https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/875 TIMC2020 Tue, 13 Oct 2026 18:44:18 GMT 2026-10-13T18:44:18Z https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/14091 Title: Diseño, construcción y puesta en marcha de un sistema mecánico para la recolección de nueces: diseño mecánico Authors: Cervantes Villagrán, Brian Ricardo Description: La presente tesis titulada: ¨DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y PUESTO EN MARCHA DE UN SISTEMA AUTOMATIZADO PARA LA RECOLECCIÓN DE NUECES¨, cabe mencionar que las prácticas para construir la máquina se llevaron a cabo dentro de la hacienda Viñedos Marquitos. Lo anterior, con finalidad de optimizar el proceso de la recolección de la cosecha de nuez. Para ello se construyó un mecanismo capaz de darle solución a una de las necesidades existentes dentro de la Hacienda. En la sección propia al marco teórico, se presenta los antecedentes de una amplia investigación del mercado actual; el costo de las diferentes máquinas industriales, los números y tipos de componentes que estas tiene. referente al sistema automatizado que se diseñó. En la actualidad, existen un gran mercado de barredoras industriales, sin embargo, es importante mencionar que estas son de un costo elevado y de un manteniendo costoso, por lo que fue indispensable realizar de manera propia una máquina que cumpla con todas las adecuaciones necesarias. Cabe mencionar, que la maquinaria nos servirá para mejorar el control que conlleva cosechar nuez y posterior a ello la recolección de esta, logrando eficientizar el trabajo en campo, ahorrando tiempo y mano de obra, consiguiendo minimizar los costos a lo largo plazo de dicho proceso. Para finalizar, en el capítulo VI se muestran los resultados obtenidos del trabajo de campo. Cabe señalar que la producción de la máquina barredora de nuez ya puesta en marcha, nos brinda la calidad requerida para el trabajo y de igual manera surgen opciones futuras de mejoramiento. Mon, 01 Jun 2020 00:00:00 GMT https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/14091 2020-06-01T00:00:00Z https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/14090 Title: Diseño y Construcción de un Horno Ahorrador de Energía Ecológico Authors: Méndez Martínez, Johvany Description: En la actualidad, la eficiencia energética constituye uno de los principales retos en los procesos térmicos empleados en aplicaciones domésticas e industriales, debido a las pérdidas de calor asociadas a un aislamiento deficiente y al uso inadecuado de los materiales. En este contexto, el presente trabajo tuvo como objetivo diseñar y construir un horno ahorrador de energía ecológico destinado a la cocción de alimentos mediante vapor, empleando materiales reciclados y aplicando criterios de transferencia de calor, aislamiento térmico y diseño mecánico asistido por computadora. El prototipo desarrollado está constituido por un barril metálico reciclado de 200 litros, recubierto internamente con ladrillos refractarios y materiales provenientes de desechos de la industria de la construcción, con el propósito de reducir las pérdidas térmicas y favorecer una distribución más homogénea del calor. El diseño mecánico fue modelado mediante SolidWorks y evaluado mediante análisis estructural y térmico. Los resultados de simulación mostraron un esfuerzo máximo de Von Mises de 49.78 MPa y un factor de seguridad cercano a 6, confirmando la estabilidad mecánica del sistema bajo las condiciones de operación consideradas. Para validar experimentalmente el desempeño del horno, se realizaron pruebas de cocción de 70 mazorcas de maíz tierno-elote blanco (Zea mays L.) mediante vapor en dos condiciones: sin horno y utilizando el horno desarrollado. Los resultados mostraron que el tiempo de cocción se redujo de 1 hora con 40 minutos a 1 hora con 30 minutos, mientras que el consumo de gas disminuyó de 90 dm³ a 73 dm³, lo que representa una reducción aproximada del 18.9%. Asimismo, el horno alcanzó temperaturas internas cercanas a 250 °C, manteniendo condiciones adecuadas para la cocción y un mejor aprovechamiento del calor generado por la combustión. Los resultados obtenidos demuestran que el horno propuesto constituye una alternativa viable para mejorar la eficiencia energética en procesos de cocción por vapor, aprovechando materiales de bajo costo y contribuyendo al desarrollo de soluciones tecnológicas con un enfoque sustentable. Tue, 01 Sep 2026 00:00:00 GMT https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/14090 2026-09-01T00:00:00Z https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/12726 Title: SISTEMA MECÁNICO DE UN ROBOT PROTOTIPO CON CONFIGURACIÓN CARTESIANO PARA APLICACIÓN EN LA INDUSTRIA APICOLA Authors: Ruvalcaba García, Marco Alexis Description: El presente trabajo de investigación fue realizado dentro del Instituto Tecnológico de Pabellón de Arteaga (ITPA) en el departamento de Ingeniería en Mecatrónica, con el propósito de desarrollar un robot cartesiano con 3 ejes de libertad (X, Y, Z). Este sistema de automatización (robot cartesiano) surge gracias a la necesidad de un productor de miel, esta es una empresa local ubicada en el municipio de Pabellón de Arteaga. Esta empresa es exportadora a diferentes países vecinos, así como a Europa, sin dejar de lado la venta en nuestro país. La solución propuesta ayudará a mejorar uno de los procesos en la cosecha de la miel. Dicho proceso es la manipulación de bastidores tomándose de un rack para depositarlos en una centrifugadora, este proceso actualmente es totalmente artesanal. De esta manera el robot cartesiano ayudará a manipular de una manera más eficiente los bastidores. El prototipo físico de robot cartesiano se ha manufacturado de tal manera que su soporte es una estructura mecánica con un diseño prismático. Dinámicamente sus desplazamientos son generados por motores a pasos que trasmiten la energía por medio de husillo/cremallera a un carro guía en cada eje. Estos carros guía ayudan a dirigir la parte terminal en las 3 dimensiones (x, y, z). Se adapta un gripper en la parte terminal para la sujeción de los bastidores. Se implementaron sensores de fin de carrera para un mejor control del sistema de automatización. En la parte de circuitos de control se tiene una caja de mando la cual está conformada con una fuente de alimentación (127 v CA a 12 v y 5 v CD). Se utiliza un Arduino Mega para manipular los actuadores y procesar las señales de los sensores, y su vez, comunicar esta información a un computador. Se utilizaron drivers para una mejor codificación de las señales que activan los motores a pasos. El objetivo primordial de esta investigación es construir la unidad de control flexible con fácil intercambio de componentes, además de los periféricos adecuados para proporcionar la potencia y controlar el sistema mecatrónica, así como el sistema sensorial acoplado para su debido posicionamiento. La investigación está en etapa de prototipo cumpliendo con las funciones esenciales que un robot articulado establece. En esta investigación se aplicó una metodología de programación basada en máquina de estados. La cual pretende establecer un orden de estructuración lógica que permite tener un código entendible. Las máquinas de estados tienen la cualidad principal de que cada estado marca la pauta para que cada evento sea autónomo y no exista una dependencia o conflicto en cada estado del proceso. Para la programación de prototipo se utilizó el software LabVIEW, el cual nos permite establecer una máquina de estado de una forma armónica. Como primer aspecto en esta investigación mostramos un descriptivo sobre: La obtención de la miel, y sus diferentes procesos de extracción, así como artesanales y automatizados. Se analizarán las diferentes configuraciones de robots cartesianos, así como su implementación de estos en la industria. Se dará una breve introducción a la industria 4.0 que empata con una de las aplicaciones establecidas en el robot cartesiano generado en este proyecto. Se desarrolla de forma específica los elementos relacionados al sistema mecánico del robot diseñado con la metodología establecida, Se ilustra cada movimiento empleado para que cumpla con las necesidades de operación. Se presenta un diseño cartesiano para cumplir con las necesidades. Al final del documento se muestran los resultados obtenidos de los objetivos propuestos. El funcionamiento del sistema mecatrónica en su etapa de prototipo con la programación establecida, se muestran imágenes de la precisión del robot cartesiano eje por eje. Se presenta una programación no convencional para la manipulación del sistema mecatrónico, de tal manera que asemeje el funcionamiento de un robot industrial. Estos resultados determinan que el sistema se puede adaptar al cualquier proceso industrial apícola y realizar cambios significativos a la metodológica tradicional del movimiento de bastidores para la extracción de miel. Wed, 01 Jan 2020 00:00:00 GMT https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/12726 2020-01-01T00:00:00Z https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/1313 Title: Cámara de Control de Temperatura de una Reacción Polimérica a través de un Sistema de Enfriamiento Automatizado Authors: Aguiñaga Martínez, Juan Manuel#AUMJ971105HASGRN00 Description: Las metodologías convencionales de síntesis de polímeros pueden ser llevadas a cabo mediante procedimientos de polimerización por radicales libres en solución bajo atmosferas oxidantes normales (en presencia de aire), utilizando iniciadores y empleando polímeros sintéticos y/o naturales. Entre otras variables de operación, la temperatura de reacción es muy significativa debido a que puede definir el peso molecular final del polímero sintetizado. Temperaturas altas de síntesis producen a menudo polímeros de bajo peso molecular y limitan la rapidez con que la reacción puede llevarse a cabo disminuyendo la eficiencia de la reacción. Aunado a lo anterior, las reacciones de polímeros llegan a ser exotérmicas por lo que se genera calor de formación que propicia un aumento más rápido de la temperatura de síntesis. En el laboratorio de Conversión de la Energía adscrito al programa de Maestría en Ciencias en Ingeniería Mecatrónica del Instituto Tecnológico de Pabellón de Arteaga se desarrollan proyectos relativos a la síntesis de copolímeros de poliacrilonitrilo para sus posibles aplicaciones en la industria textil. Dentro de este contexto, se contempla la síntesis de homopolímero de poliacrilonitrilo para la fabricación de fibras poliméricas de acabado textil. Considerando lo anterior, se requiere de un sistema mecatrónico para el control de la temperatura de una reacción polimérica que permita monitorear y controlar esta variable y que de manera automática mantenga la síntesis dentro de un intervalo de temperatura determinado. Para este estudio se empleó la metodología de síntesis de copolímeros de poliacrilonitrilo reportado por Dena-Aguilar et al., como punto de partida para el diseño y construcción de una cámara de control de temperatura a través de un sistema de enfriamiento automatizado. En este trabajo, se desarrolló una metodología para diseñar y construir una cámara de control de temperatura con dimensiones de 30 x 30 x 60 cm (ancho x profundo x alto) prevista de un (i) módulo de control para regular la posición vertical del reactor, velocidad de agitación de la reacción y monitoreo de la temperatura; (ii) un área de puesta de baño maría, (iii) una placa elevadiza porta-reactor para desplazar el reactor de una zona caliente a una zona fría conforme la temperatura de reacción, (iv) un sistema de enfriamiento a base de aire a presión, el cual es canalizado por un arreglo tuberías de policloruro de vinilo clorado de 1/2” (de tipo aspersor) y (v) un sistema de agitación. Se emplearon más de 270 piezas entre materiales de acero al carbón, electrónica modular compatible con hardware y software Arduino, agitador de tanque de montaje fijo hecho a la medida, comunicación serial y CNC robótica además de fabricar unidades de soporte mediante impresión 3D con material de poliácido láctico. Por mencionar algunos, se usó acero al carbón comercial de ángulo de 3/4”, lamina de acero galvanizado y solera de 1/8”, microcontroladores Arduino Nano y ATmega2560, motor DC con reductor JGA25-370, agitador vertical con un impulsor adaptado de tipo vortex hecho a la medida, sensor termopar tipo K, encoder rotatorio KY-040, controlador puente H L298N, display LCD y diversos conectores seriales, switchs, banda y polea dentadas, varilla lisa y roscada, cableado general de red Ethernet, coples, entre otros. Todos los componentes modulares están controlados por un lenguaje programable en Arduino. Se obtuvieron los diagramas electrónicos del sistema embebido empleando software de acceso libre Proteus y Fritzing. La propuesta de solución consistió en eliminar la manipulación manual de control de temperatura de una síntesis polimérica de poliacrilonitrilo a través de un sistema mecatrónico automatizado que permita mantener la temperatura de reacción en 60 ±2 °C empleando un baño maría convencional (zona caliente) y un sistema de enfriamiento (zona fría) por aspersores de aire a presión. Se logró el diseño y construcción de (i) una estructura de soporte con dimensiones 30 x 30 x 60 cm para colocar la fuente de suministro de calor a baño maría, un sistema de elevación y una zona enfriamiento por ventilación forzada, (ii) un sistema de sujeción del reactor y de agitación de reaccion con un impulsor tipo vortex hecho a la medida, (iii) una plataforma elevadiza sobre el eje y para retirar el reactor del baño maría y llevarlo a la sección de enfriamiento de manera automatizada y conforme la temperatura de reacción y (iv) un arreglo de enfriamiento (tipo aspersor) hechos a la medida para suministro de aire frío al reactor. Se desarrolló un programa de control en la plataforma electrónica de código abierto Arduino para la interacción con el sistema. El presente estudio tiene como antecedentes la continuidad de un trabajo previo de desarrollo de un extrusor para hilatura en húmedo por lo que se requería establecer el módulo de proceso de síntesis polimérica para el control de la temperatura de reacción dentro de un intervalo definido. Esta Tesis es una secuencia más extensiva y metódica del proyecto de residencia profesional, el cual fue realizado de manera grupal. Por lo que se establecieron nuevas metas y objetivos más pertinentes para lograr conformar un proyecto de titulación integral a través de Tesis. Este trabajo es parte de un proyecto global de un sistema de hilatura integral que comprende etapas de síntesis, extrusión y estiramiento y bobinado de un filamento polimérico. Por lo que esté estudio se desarrolló de manera grupal por los requerimientos, condiciones y características del proyecto proponente. Por tanto, los productos entregables de los participantes comparten las mismas secciones básicas del documento de Tesis con la diferencia de los resultados logrados en módulos de proceso diferentes. Este estudio presenta los logros alcanzados de la etapa de síntesis enfocado al diseño, construcción, automatización y control de una cámara de control de temperatura de una reacción polimérica. Lo anterior bajoautorización y aprobación de la Academia de Ingeniería Mecatrónica del Instituto Tecnológico de Pabellón de Arteaga. Thu, 01 Oct 2020 00:00:00 GMT https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/1313 2020-10-01T00:00:00Z