalina, son parámetros fundamen-

tales en el proceso de mercerización alcalina

(NaOH), a mayor concentración mayor será la elimi-

nación de los componentes lignocelulósicos gene-

rando así la disminución de las propiedades mecá-

nicas de las fibras y de estas verse reflejadas en el

compuesto elaborado con dichas fibras, así mismo

es el caso del tiempo por esto en la siguiente figura

(Figura N° 1) se presenta un esquema rápido y

sencillo del proceso y orden de degradación de los

compuestos lignocelulósicos.

Figura 1. Proceso de degradación alcalina de la

fibra natural (Yan, Kasal, & Huang, 2016)


2.MATERIALES Y MÉTODOS:

2.1. Fibra natural: pseudotallo de plátano: Las

platas de lino son recolectadas y traídas de las

áreas de cultivo de la ciudad de Santiago de Chuco

de la región La Libertad, estas plantas en primer

lugar están aún verdes, luego se secan dos veces,

con la finalidad de facilitar la extracción de las

fibras de lino. El procedimiento para la extracción



116

de las fibras es manualmente, previamente las

plantas secas a temperatura ambiente son corta-

das a 15 cm aproximadamente luego estas se colo-

caron dentro de una estufa eléctrica a 60°C por 3

horas para eliminar la humedad aun presente

el estas, luego de ello se extrajo la fibra con mayor

rapidez y facilidad.

Figura 2. Tallo de lino verde y seco.


2.2 Fibra de vidrio: La fibra de vidrio es comprada

en la ciudad de Trujillo – Departamento de La

Libertad, la presentación de la fibra de vidrio para

este trabajo fue mantas con fibras cortas al azar,

las cuales son muy comunes y de uso cotidiano en

la localidad, y sumado a esto por su disponibilidad

en el mercado para la industria automotriz.

2.3 Tratamiento superficial: mercerización: Las

fibras de lino extraídas mediante el proceso

manual, son tratadas en una solución de NaOH

(alcalina) con el fin de mejorar la adherencia entre

la fibra y la resina y reducción del comporta-

miento hidrofilico de la fibra, obteniendo así una

mejora en las propiedades mecánicas del com-

puesto. . El proceso inicia con un pre lavado y

limpieza de las fibras, exponiéndolas a 80 °C

como máximo, por 30 minuto en la primera etapa

de lavado, en la segunda etapa de limpieza se

prepara una solución de agua destilada con alcohol

en proporciones de 50% v/v (1 litro de alcohol en 1

litro de agua), se coloca las fibras de lino dentro de

esta solución a 60°C por un tiempo de 30 minutos,

luego de este tiempo se retiran las fibras de la solu-

ción y se deja enfriar. Por último los parámetros del

proceso de mercerización en este trabajo fueron;

una concentración de 10g/l de NaOH, y un tiempo

de inmersión de las fibras de 30 minutos, se mer-

cerizo un total de 200 gramos de fibra de lino.

Figura 3. Fibra de vidrio al azar.


2.4 Material compuesto: Para la elaboración del

material compuesto reforzado con fibra de vidrio y

en reemplazo de este se utilizó fibra de lino, con la

finalidad de abaratar costos de producción. Las

muestras utilizadas para los ensayos de impacto se

confeccionaron de placas de material compuesto

de dimensiones de 200 x 100 x 5 mm según el

molde metálico utilizado, dichas muestras fueron

confeccionadas según la norma Norma UNE EN ISO

179-1, la cual establece las dimensiones de estas la

cuales eran 80 x 10 x 5 mm las cuales se cortaron

manualmente con una sierra de mano y posterior-

mente se desbastaron con papel abrasivo. Los

porcentajes de fibra de vidrio y en reemplazo de

esta por la fibra de lino se presentan en la siguiente

tabla:



117

Tabla 1. Porcentajes en peso y peso de las fibras de

vidrio y de lino.

Nota: R.P: Resina Poliéster, FV: Fibra de Vidrio, FL: Fibra de

Lino


FV 8% - FL 24%

Figura 4. Muestras para ensayo de impacto de

compuesto reforzado con fibra de lino y fibra de

vidrio según Norma UNE EN ISO 179-1.


2.5. Diámetro y ángulo de contacto de la fibra: Se

utilizó un estereoscopio EUROMEX EDUBLE Serie

ff

3, para el registro fotográfico y medición de los

diámetros de las fibras de lino tratadas y sin

tratar,se realizó un mínimo de 10 mediciones y de

estas se calculó el valor promedio del diámetro de

las fibras de lino con y son tratamiento alcalino.

Figura 5. Silla universitaria construida con resina

poliéster insaturada y reforzada con fibra de lino.


2.6. Aplicación: La aplicación real del material

compuesto con mayores propiedades mecánicas

como una alta resistencia al impacto, se construyó

una silla universitaria, como el asiento, espaldar y

tablero los cuales están hechos con resina poliéster

como matriz y como refuerzo la fibra de lino en un

32% en peso, estas partes se montaron sobre

una estructura metálica, como se presenta a conti-

nuación en la Figura 5.


Matriz FV (gr)

FL (gr)

% Fibra de vidrio

% Fibra de lino

R.P - - 0 0 R.P 32 0 FV - 32 FL- 0 R.P 24 8 FV - 24 FL- 8 R.P 16 16 FV - 16 FL-16 R.P 8 24 FV - 8 FL- 24 R.P 0 32 FV - 0 FL- 32

Muestra Diámetro de las fibras (µm) Diámetro Promedio

(µm) Mercerizado (10% NaOH) 76.75 74.

49 67.72

75.22

70.37

71.66

70.35

69.84

66.98 72.05

Sin Mercerizado 81.26 79.01

83.55

82.47

80.36

79.38

81.14

84.65

86.39 81.48

Tabla N° 2. Diámetros de las fibras de lino con y sin tratamiento alcalino.Fuente: Elaboración propia


118


3.1. Resistencia al impacto: En la abla 3 se presen-

tan los valores promedio de presencia al impacto

del compuesto de matriz de resisa poliéster refor-

zado con fibra de lino. De la cual se reemplazó la

fibra de vidrio por la fibra de lino en porcentajes de

0, 8, 16, 24 y 32 %, siendo el 40 % 4 capas de fibra

de vidrio a azar, cabe mencionar que cada capa de

fibra de vidrio pesa en promedio 8 gr, es decir el 8%

es una capa de fibra de vidrio,16%, 24 y 32% son 2,

3 y 4 capas respectivamente. La fibra de lino se

pesó con respecto a las capas de fibra de vidrio 1, 2,

3 y 4.

Tabla 3. Valores promedio de resistencia al impac-

to de compuestos reforzados con fibra de lino en

reemplazo de fibra de vidrio.

Nota: R.P: Resina Poliéster, FV: Fibra de Vidrio, FL: Fibrade Lino


Así mismo en la tabla anterior se presentan los

datos de los peso y porcentajes en peso de las fibra

de vidrio y lino, estos pesos son los que están

dentro de la resina conformando así el compuesto,

el compuesto en promedio tiene un peso aproxi-

mado de 100 gr, de este peso total los porcentajes

de 32, 24, 16 y 8% corresponden al peso de la fibra

utilizada y sustituida de la fibra de lino por la fibra

de vidrio.

Se puede apreciar en la figura N° 3.1 la representa-

ción gráfica de los valores promedios de resistencia

al impacto de la resina poliéster y de los compues-

tos reforzados con fibra de vidrio y lino, esta última

en reemplazo de la fibra de vidrio en porcentajes de

0, 8, 16, 24 y 32%. De los resultados obtenidos se

tiene una máxima resistencia al impacto de 48.08

kJ/m2, que corresponde al compuesto reforzado

con fibra de lino al 32%, este valor máximo es 85.15

% mayor respecto a la resina poliéster sin refuerzo

que tiene una resistencia de 7.14 kJ/m2. Haciendo

una comparación del valor máximo de resistencia

al impacto y del compuesto reforzado con fibra de

vidrio al 32%, este último tiene una resistencia al

impacto de 40.78 kJ/m2, el cual es 15.18 % menor

con respecto al valor máximo. Por último el valor

máximo de resistencia al impacto de 48.08 kJ/m2

es 38, 23.42 y 12.90% mayor con respecto a los

compuestos reforzados con fibras de lino en

porcentajes de 8, 16 y 24% respectivamente. Como

se puede ver que el refuerzo en si brinda una gran

resistencia a la resina ya que en todos las muestras

reforzadas su valor de resistencia al impacto es

mucho mayor en comparación con la resina, esto

debido a que la fibra o refuerzo absorbe la energía

de impacto, y la resina sola por ser obviamente un

material frágil es más fácil de romper por impacto,

a esto se tiene a (Yang , y otros, 2004), expresa en

su investigación, que la resistencia al impacto de

materiales compuestos se rige principalmente por

un factor ,que es la capacidad que tiene que tener

el refuerzo para absorber la energía que puede

detener la propagación de grietas durante el

ensayo de impacto, es así que una muestra al care-

cer de refuerzo esta tiene una naturaleza frágil,

obteniendo una mínima resistencia al impacto.

Entonces se puede concluir que el contenido de

refuerzo es importante para obtener buenas

propiedades. Por ultimo nuestro valor de resisten-

cia al impacto de la resian poliéster está casi seme-


Matriz FV (gr)

FL (gr)

% Fibra de

vidrio % Fibra de lino

Resistencia al impacto

(kJ/m2) R.P - - 0 0 7.14 R.P 32 0 FV - 32 FL- 0 40.78 R.P 24 8 FV - 24 FL- 8 29.81 R.P 16 16 FV - 16 FL-16 36.82 R.P 8 24 FV - 8 FL- 24 41.98 R.P 0 32 FV - 0 FL- 32 48.08


119

semejante a la de (Idicula, Neelakantan, Oommen,

Kuruvilla, & Sabu , 2005) en su investigación “A

study of the mechanical properties of randomly

oriented short banana and sisal hybrid fiber rein-

forced polyester composites” reportaron un valor

promedio de resistencia al impacto de 9.0 KJ/m2

para la muestra de resina poliéster pura curada.

Figura 6. Resistencia al impacto promedio de la

resina poliéster (R.P.) y compuestos reforzados

con fibra de lino en reemplazo por la fibra de vidrio.


Podemos observar también que la sustitución de la

fibra de lino en un inicio disminuye su resistencia al

impacto con respecto al compuesto reforzado con

fibra de vidrio al 32%, esto quizás se deba al

cambio de orientación de las fibras, puesto que la

fibra de vidrio es al azar y la fibra de lino es unidi-

reccional, perpendicular a la fuerza de impacto, y a

la posible generación de espacios entre la fibra de

lino y vidrio, estos espacios serian pequeñas

burbujas en el interior del compuesto, actuando

como concentradores de energía. Pero a medida

que se incrementa el contenido de fibra de lino, la

resistencia al impacto de los compuestos aumen-

ta, esto se deba a la orientación y cantidad de las

fibras de lino, oponiéndose a la ruptura por impac-

to y de la adherencia que confiere el tratamiento de

mercerización de las fibras de lino, a una concen-

tración de 10 g/l NaOH, este tratamiento superfi-

cial que se le da a las fibras natrales, se supone que

disminuye el grado hidrofilico de las fibras, al susti-

tuir grupos -OH por cationes sodio (+Na), mues-

tra de ello se presenta la disminución del diámetro

de la fibra, tratada y sin tratar, pues la disminución

del diámetro de ellas supondría la eliminación de

la lignina, hemicelulosa presente en la estructura

de las fibras de lino, y haciendo el reemplazo de los

–OH por el Na+, esto se puede ver en la Figura 6.

Figura 7. Diámetros de la fibra sin tratamiento y

con tratamiento.


En la Figura 6 se puede observar que el diámetro de

la fibra ha disminuido de un diámetro promedio de



120

81.27 a 72.99, siendo esto un porcentaje del 11.35

%, debido al tiempo y concentración de la solución

de NaOH a la cual fue expuesta la fibra, esta no

sufrió gran daño es decir no hubo una deslignifica-

ción, aclarando esto un exceso de la perdida de

lignina hemicelulosa los cuales actúan como un

pegamento entre las microfibrillas, si hubiese

pasado esto las propiedades de resistencia al

impacto no hubiesen sido superiores a las de los

compuestos reforzados con fibras de vidrio, como

es en el caso de (Sreenivasan, Ravindran, Manikan-

dan, & Narayanasamy, 2012) señalaron en su

investigación que la eliminación del contenido de

hemicelulosa durante los tratamientos químicos

afecta a las propiedades mecánicas de las fibras

naturales debido a que la hemicelulosa funciona

como anclaje entre la lignina (matriz) y celulosa

(refuerzo),es así que al tener menor cantidad de

hemicelulosa ,la celulosa va quedar quedando las

microfibrillas expuestas y actuar por separado

disminuyendo así las propiedades mecánicas en el

compuesto. Pero en este caso no fue así, es por ello

que se obtuvo una mayor resistencia al impacto de

compuesto reforzado con fibra de lino al 32% en

peso.

4. CONCLUSIONES:

• Se pudo evaluar el efecto del proceso de reempla-

zo por fibras de lino en compuestos de resina

poliéster con fibra de vidrio, sobre la resistencia al

impacto de los paneles para carrocerías de buses.

Concluyendo que es factible el reemplazo de la

fibra de lino por la de vidrio, previamente realizado

un tratamiento de mercerizado a la fibra de lino, de

lo cual la resistencia máxima de impacto es del

compuesto reforzado con fibra de lino al 32% en

peso, dicho valor es de 48.08 KJ/m2.

• Evaluar la resistencia al impacto de la resina

poliéster preparado a diferentes cantidades de

disolvente, catalizador y acelerante, la de mayor

resistencia será usada en el conformado de los

paneles de material compuesto. • El Establecer una marcha experimental para el

proceso de mercerización de las fibras de lino de

manera correcta tuvo como finalidad otorgar una

mejor adherencia entre la fibra/matriz, estos es

evidenciado en el alto valor de resistencia al impac-

to obtenido en el presente trabajo.

• Fue posible la construcción de graficas mediante

software (OriginPro 9.1) especializado de los dife-

rentes porcentajes de reemplazo de fibra de vidrio

por fibras de lino versus resistencia al impacto. De

lo que se pudo realizar un análisis más exacto y

claro de los resultados.


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115

RESUMEN:

Se diseñó y construyó una maquina recicladora de botellas de plástico de 1.5 HP de potencia. Se realizó el

diseño conceptual tomando 4 conceptos de los cuales se escogió la trituradora de plástico por su simplici-

dad y precio usando una matriz de criterios ponderados. Mediante el diseño paramétrico basado en la

metodología de caja negra se pudo obtener una geometría adecuada de cuchillas de corte en un análisis de

elemento finito. En un esfuerzo conjunto de docentes y estudiantes de las experiencias curriculares de

Dinámica, Diseño de Elementos de Máquinas, Diseño de Máquinas y Proyecto de Tesis se realizó la cons-

trucción y prueba del equipo. El desempeño del equipo resulto satisfactorio para botellas pequeñas de

bebidas gaseosas.

Palabras claves: Botellas de plástico, Trituradora, Reciclado, Diseño, Construcción.

ABSTRACT:

A 1.5 HP plastic bottle recycling machine was designed and built. The conceptual design was made taking

4 concepts of which the plastic crusher was chosen for its simplicity and price using a weighted-criteria

matrix. By means of the parametric design based on the black box methodology it was possible to obtain

an adequate of cutting-blade geometry in a finite element analysis. In a joint effort of professors and

students of the curricular experiences of Dynamics, Design of Machine Elements, Design of Machines and

Project of Thesis the construction and testing of the equipment was done. The performance of the equip-

ment was satisfactory for small bottles of soft drinks.

Key words: Plastic bottles, Crusher, Recycling, Design, Construction.

José Rodríguez Ávalos1 César Esquivel Mestanza1 Kevin Marín Gonzales1

Emerson Salazar Gonzales1 Jorge Olórtegui Yume2

1 Universidad César Vallejo - Escuela de Ingeniería Mecánica Eléctrica. Estudiantes de Ingeniería Mecánica Eléctrica2 Universidad César Vallejo - Escuela de Ingeniería Mecánica Eléctrica. Docente y Asesor de Ingeniería Mecánica Eléctrica. Email: [email protected]

Diseño y Construcción de una máquina recicladora de botellas de plástico

Design and construction of a plastic bottle shredder machine.

116Jorge Olórtegui Yume y Estudiantes de Ingeniería Mecánica Eléctrica

1. INTRODUCCIÓN:

En Europa, según los últimos datos difundidos por

la Agencia Europea de Medio Ambiente (AEMA),

Austria es el país que más recicla en Europa (63%),

seguido por Alemania (62%), Bélgica (58%), los

Países Bajos (51%) y Suiza (51%). Solo estos países

han alcanzado el objetivo impuesto por la UE de

reciclar el 50 % de los residuos domésticos y simila-

res para el año 2020 (McGlade, J., 2017).

Se sabe que solo el 2% de la basura en el Perú es

reutilizada, según la última información disponible

del Instituto Nacional de Estadística e Informática

(INEI), el 76% de los municipios a nivel nacional

envían sus desechos a lugares descampados,

mientras que el 33% destina su basura a un relleno

sanitario y el 18% la incendia. Por otro lado, el

porcentaje de municipios que reciclan su basura ha

aumentado de 9% a 13% entre el 2010 y el 2012 (El

Comercio, 2013).

En Trujillo existen un promedio de 30 empresas

que ofrecen servicios y comercialización de

residuos sólidos, las cuales se encargan de recolec-

tar, clasificar y vender la basura; un 30% represen-

tan a empresas informales, y terminan vendiendo

basura reciclada, a otros países, sobre todo el plás-

tico. Según los resultados de la Limpieza Interna-

cional de Costas y Riberas Perú (ICC) en las playas

de Trujillo, se acumularon 44.1 toneladas de dese-

chos sólidos (La República, 2013).

Teniendo en cuenta el perjuicio a la naturaleza

producida por los plásticos y la posibilidad de

reciclaje lucrativo de los mismos, resulta un nego-

cio atractivo y ecológico el poder reciclar esta canti-

dad de plástico disponible.

Este proyecto de investigación tiene como objetivo

diseñar una máquina recicladora de botellas de

plástico de bajo costo.

2. TRABAJOS PREVIOS:

Odusote, J. (2015), Diseño y fabrico una maquina

recicladora de polietileno/nylon en la universidad

de llorin, Nigeria. Se realizaron ensayos en la

máquina reciclada para determinar su posible

salida. La máquina de reciclaje diseñada produjo

alrededor de 20-30 kg/hora de copos de nylon tritu-

rados y las escamas pueden se reusarán en piezas

coloreadas y compuestas.

Avilés Hernández, Gerardo R. (2013), realizó un

diseño conceptual de un sistema que fabrique

tejas a partir de botellas recicladas de PET en la

Universidad Autónoma de Mexico. Se calculó la

cantidad necesaria de botellas para la creación de

una teja reciclada. Se logró concluir un diseño

conceptual estructurado, el cual denota su factibi-

lidad por medio de la visualización en CAD y prue-

bas, por lo cual no se requirió de prototipo.

Medina, S. (2012), diseño una máquina compacta-

dora de botellas de plástico capaz de reducirlas

transversalmente hasta un espesor de 10 mm. Se

logró diseñar una máquina compactadora de bote-

llas de plástico capaz de achicar transversalmente

una botella por vez hasta un grosor de 10 mm. El

equipo fue construido y utilizado en el Campus

Universitario de la Pontificia Universidad católica

del Perú, para reciclaje, almacenamiento y trasla-

do.

3. METODOLOGÍA:

3.1 Problema:

¿Cuáles serán las características ingenieriles y

geometría de una maquina recicladora de botellas

de plástico de ½ ton/h de producción?

3.1.1 Objetivo General

Diseñar y construir una maquina recicladora de

botella de plástico para el reciclado de botella de


117

plástico de bebidas gaseosas pequeñas.

3.1.2 Objetivos Específicos

• Generar conceptos potenciales capaces de resol-

ver el problema planteado.

• Identificar el concepto optimo mediante una

matriz de selección.

• Estimar las cargas de diseño.

• Diseñar paramétricamente los sistemas conside-

rados críticos para el equipo mediante el uso del

software comercial.

• Seleccionar los componentes estándar del

equipo.

• Elaborar listado de componentes y presupuesto.

• Realizar adquisiciones.

• Ensamblar equipo y poner a punto su funciona-

miento.

3.1.3 Matriz de criterios ponderados

La matriz de criterios ponderados es uno de los

métodos para seleccionar opciones optimas según

criterios predefinidos prioritarios que reciben pon-

Tabla 1. Matriz de Criterios Ponderados

Fuente: Childs, 2000

deración según la importancia particular del

proyecto. Cada concepto o alternativa considerada

es evaluada asignándole una puntuación entre 1 a

10 para cada criterio. Finalmente se realiza una

sumatoria general para obtener el alternativa/con-

cepto ganador (Childs, 2000). En la Tabla 1. Se

muestra una matriz de criterios ponderados gené-

rica.

3.1.4 Variables y Caja Negra

Para el diseño paramétrico y análisis de caja negra

se usó una adaptación de la metodología propues-

ta por los autores Eggert (2010) y Dieter y Schmidt

(2000) que propone cuatro tipos de variable para

investigaciones aplicadas de diseño: variables de

diseño, variables de solución, parámetros de defi-

nición de problema y variables intervinientes.

La anatomía general de una maquina recicladora

de plástico presenta como partes principales: Bas-

tidor, Eje principal, Conjunto de elementos de

corte-triturado, sistema de transmisión y sistema

electromecánico. Se decidió diseñar paramétrica-

mente el conjunto de elementos de corte-triturado

(cuchillas) al ser estos componentes no estándar.

Las variables fueron categorizadas como sigue:

Jorge Olórtegui Yume y Estudiantes de Ingeniería Mecánica Eléctrica


118

Parámetros de Definición de Problema

• Material de las cuchillas (adim.) - Acero Inoxidable AISI 304

• Geometría de las cuchillas - Según plano (Figura 1)

• Fuerza sobre las cuchillas (N) - Según referencia (Ref. XXX)

Variables de Diseño

• Configuración de carga (adim.) - Configuración 1

• 4 cuchillas en contacto - Configuración 2

• 5 cuchillas en contacto - A - Configuración 3

• 5 cuchillas en contacto-B

Variables de Solución

• Factor de Seguridad (adim.)

• Esfuerzo de Von Mises (MPa)

• Deformación Equivalente (mm)

El resumen de estas variables puede verse en la

Figura 2 que representa el método de la caja negra

(Black Box).

Variable Interviniente

• Resistencia Mecánica de objetos extraños


4.1 Diseño Conceptual:

Luego de realizar una búsqueda bibliográfica se

escogieron 4 conceptos potenciales para reciclar

plásticos de botellas comunes de bebidas gaseo-

sas. Los conceptos fueron: Concepto A: Maquina

de Reciclaje por Extrusión; Concepto B: Maquina de

Reciclaje por Inyección; Concepto C: Maquina de

Reciclaje por Compresión y Concepto D: Maquina

de Reciclaje por Trituración. Estos conceptos se

pueden apreciar en la Figura 3.

Figura 1. Geometría de cuchillas


Figura 2. Caja negra de Variables


Figura 3. Conceptos de Diseño



Diseño y construcción de una máquina recicladora de botellas de plástico

119

Mediante el uso de un matriz de selección de crite-

rios ponderados se realizó el filtrado de un concep-

to óptimo para diseño y fabricación, la cual se

puede apreciar en la Tabla 1. Los criterios de

evaluación fueron: Eficiencia, Confiabilidad, Man-

tenimiento, Bajo costo, Bajo peso, bajo ruido y

Estética. En esta matriz se puede observar que el

concepto D es el óptimo para nuestro caso

Tabla 2. Matriz de Selección usada


4.2 Simulación numérica de las Cuchillas:

El acero Inoxidable AISI 304 se seleccionó debido a

las condiciones en que esta máquina operara y su

bajo costo relativo comparado con los otros aceros

inoxidables. La forma de las cuchillas y la fuerza

aplicada corresponden a una modificación de las

recomendaciones de autores previos (REFEREN-

CIA) y la intención de desgarrar efectivamente al

plástico.

Los resultados de las simulaciones se muestran

desde la Figura 4 hasta la Figura 12. Entre las Figu-

ras XXXX a la XXX se puede apreciar los resultados

para la Configuración de Carga No. 1. Mientras que

empezando en la Figura 7 a la Figura 9 muestran

los valores obtenidos para el caso de la Configura-

ción de Carga No. 2. Finalmente, el caso de la Confi-

guración de Carga No. 3 se presenta desde la Fi-.

gura 10 hasta la Figura 12.

Se puede observar que los factores de seguridad

son de 2.19, 1.62, 1.79 respecto de fluencia para las

tres configuraciones indicadas. Esto indica que, si

bien es cierto, las cuchillas no fallaran, se podría

incrementar el valor seguro de esta variable

mediante la optimización de la forma de cuchilla en

posteriores investigaciones. Los esfuerzos de Von

Mises se encuentran en rangos normales para

acorde con el factor de seguridad. Por otro lado, las

deformaciones son aceptables con valores de 10.6

um, 11.6 um y 11.6 um para los tres casos simula-

dos.

Figura 4. Configuración de Carga No. 1 – Factor de

Seguridad por esfuerzo


Figura 5. Configuración de Carga No. 1 – Esfuerzo

de Von Mises




120

Figura 6. Configuración de Carga No. 1 – Deforma-

ción absoluta equivalente






de Von Mises









de Von Mises




121




4.3 Selección de equipos y Materiales:

Para los materiales del equipo se consideró el acero

inoxidable AISI 304 para las cuchillas y el acero AISI

4340 para el eje debido a las condiciones de

contacto con botellas de bebidas gaseosas y por la

fatiga causada por las fuerzas, respectivamente. El

acero estructural ASTM A36 fue seleccionado para

la estructura por su disponibilidad y bajo costo. Del

mismo modo se optó por un motor de baja veloci-

dad 1800 rpm /1.5 HP y un moto-reductor de

corona sinfín relación de transmisión de 1:20 para

obtener el mínimo de desempeño en el caso de

botellas plásticas pequeñas de bebidas gaseosas.

Figura 13. Plano General del Equipo.


4.4 Elaboración de Planos:

Diseñadas las cuchillas mediante el análisis

paramétrico mediante el Método del Elemento

Finito y seleccionados los componentes estándar.

Se procedio a la elaboración de los planos que se

muestran en las Figuras 13, 14, y 15.

Figura 14. Plano de Fabricación de un Componente

del Equipo. .


Figura 15. Plano de Montaje del Equipo


4.5 Construcción:

El ensamble del equipo se realizó parcialmente en

las instalaciones de la Universidad Cesar Vallejo y

diferentes talleres locales con la participación

activa de los autores y un grupo de aproximada-

mente 15 alumnos de los cursos de Dinámica,



122

Diseño de Elementos de Maquinas, Diseño de

Máquinas y Proyecto de Tesis de la universidad

mencionada en el semestre 2017-I. En las Figuras

16 a la 20 se puede apreciar el proceso de fabrica-

ción, así como el equipo terminado. Luego de reali-

zadas las pruebas se encontró que el equipo podía

triturar botellas pequeñas (200 ml) bajo las condi-

ciones mostradas siempre y cuando estas no

contuvieran la tapa plástica.

Figura 16. Fresado del Eje Hexagonal portador de

Cuchillas


Figura 17. Cuchillas de desgarramiento en el eje

hexagonal


Figura 18. Maquina lista para pintar


Figura 19. Maquina terminada


Figura 20. Detalle de tolva y cuchillas




123

5. CONCLUSIONES:

Se puede concluir de finalizado este proyecto que:

• El uso de la Caja Negra de variables clarifico la

dirección de la investigación

• La simplicidad y economía hizo de la recicladora

por trituración mediante cuchillas el concepto

optimo a la recicladora de cuchillas de un solo eje

por su.

• El diseño de la forma de las cuchillas se apoyó en

simulaciones por el Método del Elemento Finito

debido a la forma compleja de las mismas lo cual

conllevo a resultados bastante rápidos y buena

toma de decisiones.

• El triturado del plástico por la maquina terminada

se realizó sin ningún contratiempo.

• La integración de estudiantes de los cursos de

Dinámica, Diseño de Elementos de Maquinas,

Diseño de Máquinas y Proyecto de Tesis resulto en

un beneficio general al cumplimiento de los objeti-

vos de los cursos y de este trabajo.

6. AGRADECIMIENTOS

Es deseo de los autores agradecer la colaboración

de los estudiantes de los cursos de Dinámica,

Diseño de Elementos de Máquinas y Diseño de

Maquinas del semestre 2017-II de la UCV por su

aporte a este proyecto. Asimismo, se agradece

encarecidamente a los ingenieros Jorge Salas Ruiz,

Jorge Inciso Vásquez, Alex Tejeda Ponce y Miguel

Pajares Huallan por su disponibilidad y apoyo a

esta propuesta de investigación en el diseño de

máquinas.



FOTOGRAFÍAS Y RECUERDOS 124

UBÍCANOS EN:

Av. Larco 1770 - Pabellón “E”

Tel: 044 - 485 000, Anexo 7167

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