Diseño y construcción de una celda de procesos de envasado y su automatización utilizando microcontroladores ARDUINO en laboratorio CIM UPAO-2024

• Autores: Morgan Alva, Valeria Nicole, Del Águila Quezada, Fabiana
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2025
• Institución: Universidad Privada Antenor Orrego
• Repositorio: UPAO-Tesis
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.upao.edu.pe:20.500.12759/93272
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/20.500.12759/93272
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Automatización; Celda Automatizada; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.11.04

La automatización industrial es esencial para mejorar la eficiencia y competitividad de los procesos productivos, reduciendo la intervención humana y optimizando los recursos; sin embargo, en muchas universidades la falta de laboratorios completamente equipados limita la posibilidad de realizar proyectos prácticos de automatización. Esta tesis se enfocó en el diseño y construcción de una celda automatizada para el envasado de arroz, utilizando microcontroladores Arduino en el laboratorio CIM UPAO-2024, con el fin de ofrecer a los estudiantes una experiencia práctica en la integración de diseño, programación y automatización. El objetivo principal fue diseñar y construir una celda de procesos automatizada que incluyera las etapas de llenado, sellado, recojo y transporte, y los objetivos específicos comprendieron: el diseño de los mecanismos mediante modelado 3D en SolidWorks, la selección y evaluación de sensores, actuadores y componentes electrónicos, la programación en Arduino para el control de cada proceso, la fabricación del prototipo, la validación del funcionamiento de la celda y la evaluación del impacto académico del proyecto. Para su desarrollo, se realizaron simulaciones y modelados 3D que permitieron validar los mecanismos, complementados con análisis CAE de resistencia y funcionamiento. Se seleccionaron los sensores, actuadores y componentes electrónicos necesarios, junto con el diseño de circuitos PCB para el control, y se desarrollaron los programas de automatización con microcontroladores ATmega328P basados en Arduino para cada proceso. Posteriormente, se fabricó el prototipo y se verificó su funcionamiento mediante pruebas experimentales, confirmando la integración de las cuatro etapas de la celda. Finalmente, se evidenció un impacto positivo en el ámbito universitario al proporcionar una herramienta práctica para la formación de los estudiantes en automatización. En conjunto, los resultados de todos los objetivos se consolidaron en un prototipo funcional que alcanzó una efectividad global del 82.5%, con un desempeño robusto en el transporte (100%) y un funcionamiento aceptable en llenado (80%), sellado (80%) y recojo (70%).