Bachelor Documentation (G & E)

Prozessanalyse und Optimierung des Kaffeeanbaus und der -verarbeitung in Kolumbien - Kaffeekirschen Sortierer.

Analisis y optimización en la plantación y elaboración del café en Colombia - Maquina clasificadora de cerezas de café.

Hernando Samuel Pinzón Holguin

Produktgestaltung - Hochschule für Gestaltung Schwäbisch GmündDiseño de producto - Universidad de Diseño Schwäbisch Gmünd

SS 2013

H f G Hochschule für Gestaltung Schwäbisch GmündMarie Curie Str. 19.73525, Schwäbisch Gmündwww.hfg-gmuend.deSS 2013

Prozessanalyse und Optimierung des Kaffeeanbaus und der -verarbeitung in Kolumbien - Kaffeekirschen Sortierer.

Analisis y optimización en la plantación y elaboración del café en Colombia - Maquina clasificadora de cerezas de café.

Betreuern/Docentes: Dr. Prof. Susane Schade

Dr. Prof. Habil. Jürgen HeldProf. Gerhard Reichert

Student/Estudiante:Hernando Samuel Pinzon Holguin

Produktgestaltung - Hochschule für Gestaltung Schwäbisch GmündDiseño de producto - Universidad de Diseño Schwäbisch Gmünd

SS 2013

Einleitung

Recherche in Deutschland

• Kaffee, allgemeine Informationen • Prozessverlauf (von Pflanzung bis Verkauf)

Ergonomie

• Ergonomie und Arbeit • Gestaltung einer erfolgreichen ergonomischen „Intervention“

Annahme

• Mögliche Probleme • Zielsetzung

Recherche in Kolumbien

• Bewertung der Annahmen • Tatsächliche Problemfeststellung • Anforderungsprofil

Analyse und Vergleich der existierende Lösungen und Lösungsansätze

• Wassersortierung • Handsortierung • Maschinelle Sortierung • Maschinelle Sortierung open Source

Konzept bis Modell

• Konzept und Software • Formfindung • Ausarbeitung • CAD und Renderings • Modellierung

Quellenangaben

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Introducción

Investigación en Alemania

• Informaciones generales • Andamiento del proceso

Ergonomía

• Ergonomía y trabajo • Diseño de una intervención ergonómica exitosa

Pre-supuestos

• Posibles problemas • Metas a alcanzar

Investigación en Colombia • Calificación de presunciones • Verificación de problemas • Perfiles de exigencia

Analisis y comparación de las soluciones existentes

• División utilizando agua • División manual • Post-división mecanizada • División mecanizada Open Source

Del concepto hasta el Modelo • Concepto y Software • Forma • Desarrollo • CAD y renderings • Modelación

Fuentes

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Einleitung

Mit diesem Projekt möchte ich die Arbeitslage bzw. das Arbeitsumfeld der Kaffeebauern verbessern. Das Ganze ist auf Kolumbien konzentriert, ist aber auch auf andere Länder und Kontinente übertragbar.

Das Projekt teilt sich in sechs verschiede Abschnitte, die mein Projekt logisch organisieren.

In „Recherche in Deutschland“ zeige ich die Informationen, die ich von Deutschland aus über den „Kaffee-Produktionsprozess“ in Kolumbien in Erfahrung bringen konnte.

In „Ergonomie“ finden sich die theoretischen Grundlagen für mein Projekt und Vorgaben für die weiteren Phasen oder Schritte für den Gestaltungsprozess.

In „Annahme“ finden sich die möglichen Probleme, die ich nach meiner Recherche in Deutschland vorhergesehen habe, was mir geholfen hat, mich auf die „Recherche vor Ort“ vorzubereiten.

In „Recherche in Kolumbien“ zeige ich die Informationen und Erkenntnisse, die ich während meiner Reise im Kaffee-Dreieck in Kolumbien gesammelt und gemacht habe, genau so wie die wahren Probleme, die ich feststellen konnte und eine Analyse zu meinen Annahmen.

In „Analyse und Vergleich der existierende Lösungen und Lösungsansätze“ zeige ich den Vergleich in verschiedenen Aspekten zwischen unterschiedlichen Lösungsansätzen und auch meinen selbst entwickelten Lösungsansatz.

In „Konzept bis Model“ stelle ich verschiedene Schritte der Entwicklung sowie die designcharakteristische Entwicklung meines Projektes vor.

Den Abschluss stellen die Quellenangaben dar, in denen sowohl die Bibliographie als auch die Sitographie, genauso wie Informationen über Bildmaterial und über nicht in Audio, Texten oder Bildern zu findende Informationen aufgelistet sind.

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Introducción

Con este Proyecto prentendo mejorar la situación de trabajo asi como el entorno de trabajo de los caficultores. Este proyecto esta concentrado en Colombia, puede y debe ser tambien aplicado en otros países y continentes.

El proyecto esta dividido en seis partes, estas dividen y organizan mi proyecto de modo logico.

En „Investigación en Alemania“ podemos ver las informaciones que encontré durante mi investigacion desde Alemania sobre los „Procesos de producción del Café en Colombia“.

En „Ergonomía“ encontramos los fundamentos teoricos de mi proyecto, asi como la guia para las posteriores actividades de diseño.

En „Presupuestos“ encontramos algunos posibles problemas dentro del Proceso, que encontre desde Alemania, estos me ayudaron a prepararme para la „investigación de campo“.

En „Investigación en Colombia“ muestro las informaciónes que recogí, las experiencias que viví y los reconocimientos que hice durante mi viaje en el „triangulo del Café“ en Colombia, asi como los problemas reales que pude identificar y el analisis de mis „Presupuestos“ y posibles soluciones.

En „Analisis y comparación de las soluciones existentes“ presento una comparación de las diferentes soluciones existentes y mi solución en base a parametros ergonómicos, ecológicos y económicos.

En „Concepto“ muestro los diferentes pasos en el desarrollo asi como las caracteristicas del diseño de mi proyecto.

Por ultimo encontramos las fuentes, en las que presento la bibliografia y la sitografia, asi como las informaciones sobre las imagenes y otras informaciónes que en ciertos casos no estan dentro de las dos ordenes anteriores.


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Kaffee, allgemeine Informationen

Kaffeepfl anzensorten gibt es viele, jedoch werden überwiegend zwei Sorten angebaut, „Coffea Arabica / Arabica“ und „Coffea Canephora / Robusta“. Diese beiden Sorten sind für den menschlichen Konsum die Wichtigsten. Von den Beiden wird überwiegend Arabica angebaut mit 61% des Weltanbaus.

Der Kaffee Arabica hat einen Koffeingehalt von 0,8 - 1,5% und einen Fettgehalt von 15 - 18% und wird auf 400 bis 2.100 Metern angebaut. Die Anbautemperatur beträgt 18° - 25°C, wobei die minimalen Temperatu-ren bei 13°C liegen können. Die Coffea Arabica braucht eine hohe Luftfeuchtigkeit sowie einen nährstoffreichen Boden.

Coffea Arabica wird in Kuba, der Dominika-nischen Republik, Haiti, Mexiko, Guatemala, Costa Rica, Nicaragua, El Salvador, Panamá, Kolumbien, Venezuela, Ecuador, Brasilien, Bolivien, Paraguay, Äthiopien, Kenia/Kenya, Sambia, Ruanda und Burundi angebaut, wobei Brasilien, Kolumbien und Mexiko als weltweit größte Kaffeeanbauländer gelten.

In Kolumbien wird überwiegend Coffea Arabica, Variedad „Caturra“ und „Castillo“ angebaut. Kolumbien produziert jährlich ca. 9 Mio. Cargas, 1 Carga = 125 kg, also etwa 1100 Mio Kilo Kaffee. Kaffee wird in 17 von 32 Ländern Kolumbiens angebaut und ca. 580.000 Familien leben von der Kaffeeindustrie, dabei sind 85% der Kaffeeplantagen noch Familiengeschäfte.


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Café, informaciones generales

Variedades de plantas de café, hay muchas, pero se cultivan principalmente dos variedades, „Coffea Arabica / Arabica“ y „Coffea canephora / robusta“. Estas dos variedades se destinan al consumo humano, siendo las mas importantes. Arábica se cultiva principalmente con el 61% de la cosecha mundial.

El café Arabica tiene un contenido de cafeína de 0,8 - 18% y se cultiva 400 a 2100 metros de altura, posee entre 15 y 18% de contenido de grasa. La temperatura ideal para el cultivo se encuentra entre los 18 ° y 25 ° C, las temperaturas mínimas son a 13 ° C. El café Arabica necesita un alto grado de humedad y un suelo rico en nutrientes.

Coffea Arabica se cultiva en Cuba, Repúbli-ca Dominicana, Haití, México, Guatemala, Costa Rica, Nicaragua, El Salvador, Panamá, Colombia, Venezuela, Ecuador, Brasil, Bolivia, Paraguay, Etiopía, Kenia, Zambia, Ruanda y Burundi. Brasil, Colombia y México están entre los países de mayor cultivo de café en el mundo.

En Colombia se cultiva principalmente Coffea arábica, variedad „Caturra“ y „Castillo“. Colombia produce alrededor de 9 millones de Cargas, 1 Carga = 125 kg, es decir, alrededor de 1100 millones de kilos de café. El café se cultiva en 17 de los 32 departamentos de Colombia donde 580.000 familias viven de la industria del café, mientras que el 85% de las plantaciones de café siguen siendo empresas familiares.


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In Kolumbien trinkt man „Café Tinto“, der „Tinto“ ist nicht mit dem „Tinto“ aus Spanien zu verwechseln, wobei es sich bei letzterem um einen Rotwein handelt. Der „Café Tinto“ ist eine Art „American Coffee“, nur viel kleiner, fast in einer Espressoportion serviert, welcher aber viel leichter ist und den ganzen Tag über getrunken wird.

In Kolumbien wird Kaffee seit über 300 Jahren angebaut und ist somit ein Kulturgut.

Die Marke Juan Valdez repräsentiert den kolumbianischen Kaffee und gehört zur „Federacion Nacional de Cafeteros de Colombia“. 95% des in Kolumbien angebauten Kaffees AAA oder „Gourmet“ wird nach Europa, den USA, Japan und Südkorea exportiert.


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En Colombia, se bebe‚ „Café Tinto“, el“Café Tinto„ no se debe confundir con el “Tinto„ de España, ya que el segundo es un vino de color rojizo.

El „Café Tinto“ es una especie de „café americano“, sólo que mucho más pequeño, es servido en porciones parecidas a las del café espresso, siendo el tinto mucho más fácil y lijero, lo que permite que se pueda tomar durante todo el dia.

En Colombia, el café se cultiva desde hace más de 300 años, por lo que es un bien cultural nacional.

La marca Juan Valdez representa el café de Colombia y pertenece a la „Federación Naci-onal de Cafeteros de Colombia“. 95% del café que se cultiva en Colombia AAA o „gourmet“ se exporta a Europa, EE.UU., Japón y Corea del Sur.


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Pflanze und Pflanzung

Saatgut wird auf ein vom Boden erhöhtesSandbecken oder „Germinadores“ gestreut. Die Sandbecken sind vom Boden angehoben, um mögliche Pilzentwicklungen zu vermei-den.

Das Saatgut muss mit sehr sauberem Sand gut bedeckt sein und soll sehr wenig Lichtkontakt haben; aus diesem Grund werden halbtransparente dunklere Stoffe benutzt, die durch Überlagerung die Lichtdurchlässigkeit bestimmen. Das Saatgut muss etwa 45 Tage in diesem Zustand bleiben, bis die ersten Sprösslinge oder „Chapolas“ herauskommen: erst dann wird mehr Licht hereingelassen, um die Sprösslinge zu nähren.

Nach ein paar Wochen werden die Sprösslinge in Plastiktaschen umgepflanzt und in Grup-pen immer unter regulierten Bedingungen gelagert. In diesem Zustand bleiben sie fünf bis sieben Monate, um im Anschluss in einer

neuen „Lote“ (Reihung, Anbaugebiet) oder als Ersatz einer gestorbenen Pflanze umgepflanzt zu werden.

Nach ca. einem Jahr bekommt die Pflanze ihre ersten Blüten. Dies wird auch durch die Temperaturen und die Höhe der „Lote“ beeinflusst. Die Blüten werden sehr schnell befruchtet und nach ca. einer Woche verwelken sie.Acht bis neun Monate nach der Blütezeit wachsen die ersten Kaffeekirschen, genau an den Stellen, an denen die Blüten waren. Deswegen werden diese Blumen auch „Hoffnungsblumen“ genannt. Die Kirschen brauchen im Durchschnitt drei bis vier Wochen, bis sie reif sind. Dies erkennt man überwiegend an deren Farbe.

Ernte

Die erste Ernte ist wirtschaftlich gesehen nicht signifikant, deswegen wird die zweite Ernte als die erste produktive Ernte gesehen.Die Kaffeepflücker kommen aus dem ganzen


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Land, sie schlafen in einer Art Camp auf der Plantage oder mieten sich Zimmer in kleinen „Pensiones“ (Hostels).Die Kaffeepflücker arbeiten ca. zehn Stunden am Tag und verdienen im Durchschnitt 25.000 Pesos, was umgerechnet etwa 12 Euro enspricht.

Für die Ernte werden eimerähnliche Behälter, auch „Cocos“ genannt, benutzt. Sie werden mit Hilfe eines Stoffbandes um die Hüfte gebunden. Wegen der besonderen Lage Kolumbiens gibt es zwei Regenzeiten statt nur einer pro Jahr; daher gibt es auch zwei Blütezeiten sowie zwei große Erntesaisons. Aus diesem Grund können die Kirschen nur per Hand gepflückt werden, um das Reifeni-veau zu garantieren und um eine erste Sortie-rung zwischen grünen gereiften Kirschen und roten vollgereiften machen zu können.

Die Kaffeekirschen werden dann in den „Beneficiadero“ oder Verarbeitungsraum transportiert, wo sie weiter verarbeitet werden.

Andamiento del proceso

Planta y plantación

Las semillas se sumergen en cuencas de arena elevadas del suelo „Germinadores“. La cuenca de arena se levanta del suelo, para evitar un posible desarrollo de hongos.

La semilla debe estar bien cubierta con arena limpia y debe tener muy poco contacto con la luz, por esta razón, se utilizan telas oscuras y semi-transparentes, para asi determinar atravez de superposición la intensidad de la luz.La semilla debe estar unos 45 días en este estado hasta que los primeros brotes o „Chapolas“ puedan brotar; Entonces se deja ingresar un poco mas de luz para alimentar a los retoños.

Después de unas pocas semanas, los brotes se trasplantan en bolsas de plástico y se almacenan en grupos siempre bajo condicio-nes controladas. En este estado permanecen cinco a siete meses para luego pasar a un nuevo „Lote“ o ser trasplantadas para reemplazar una planta muerta.

Después de aproximadamente un año, la planta obtiene sus primeras flores. Esto se ve afectado por las temperaturas y la altura del Lote. Las flores son fertilizadas muy rápidamente y al cabo de una semana se marchitan.

Ocho o nueve meses después de la fertilización crecen las primeras cerezas de café, exactamente en los puntos donde estaban las flores. Por ende, a estas flores también se les llama „Flores de la Esperanza“.

Las cerezas tienen un promedio de tres a cuatro semanas hasta que están maduras. Esto se puede ver sobre todo en el color.


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Verarbeitung

Der Kaffee wird in ein Becken, das auf einer höheren Etage liegt, gefüllt. Die Becken können auch im Erdgeschoss liegen, jedoch müssen für die Verarbeitung die Kirschen nach oben transportiert werden.

Die Kaffeekirschen kommen in eine Maschine, die sie erst schält, dann entfleischt und schließlich wäscht. Diese Maschine wurde in Kolumbien mit Hilfe der „Federación Nacional de Cafeteros“ entwickelt.

Die Kaffeebohnen kommen anschließend in einen Ofen und werden etwa zwei Tage mit heißer Luft ge- trocknet. Um die Hitze zu erzeugen werden Kohle bzw. Cisco verbrannt.

Wenn sie trocken sind, werden die „grünen“ Kaffeebohnen in Säcke gepackt und gelagert. Kleine Proben werden gedroschen, dann geröstet und vorbereitet, um deren Qualität zu prüfen.

Verkauf

Der Kaffee wird meistens grün ins Ausland verkauft, weil jeder Markt eine bestimmte Art Röstung bevorzugt und weil sich nach der Röstung chemische Zusammensetzungen verändern könnten.

Die Kaffeebohnen werden in Cargas verkauft, deren Produktionskosten bei etwa 500.000 Pesos Colombianos liegen, etwa 230 Euro. Für eine Carga, 125 Kilo, bekommen die Bauern ca. 460.000 Pesos, sie produzieren also mit Verlust.


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Cosecha

La primera cosecha es económicamente no significativa, por lo que la segunda cosecha se ve como la primera cosecha productiva.Los recolectores de café provienen de todo el país, duermen en una especie de campamento en las plantaciones o alquilan habitaciones en pequeñas „Pensiones“ (albergues).

Los recolectores de café trabajan cerca de diez horas al día y ganan un promedio de 25.000 pesos, que corresponde al equivalente de unos 12 euros.

Para la cosecha utilízan un cubo, también lla-mado „Coco“. Los cocos vienen atados con una correa de tela alrededor de la cintura.

Debido a la situación especial de Colombia, hay dos estaciones de lluvia en lugar de sólo una por año, por lo que hay dos períodos de floración y dos grandes temporadas de cosecha. Por esta razón, las cerezas se recogen sólo a mano para garantizar el nivel de madurez y una primera selección entre las cerezas verdes y rojas.

Las cerezas de café son transportadas hasta el „beneficiadero“ o sala de proceso, en el que se tratan posteriormente.

tratamiento

Las cerezas de café está en una cuenca que se encuentra (Habitualmente) en la planta superior del lugar de tratamiento, también se encuentran en la planta baja, pero las cerezas deben ser transportados hacia arriba para su procesamiento.

Ergonomie

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Ergonomía

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Ergonomie

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Las cerezas de café ingresan en una máquina que las pela, luego quitan la carne y finalmente las lava.

Esta máquina fue desarrollada en Colombia en colaboración con la „Federación Nacional de Cafeteros“.

Los granos de café se colocan entonces en un horno durante aproximadamente dos días y se secan con aire caliente. Para este fin, se utiliza carbón y Cisco quemado.

Cuando están secos, los granos de café „verdes“, son empacados y almacenados en bolsas.

Pequeñas muestras son trilladas, Tostadas y preparadas para comprobar su calidad y de este modo verificar la calidad del lote completo.

Ergonomía

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venta

El café verde se vende generalmente en el exterior, pues cada mercado prefiere un cierto tipo de tostado y porque las composiciones químicas pueden cambiar después de la torrefacción.

Los granos de café se venden en Cargas cuyo costo de producción es de unos 600.000 pesos Colombianos, unos € 300. por Carga, una Carga contiene 125 Kilos.

Los agricultores reciben 460.000 pesos por cada Carga de „Pergamino Verde“, por lo que producen con pérdidas, esto ha generado un descontento muy grande en los gremios cafe-teros que buscan el modo de reanimar el sector.

Ergonomie

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Ergonomie und Arbeit

Duden beschreibt das Wort Ergonomie als:

a. Wissenschaft von den Leistungsmöglichkei-ten und -grenzen des arbeitenden Menschen sowie von der optimalen wechselseitigen Anpassung zwischen dem Menschen und seinen Arbeitsbedingungen.

b. Optimale wechselseitige Anpassung zwischen dem Menschen und seinen Arbeitsbedingungen.

Das Wort soll seine Herkunft aus den Wör-tern érgon= Arbeit auf Griechisch und economics=Volkswirtschaft(slehre) auf Englisch haben.

Dabei können wir sofort erkennen, dass die Ergonomie eine „Human-centred“ Wissenschaft ist, die die Arbeit und alle an ihr teilnehmenden Elemente bzw. Faktoren studiert, analysiert und optimiert.

Unter Optimierung der Arbeit verstehen wir zwei Prinzipien:

• Eine ergonomische Intervention wird dafür eingesetzt, um die Gesundheit der an dem Prozess teilnehmenden Personen zu schützen.

• Eine ergonomische Intervention soll die Erfahrungsbildung, nicht nur vom Arbeiter, sondern auch von der Organisation, in der der Prozess stattfindet, fördern und unterstützen.

Das wissend, können wir sagen:

„Ergonomie ist die Wissenschaft, die den Menschen in der Arbeitstätigkeit studiert, um die Verpflichtungen kognitiver, physischer und sozialer Aspekte zu verstehen, die für die Erreichung der wirtschaftlichen Qualität, Sicherheit und Effizienz in einem Produktionssystem wichtig sind. Ziel der Ergonomie ist es, diese Situation zu verwandeln, die Arbeitsbedingungen zu verbessern und die Erhaltung der Gesundheit der Arbeitnehmers zu verbessern, ohne den wirtschaftlichen Zielen des Unternehmens zu schaden.“

(Castillo und Cubillos, 2000)

Ergonomía

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Ergonomía y trabajo.

„Duden“ describe la palabra ergonomía como:

a. Una ciencia del comportamiento y las limitaciones de los trabajadores y de la mutua adaptación entre el hombre y sus condiciones de trabajo.

b. Adaptación mutua y óptima entre el hombre y su condiciones de trabajo.

El origen de la palabra proviene de las palabras ergón = trabajo en griego y economics = economía o ciencia económica en Inglés.

Podemos ver inmediatamente que la ergonomía es una Ciencia „centrada en el hombre“, que estudia, analiza y optimiza to-dos los factores que participan en el proceso de trabajo.

Bajo optimizar el funcionamiento, entendemos dos principios:

• Una intervención ergonómica aboga por proteger la salud de las personas que participan en el proceso.

• Una intervención ergonómica alienta y apoya los procesos de generación de conoci-miento dentro del proceso productivo, no sólo por parte de los trabajadores, sino también de la organización en la que se lleva a cabo el proceso.

Sabiendo esto, podemos decir:

„La ergonomía es la ciencia que estudia a las personas en la actividad laboral, para entender las conjunciones de los aspectos cognitivos, físicos y sociales, con el fin de lograr la calidad económica, la seguridad y la eficacia de un sistema de producción.El objetivo de la ergonomía es transformar esta situación, para mejorar las condiciones de trabajo y mejorar la preservación de la sa-lud del trabajador, sin perjudicar los intereses económicos de la empresa„.

(Castillo y Cubillos, 2000)

(Interpretación del texto original)

Ergonomie

Arbeitsanalyse

LokalGlobal

Verständniss der Dynamischen im Bereiche wie:

Die von einer Person in einen de�nierten Kontext ausgeübt werden

Um diese Ziele zu erreichen, mussen wir Verschiedene

Steps folgen.

Eigeninitiative/Eigeninteresse

Spezi�sche Lössung

Vorrecherche und Analyse

Schleifen im Prozess

Zielsetzung

Befragungen beim verschiedene Akteure im Prozess

Technische Dokumente mit Informationen über dieProzesse analysieren

Nachschauen was, wieviel, von wem, wann und wie die Arbeiten gemacht werden

Problemsituationen Identi�zieren (Technische, organisatorische, menschliche)

Möglische veränderungen im voraus sehen

Die unterschiedliche Faktoren die die Menschen stöhren und

beein�ussen identi�zieren

Die Erkennungen von diese Untersuchungen erlauben uns, eine allgemeine Diagnosis

der Lage zu liefern und eine eventuele Intervention zu gestalten.

Um diese Intervention erfolgreich gestalten zu können, mussen wie viele Faktoren

berücksichtigen. z.B.

Organizatorische

Technologische

Menschliche

Umgebung

Handlung Arbeitsweisse

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Ergonomía

Arbeitsanalyse

LokalGlobal

Verständniss der Dynamischen im Bereiche wie:

Die von einer Person in einen de�nierten Kontext ausgeübt werden

Um diese Ziele zu erreichen, mussen wir Verschiedene

Steps folgen.

Eigeninitiative/Eigeninteresse

Spezi�sche Lössung

Vorrecherche und Analyse

Schleifen im Prozess

Zielsetzung

Befragungen beim verschiedene Akteure im Prozess

Technische Dokumente mit Informationen über dieProzesse analysieren

Nachschauen was, wieviel, von wem, wann und wie die Arbeiten gemacht werden

Problemsituationen Identi�zieren (Technische, organisatorische, menschliche)

Möglische veränderungen im voraus sehen

Die unterschiedliche Faktoren die die Menschen stöhren und

beein�ussen identi�zieren

Die Erkennungen von diese Untersuchungen erlauben uns, eine allgemeine Diagnosis

der Lage zu liefern und eine eventuele Intervention zu gestalten.

Um diese Intervention erfolgreich gestalten zu können, mussen wie viele Faktoren

berücksichtigen. z.B.

Organizatorische

Technologische

Menschliche

Umgebung

Handlung Arbeitsweisse

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Ergonomie

Analisis del Trabajo

LocalGlobal

Comprender las dinamicas en aspectos como:

Acciones Operaciones

Que son utilizadas por una persona en un contexto de�nido

Para alcanzar estos objetivos, debemos seguir unos

pasos logicos.

Interes propio/de la empresa, pero tambien del intenventor

Soluciónes especi�cas/para cada situación una solución

Investigación peeliminar y analisis de la misma

Repeticiones en el proceso

Objetivos

Entrevistar a los diferentes actores del proceso

Analizar documentos tecnicos sobre el proceso

Analizar: que? como? cuanto? cuando? donde y quien hace el trabajo

Identi�car situaciones problematicas.(tecnicas, organizacionales, humanas)

Identi�car con anterioridad posibles cambiamentos en campos:

Los diferentes factores que incomodan e in�uencian el desarrollo del trabajo,

deben ser identi�cados

Los resultados y los conocimientos generados durante la investigación,

nos permiten hacer disgnosticos generales de la situación y con esta base,

realizar una intervención ergonomica.Para realizar esta intervención, es necesario

tener en cuenta muchos factores, por ejemplo:

Organizativas

Technologicas

Humanas

Entorno

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Ergonomía

Analisis del Trabajo

LocalGlobal

Comprender las dinamicas en aspectos como:

Acciones Operaciones

Que son utilizadas por una persona en un contexto de�nido

Para alcanzar estos objetivos, debemos seguir unos

pasos logicos.

Interes propio/de la empresa, pero tambien del intenventor

Soluciónes especi�cas/para cada situación una solución

Investigación peeliminar y analisis de la misma

Repeticiones en el proceso

Objetivos

Entrevistar a los diferentes actores del proceso

Analizar documentos tecnicos sobre el proceso

Analizar: que? como? cuanto? cuando? donde y quien hace el trabajo

Identi�car situaciones problematicas.(tecnicas, organizacionales, humanas)

Identi�car con anterioridad posibles cambiamentos en campos:

Los diferentes factores que incomodan e in�uencian el desarrollo del trabajo,

deben ser identi�cados

Los resultados y los conocimientos generados durante la investigación,

nos permiten hacer disgnosticos generales de la situación y con esta base,

realizar una intervención ergonomica.Para realizar esta intervención, es necesario

tener en cuenta muchos factores, por ejemplo:

Organizativas

Technologicas

Humanas

Entorno

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Ergonomie

Design Produkt Cognition Industrielle Prozesse

Angewante Ergonomie

Anlage

Equipment

Arbeitssysteme

Werkzeuge

Benutzung

Griffe

Bedienungen

Dimentionale Veränderungen

Interfaces

Eigenschaften

Wissen

Know how

Fehler

Unfälle

Qualität

Sicherheit

Produktivität

Wirkungsgrad

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Arbeit als Störungen empfunden werden können) unterdrückt und auf unerwartete Bedingungen reagiert.

Diese Variablen müssen in Gruppen geteilt und gezielt analysiert werden, dann werden sie nach Schwachstellen im Prozess untersucht, um mögliche Probleme lösen zu können. Ein immer gegenwärtiger Faktor ist der Mensch, sei es auf der organisato-rischen oder auf der produktiven Seite des Prozesses.

Der Mensch als Faktor ist genauso wichtig, wie die Organisation und die Technologie, da diese drei Faktoren aneinander angekoppelt sind.

Es muss aber auch eine Struktur bzw. Ordnung in unsere Vorgehensweise während einer Intervention gebracht werden; diese

Gestaltung einer erfolgreichen ergonomischen „Intervention“.

Um den Prinzipien gerecht zu werden, muss der Ergonom alle die den Prozess beeinflus-senden Variablen untersuchen und verändern.

Unter diesen Variablen können wir Organisation, Umgebung, Beleuchtung, Anthropometrie, Engpässe, Interaktionen, Temperatur, Art der Tätigkeit, Wiederholun-gen, Verantwortung, Komplexität der Aufgabe, Visualisierung der Ergebnisse, Lage im Raum, Größe des Raumes, Autonomie, Kommunikation, Verschmutzung, Luft, Bildungsprogramme, Gefahrensituationen, Sicherheit, etc. finden.Der Mensch muss Entscheidungen treffen, in denen er bewusst überflüssige Informati-onen (die in Form von Veränderung in dem vorgeplanten System eintreten und für seine

Ergonomía

Design Produkt Cognition Industrielle Prozesse

Angewante Ergonomie

Anlage

Equipment

Arbeitssysteme

Werkzeuge

Benutzung

Griffe

Bedienungen

Dimentionale Veränderungen

Interfaces

Eigenschaften

Wissen

Know how

Fehler

Unfälle

Qualität

Sicherheit

Produktivität

Wirkungsgrad

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Struktur fängt mit der Studie und Analyse der Arbeitsbedingungen an. In der Literatur finden wir drei Kategorien für Arbeitsbedin-gungen:

• Die Bedingungen, die die Arbeit selbst beinhalten, z.B. arbeitsplatzverbundene Bedingungen, arbeitsinhaltverbundene Bedingungen, physisch verbundene Bedingungen, hygiene- und sicherheitsver-bundene Bedingungen.

• Die Bedingungen, die sich aus der unmittelbaren Umgebung des Arbeitsplatzes ergeben, z.B. physische Umgebung, psychologische und soziale Umgebung und die Art der Vergütung.

• Die Bedingungen, die sich aus der Einführung des Unternehmens in seinem geographischen und wirtschaftlichen Umfeld

ergeben, z.B. Arbeitszeiten und Wege bis zur Arbeit.

Menschliche Faktoren und technische Bedingungen gemeinsam liefern uns die Informationen, wie Elemente des Produktionsprozesses optimiert werden können.

Deswegen können wir sagen, dass strukturelle Variablen und Betriebsgrößen beide sehr wichtig sind und dass diese zusammen eine viel breitere Sicht der realen Situation des Produktionsprozesses bieten.

Ergonomie

Ergonomia Aplicada

Diseño Producto Cognición Procesos Industriales

Equipos

Instalaciones

Sistemas de trabajo

Herramientas

Uso

Agarres

Controles

Adaptaciones dimencionales

Interfaces

Competencias

Conocimientos

Saber hacer

Disfunciones

Accidentalidad

Calidad

Seguridad

Productividad

E�cacia

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Diseño éxitoso de una „intervención“ ergonómica.

Con el fin de cumplir con los principios presentados anteriormente, debe la ergonomía inspeccionar y modificar todas las variables que afectan al proceso.

Entre estas variables, podemos encontrar:Organización, medio ambiente, iluminación,Antropometría, limitaciones, interacciones, temperatura, tipo de trabajo, repeticiónes, responsabilidad, complejidad de la tarea,visualización de los resultados, posición en el espacio, tamaño del espacio, autonomía,comunicación, contaminación, aire, programas de educación, condiciones peligrosas, seguridad, etc.

El hombre tiene que tomar decisiones en las que se permita deliberadamente ignorar infor-mación superflua (que se producirá en forma de cambios en el sistema pre-planificado, estos cambios son reconocidos como perturba-ciones del proceso normal), y debe responder a situaciones inesperadas.

Estas variables deben ser divididas en grupos y se analizadas específicamente, ya que son los puntos débiles en el proceso investigado y nos brindan mucha información para resolver los problemas:

Un factor siempre presente es el hombre que está allí en la organización o en la parte pro-ductiva del proceso.El factor humano es tan importante como la organización y la tecnología ya que estos tres elementos están acoplados el uno al otro.

Ergonomía

Ergonomia Aplicada

Diseño Producto Cognición Procesos Industriales

Equipos

Instalaciones

Sistemas de trabajo

Herramientas

Uso

Agarres

Controles

Adaptaciones dimencionales

Interfaces

Competencias

Conocimientos

Saber hacer

Disfunciones

Accidentalidad

Calidad

Seguridad

Productividad

E�cacia

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También necesitamos una estructura que pueda ser incluida en nuestro enfoque, durante una intervención, esta estructura se inicia con el estudio y análisis de las condiciones de trabajo. En la literatura encontramos tres tipos de condiciones de trabajo:

• Las condiciones que la propia obraincluye, por ejemplo: Condiciones relaciona-das al lugar de trabajo, Condiciones relacio-nadas al contenido del trabajo, Condiciones, conectadas al espacio físico, Condiciones de higiene y las condiciones relacionadas con la seguridad y la salud.

• Las condiciones de la inmediaciones del lugar de trabajo, tales como: entorno físico,medio ambiente y psicológica social asi comola modalidad de retribución.

• Las condiciones de la introducción/incorpo-ración de la empresa en su entorno geográfico y económico, por ejemplo: Horarios y rutas de transporte para ir a trabajar.

Factores humanos y condiciones técnicas en conjunto, nos dan informaciónes tecnicas y herramientas, sobre como elementos del proceso de producción pueden ser optimizados.

Por lo tanto, podemos decir que las variables estructurales y de funcionamiento son muy importantes, ya que ofrecen juntas una visión mucho más amplia de la situación real del proceso de producción.

Ergonomie

Einen Prozess erfolgreich verändern

Alle im Prozess teilnehmende Personen sollen direkt oder indirekt

miteinbezogen werden, durch:

Beim jeder diese Form entsteht den gefahr, dass externe, genau sowie interne Faktoren die unterstutzung

der Teilnehmende in eine gewiesser Maße beein�ussen und zu falsche

bzw. nicht 100% erfolgreiche Mitgestalltung der Prozessveränderung.

Die Analyse braucht eine „zu analysierende Maß“

Prozessstruktur

Art von Verfahren

Arbeitslage

Tempo

Zyklen

Qualitätsanforderungen

Sicherheitslage und -anforderungen

Biomedische und �siologische Aspekte

Funktionale und operative Veränderungen

Kognitive Komponente

Teamwork

Diese wird als Folge von aneinander in reihe organizierteAngaben gesehen

Um die Analyse Erfolgreich zu machen, wernden wir alle im Prozess auftrettende Variabeln untersuchen und sie bewerten, somit identi�zieren wir, die meist beein�ussende Faktoren im Prozess:

Befragungen

Experimente

Bewertung von Ideen und Konzepte

Nacharbeitung

Nach der Erfolgreiche Analyse des Prozess muss eine oder mehrereder „zur Analysierende Maß“

ausgewählt werden (nach Ihre wichtigkeit)und dem entsprechende nach eine Veränderung suchen.

Unter der Berücksichtigung von diese Faktoren wird es nach eine Optimierungder „zur Analysierende Variabeln“

gesucht in den man eine möglisch bilanzierteoptimierung der drei Faktoren sucht.

Drei Faktoren spielen eine wichtige Rolle dabei:

Physische

Räumische

Psycologische

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Ergonomía

Einen Prozess erfolgreich verändern

Alle im Prozess teilnehmende Personen sollen direkt oder indirekt

miteinbezogen werden, durch:

Beim jeder diese Form entsteht den gefahr, dass externe, genau sowie interne Faktoren die unterstutzung

der Teilnehmende in eine gewiesser Maße beein�ussen und zu falsche

bzw. nicht 100% erfolgreiche Mitgestalltung der Prozessveränderung.

Die Analyse braucht eine „zu analysierende Maß“

Prozessstruktur

Art von Verfahren

Arbeitslage

Tempo

Zyklen

Qualitätsanforderungen

Sicherheitslage und -anforderungen

Biomedische und �siologische Aspekte

Funktionale und operative Veränderungen

Kognitive Komponente

Teamwork

Diese wird als Folge von aneinander in reihe organizierteAngaben gesehen

Um die Analyse Erfolgreich zu machen, wernden wir alle im Prozess auftrettende Variabeln untersuchen und sie bewerten, somit identi�zieren wir, die meist beein�ussende Faktoren im Prozess:

Befragungen

Experimente

Bewertung von Ideen und Konzepte

Nacharbeitung

Nach der Erfolgreiche Analyse des Prozess muss eine oder mehrereder „zur Analysierende Maß“

ausgewählt werden (nach Ihre wichtigkeit)und dem entsprechende nach eine Veränderung suchen.

Unter der Berücksichtigung von diese Faktoren wird es nach eine Optimierungder „zur Analysierende Variabeln“

gesucht in den man eine möglisch bilanzierteoptimierung der drei Faktoren sucht.

Drei Faktoren spielen eine wichtige Rolle dabei:

Physische

Räumische

Psycologische

31

Ergonomie

Cambiar efectiva y positivamente un proceso

Todos los participantes en el procesodeben der incluidos en el proceso

de cambio atravez de:

De este modo, existe el peligroque factores externos e internos

in�uencien a las personas que colaborarán con el diseño

del proceso. Esta in�uencia puede conllevar

a una falsi�cación de los resultados.

El análisis requiere una"Medida a analizar"

Estructura de los procesos

Tipo de proceso

Posición de trabajo

Ritmo

Ciclos

Los requisitos de calidad

La situación y los requisitos de seguridad

Los aspectos biomédicos y �siológicos

Cambiamentos funcionales y operativos

Componentes cognitivos

Trabajo en equipo

esto puede ser visto como el resultadode informaciones organizadas

en linea

Para realizar el análisis correctamente,necesitamos analizar y evaluar las variables

que se producen en el proceso, identi�cando así, los factores que más in�uyen en el proceso:

Entrevistas/Encuestas

Experimentos

Cali�cación de ideasy conceptos

Posterior elaboracion

Luego del exitoso analisis del proceso,se deben elegir una o mas de las „Medidas a analizar“

(por su importancia) y se debe buscar el modode mejorar la situacion

Teniendo en cuenta estos factores, se debe buscar el modo de optimizar la

„Medida a analizar“, tratando de conseguir un balance entre los tres factores

Tres factores juegan un papel importante:

Fisicos

Espaciales

Psicologicos

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Ergonomía

Cambiar efectiva y positivamente un proceso

Todos los participantes en el procesodeben der incluidos en el proceso

de cambio atravez de:

De este modo, existe el peligroque factores externos e internos

in�uencien a las personas que colaborarán con el diseño

del proceso. Esta in�uencia puede conllevar

a una falsi�cación de los resultados.

El análisis requiere una"Medida a analizar"

Estructura de los procesos

Tipo de proceso

Posición de trabajo

Ritmo

Ciclos

Los requisitos de calidad

La situación y los requisitos de seguridad

Los aspectos biomédicos y �siológicos

Cambiamentos funcionales y operativos

Componentes cognitivos

Trabajo en equipo

esto puede ser visto como el resultadode informaciones organizadas

en linea

Para realizar el análisis correctamente,necesitamos analizar y evaluar las variables

que se producen en el proceso, identi�cando así, los factores que más in�uyen en el proceso:

Entrevistas/Encuestas

Experimentos

Cali�cación de ideasy conceptos

Posterior elaboracion

Luego del exitoso analisis del proceso,se deben elegir una o mas de las „Medidas a analizar“

(por su importancia) y se debe buscar el modode mejorar la situacion

Teniendo en cuenta estos factores, se debe buscar el modo de optimizar la

„Medida a analizar“, tratando de conseguir un balance entre los tres factores

Tres factores juegan un papel importante:

Fisicos

Espaciales

Psicologicos

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Ergonomie

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Die Vorgehensweise beim Analysieren eines Prozesses soll klar definiert sein:

• Entwicklung eines konzeptionellen Modells des Arbeitssystems.

• Entwicklung eines Blickpunktes für das zu analysierende System.

• Identifikation von möglichen Schwierigkeiten.

• Bestimmung der Größe der Gefahr, in dem zu analysierenden System.

Ergonomía

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El procedimiento para el análisis de un proceso debe estar claramente definido:

• Desarrollo de un modelo conceptual del sistema de trabajo.

• Desarrollo de un punto de vista para el sistema a ser analizado.

• Identificación de las posibles dificultades.

• Determinar la magnitud del riesgo en el sistema a analizar.

Annahme

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Mögliche Probleme

Als mögliche Probleme identifizierte ich:

• Handpflückung • Gewichttragung • Transport vom Ernte- zum Aufbereitungsort• Sortierung der Kirschen• Wasserverbrauch

Für die Handpflückung sehe ich keine Möglichkeit, die diese ablösen könnte, da die kolumbianischen, wie auch die kongolesischen Kaffeebauern, Kaffee das ganze Jahr hindurch ernten.

Einen Großteil meiner Zeit widmete ich dem Problem des „Cocogewichtes“ und den damit sehr harten Arbeitsbedingungen der Kaffeepflücker, die nur für sehr geringen Lohn arbeiten. Meine Idee war daher eine Art “Ergonomischen Rucksack” für die Pflücker zu gestalten.

Nach meiner ersten Recherche, hatte ich erkannt, dass die geographische Lage Kolumbiens vorteilhaft für den Kaffeeanbau ist, aber dass die Bauern überwiegend Plantagen besitzen, die in den Bergen liegen, was den Transport vom Ernte- bis zum Aufbereitungsort sehr kompliziert macht.

Die Sortierung der Kaffeekirschen war für mich ein wichtiges Thema, da dies ein Mehrwert schaffen könnte, sowie in manche Plantagen schon gemacht wird.

Der Wasserverbrauch in solchen Plantagen und Aufbereitungsorten sollte auch drastisch reduziert werden, auch wenn Kolumbien extrem viel Süßwasserquellen besitzt.

posibles problemas

Los posibles problemas que identifiqué durante mi estadia en Colombia fueron:

• Recogida del Café manualmente• Carga y transporte de pesos• El transporte desde la cosecha hasta el procesamiento• Clasificación de las cerezas• El consumo de agua

En la recogida manual del Café, no veo por el momento manera alguna de desprenderse,de esta problematica, puesto que la situación

Pre-supuestos

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climatica y geografica, obliga a los produc-tores de café colombianos y congoleños a la cosecha manual del café durante todo el año.

Dediqué gran parte de mi tiempo al problema del peso del „Coco“ y por lo tanto las condiciones de trabajo tan duaras durante la recolección de café, asi como la situacion de los „Cojedores“, que trabajan por salarios muy bajos. Así que mi idea era hacer una especie de „Mochila ergonómica“ para los recolectores.

Después de mi investigación inicial, me di cuenta que la ubicación geográfica de

Colombia es ventajosa para el cultivo de café, pero que los agricultores tienen principalmen-te las propias plantaciones en las montañas, por lo que el transporte de la cosecha es muy complicado.

La clasificación de las cerezas del café era un gran problema para mí, ya que esto podría crear un valor añadido, cosa que ya se presen-ta en varias plantaciones.

El consumo de agua en las plantaciones y los sitios de procesamiento debe ser reducido drásticamente, a pesar de que Colombia tiene una gran cantidad de fuentes de agua dulce.


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Zielsetzung

Wie in der Annahme klar zu erkennen ist, sind die Grundziele sehr abwechslungsreich und decken Bereiche ab, wie:

• Soziale Gerechtigkeit• Gesundheit und Arbeit• Qualität- und Mehrwertschaffung• Nachhaltigkeit• Optimierung des Prozesses• Wirtschaftlicher Profit• Faires Arbeiten

Aufgrund der Vielfältigkeit, die meine Arbeit gewonnen hatte, habe ich bemerkt dass eine Recherche vor Ort, unvermeidbar war, um die wahre Lage zu untersuchen.

Bewertung der Annahmen.

Während meiner Reise durch Kolumbien musste ich feststellen, dass viele von den vorher angenommenen Problemen wichtig waren, aber dass sie nicht als Prioritäten von den Pflückern und Bauern zu sehen waren.

Investigación en Colombia

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Objetivos

Como se puede ver claramente en la suposición, los objetivos básicos son muy diversos y cubren áreas tales como:

• Justicia social

• Salud y Trabajo

• Calidad y creación de valor agregado

• Sostenibilidad

• Optimización del proceso

• Beneficio Económico

• Trabajo Justo

Debido a la diversidad que mi trabajohabía ganado, me di cuenta de que una in-vestigación en Colombia, era inevitable para comprender realmente cual era la situación real.

Calificacion de presunciones

Durante mi viaje por Colombia, me di cuenta que muchos de mis preconcepciones sobre la situacion y los posibles problemas son efectivamente importantes, pero que no lo son tanto. Por esto hice encuestas para entender cuales son las prioridades de los recolectores y caficultores.

En la parte organizativa del proceso es muy dificil hacer cambios, sobretodo por que la „Federación Nacional de Cafeteros“ lleva muchos años optimizando estos y como entidad esperta en Café es la mas adapta para continuar esta labor.

La „Federación“ ofrece Agronomos y demas expertos en temas como organización fisica de la Plantacion, tempistica de sembrado, catastrofes naturales, combatimiento de la „Broca y Roya“, adquisición y posicionamento de los „Beneficiaderos“. Por estos es muy dificil poder ingresar en esta parte pues ya existe una entidad bien posicionada en ese mercado.


40


41

42

Im organisatorischen Bereich ist es sehr schwer etwas zu verändern, vor allem, weil das Ganze durch einen sehr großen Verbesse-rungsprozess von der „Federación Nacional de Cafeteros“ gegangen ist.

Die „Federacion“ bietet Agronome und andere Experten für Bereiche wie Plantagenorganisation, Zeitplanung für die Pflanzung, Klimaschäden, Bekämpfung der Broca und Roya, Anschaffung und Positionierung der „Beneficiaderos“ an. Deswegen ist es sehr schwer, eine Veränderung in diesem Bereich zu erwirken.

Tatsächliche Problemfeststellung

Sehr interessant sind die Prozesse für die Optimierung der Qualitätserzeugung. Darünter auch Qualitäts-Siegeln.


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Reconocimiento de los problemas reales.

Muy interesantes encuentro los procesos para crear valor agregado en el producto final. En esta parte existenmuchos factores que son muy importantes, entre estos los que otorgan sellos de calidad o autosostenibilidad.Estos sellos son principalmente otorgados por entidades privadas y son vistos en europa como algo normal y en muchos casos como un factor que decide la compra o no del producto, en latinoamerica lastimosamente este aun no es el caso.

Por esta razon es de vital importancia desde mi punto de vista la implementacion de procesos de generacion de valor agregado.

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Diese Siegel werden überwiegend von privaten Institutionen verliehen und werden hier in Europa mittlerweile als normal angesehen, in Lateinamerika ist es leider noch anders.

Auch sehr wichtig und für mich vielleicht der wichtigste Punkt, der sich verbessern lassen kann, ist der Mehrwert-Punkt, das heißt die Prozesse, die den Kaffee von einem guten zu einem „Gourmet“ Kaffee machen.

Diese Prozesse habe ich in nur zwei Ansätzen gesehen:

•Reinhaltung der Pflanze und der Plantage, so wenig Einsatz von Pestiziden wie möglich und eine ständige Erneuerung der Pflanzen mit Hilfe unterschiedlicher Prinzipien.

•Spezielle Auswahl der besten KaffeekirschenJe besser die Sortierung, desto höher die Qualität des Endproduktes. Genau an diesem letzten Aspekt würde ich gerne arbeiten, um die Mehrwertschaffung zu verstärken.

Erstaunlicherweise kam es mir so vor, als ob die Arbeiter nicht unglücklich über die harten Arbeitsbedingungen sind, da es ihnen bewusst ist, dass sie aufgrund ihres Ausbil-dungsniveaus kaum eine andere Möglichkeit der Arbeitsbeschaffung haben.Deshalb würde ich gerne das Selbstbewusst-sein der Kaffeepflücker stärken und einer Art Ausbildung im Bereich des Kaffeeanbaus organisieren.


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Zu deren Arbeitskleidung und -instrumenten „Coco“ und „Cincho‘“ konnte ich keine weiteren Details von den Arbei-tern erfahren. Auch wenn ich gezielt danach gefragt habe, wurde mir gesagt, dass diese Instrumente in Ordnung seien, dass sie keine Verletzungen verursachen und auch bei der Ausübung der Tätigkeit nicht stören.

Die Leiter mehrere Plantagen haben mir gesagt, dass die „Cocos“ und die selbst geflochtenen „Cinchos“ umgerechnet 2 bis 3 Euro kosten. Sie meinten auch, dass die Arbeiter nicht in der Lage seien bzw. nicht wollen, dafür Geld auszugeben, obwohl sie diese Instrumente über mehrere Jahre benutzen. Deswegen muss jede Alternative, die den Kaffeepflückern angeboten wird, preislich unter dem heutigen Preis liegen und gleichzeitig deren Arbeitsbedingungen und Effizienz optimieren.

Der Verbesserungswille ist teilweise da, überwiegend aber auf Seiten der Arbeitgeber.

Die alten Herren der „Caficultura“, sowie die Kaffeepflücker, sind nur teilweise an einer Veränderung interessiert, denn für sie ist das Ganze mehr eine Tradition, die sie nicht verlieren wollen.

Um mögliche Veränderungen umsetzen zu können, müssen alle am Prozess teilneh-menden sowohl direkt als auch indirekt mit einbezogen werden.Junge und eher dynamische Firmen bzw. die Firmen, die von jungen Unternehmern gelei-tet werden, streben nach Innovationen und Verbesserungen, aber natürlich nur, solange es risikofrei zu finanzieren ist.


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Meiner Meinung nach es ist nicht nur möglich sondern auch nötig, neue Instrumente zu gestalten, welche nicht nur die Produktivität steigern, sondern auch der sozialen Wichtigkeit des Kaffeesektors in Kolumbien gerecht werden.

Este tipo de procesos los pude observar solo en dos diferentes casos: Mantenimiento de la plantacion con bajo consumo de pesticidas y continua renovacion de los cultivos atravez de diferentes principios.

Seleccion de las mejores „Cerezas de Café“. Justo en este ultimo proceso me gustaría trabajar, es decir, en la creación de un valor agregado en la producción del café.


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Sorprendentemente, no me parecio que los trabajadores fueran infelices con las duras jornadas de trabajo y la difícil condición bajo la que lo realizan; esto tambien debido a la convicción que por su bajo nivel de educacion, no van a lograr conseguir ningun otro tipo de trabajo.

Por esto me gustaria trabajar para re-fortale-cer la Autoestima de los recolectores y demas personas que trabajan alrededor del café, para esto es necesario organizar unos talleres de formación sobre el café colombiano.

Sobre la ropa y los instrumentos de trabajo que se utilizan durante el proceso (Coco, Cincho, completos, pasamontaña) no escuche ningun comentario negativo por parte de los trabajadores, nisiquiera cuando pregunte directamente sobre estos temas.

Los dirigentes de las plantaciones, me co-mentaron que los Cocos y los Cinchos cuestan al rededor de 2 o 3 Euros, tambien que los trabajadores no estan en la capacida de pagar mas poe estos instrumentos, apesar de que los usan por varios años.


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Por este motivo, igual que tipo de alternativa se les ofrezca a los recolectores en este sector, esta debe ser más economica y tiene que traer alguna mejoria en la situacion de trabajo y al mismo tiempo portar consigo una mayor eficiencia.

La voluntad de mejoria y cambio esta presente en varias plantaciones, estas pero se presentan con mayor fuerza en empresas donde personas jovenes tienen el comando. Los „Viejos Señores“ de la Caficultura asi como los recolectores tienen solo parcialmen-te interes en relizar cambiamentos radicales en el proceso de producción, pues la Caficultura es una tradicion cultural que consideran en riesgo.


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Anforderungsprofil

Um den wirtschaftlichen Faktor zu verbessern, müssen die extrem langen Sortierungsarbeiten gekürzt werden.

Um die Qualität und die Einkommen zu erhöhen, muss der Sortierungsprozess optimiert werden.

Die Maschine soll leicht zu bedienen sein, so dass auch die Leute, die die Kirschen per Hand sortieren, die Maschine bedienen können.

Die Maschine, die die Sortierungsfunktion übernehmen soll, muss nach dem Baukasten-prinzip gebaut werden.

Die Maschine soll bei hoher Luftfeuchtigkeit genauso wie unter hohen Temperaturen problemlos arbeiten.

Die Maschine soll möglichst kostengünstig sein.

Die Maschine soll weitere Informationen wie Prozentzahlen der unterschiedlichen Farbanteile liefern können.

Mit dem Einsatz der Maschine sollen keine Arbeitsplätze verloren gehen, deswegen soll die Anschaffung der Maschine mit einer entsprechendenErklärung von Seiten der Arbeitgeber einhergehen.

Die Maschine soll keinen Wasserverbrauch haben und diesen in anderen Teilen des Prozesses mindern.

Die Maschine soll mit Opensource-Teilen

gebaut werden, alle Informationen rund um die Maschine sollen kostenfrei im Internet abrufbar und erhältlich sein.

Die Maschine soll so wenige Teile wie nötig haben.

Die Maschine soll Mitten in den Prozess eingesetzt werden, nach der Pflückung und vor dem Schälen.

Die Maschine soll die Kirsche unbeschädigt sortieren


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Die Maschine soll unterschiedliche Bereiche haben, die bestimmte Funktionen jeweils erledigen sollen.

Jeder Bereich soll austauschbar und erweiter-bar sein.

Für die Grundstruktur sollen Standardteile verwendet werden.

Die Elemente der Maschine sollen sowohl in eine senkrechte als in eine waagerechte

Konstruktion arrangiert werden können.

Die Maschine soll so konstruiert werden, dass sie problemlos in einen geschlossenen Raum wie auch draußen benutzt werden kann.


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Para poder efectuar cualquier tipo de cambios en el proceso es necesario incluir a todos los actores del proceso.

Empresas jovenes y dinamicas o empresas que son dirigidas por personas mas jovenes estan buscando activamente la innovacion en el campo de la caficultura, siempre que estas sean financiables con muy poco riesgo.

A mi parecer no es solo posible, si no necesario desarrollar y diseñar nuevas herramientas que permitan una mayor eficiencia en la productividad y que permitan un mejoramiento en el aspecto social de las personas involucradas en el sector del café, dandole a la caficultura el valor que se merece en Colombia.

Perfiles de exigencia

Para mejorar el factor económico, las operaciones de clasificación de las cerezas, que son extremadamente largas, deben ser reducidos.

Para aumentar la calidad y el ingreso, el proceso de clasificación debe ser optimizado.

La máquina debe ser fácil de usar por lo que incluso las personas que hoy separan las cerezas a mano, puedan operar la máquina.

La máquina, que se hará cargo de la función de clasificación debe ser construida según el principio modular.

La máquina tiene que funcionar a alta humedad, así como a altas temperaturas sin ningún problema.

La máquina debe ser capaz de proporcionar información en porcentajes de los distintos componentes de color.

Con el uso de la máquina hay empleos se perderán, por lo que durante la compra de la máquina o de una de sus partes(en caso de venta) se debe hacer una declaración apropi-ada por parte de los empresarios asociados, en donde se deje claro que ningún trabajador debe quedar sin trabajo debido al utilizo de la maquina.

La máquina no debe tener el consumo de agua y reducir el mismo en otras partes del proceso.

La máquina va a ser construida con compo-nentes „OpenSource“, toda la información sobre la máquina debe ser accesible y estar disponible de forma gratuita en Internet.

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La máquina debe tener el menor número de piezas que sea necesario, esto para reducir al minimo factor el costo de la misma.

La máquina debe ser utilizada en medio del proceso, después de la cosecha y antes de la torrefación.

La máquina debe separar las cerezas manteniendolas intactas y sin maltrato.

La máquina debe tener diferentes áreas, que lleven a cabo ciertas funciones, respecti-vamente. Cada área debe ser intercambiable y extensible. Para esto se usaran la mayor cantidad posible de piezas estándar para la estructura básica.

Los elementos de la máquina deben ser capaces de ser dispuestos tanto en una vertical como en horizontal.

La máquina debe estar construida de manera que pueda ser utilizada con seguridad en un espacio cerrado, como en el exterior.


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Buscando soluciones

Después de mi visita a varias empresas en Colombia, me di cuenta de que tenía que buscar una solución al problema de deterioro mediante la mezcla de cerezas de café de maduración total y no completamente maduras.

Existen diferentes métodos que se utilizan hoy en día para garantizar esta función, luego de analizar estas, encontré rápidamente que existen demasiadas variables que no se tienen en cuenta en estas soluciones, por lo tanto no proporcionan los resultados deseados.

El primer metodo que llegué a conocer fue elde selección manual, que aplica también mi

principal socio-estrategico en Colombia, Café San Alberto. Café San Alberto vende „granos de café verde“ en el extranjero, pero tambien café listo para el consumo.

Café San Alberto utiliza el metodo de clasificación „Quíntuple Selección“, que significa „Clasificando cinco veces.“ San Alberto utilizó este término para indicar la mayor calidad de su café y así justificar sus altos precios.

En la clasificación manual, que se aplica sólo en unas pocas empresas, el café producido tiene una muy alta calidad, pero también es muy costoso.

En la clasificación manual, las cerezas del café se extienden sobre una mesa de manera que


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toda la superficie este cubierta con cerezas. Las cerezas son ordenadas por color a mano y se colocan en pequeños cubos, los cubos traen algunas veces los colores coordinados con el color de las cerezas, que se colocan en el mis-mo, pero esto ocurre muy raramente.

Todo esto ocurre en una habitación sin paredes, de modo que la luz del sol se pueda utilizar todo el tiempo. La iluminación es natural con el apoyo de tubos largos de neón. Un techo protege al empleado del sol y la lluvia y separa la habitación del mundo exterior, lo que obviamente no funciona con el ruido y la temperatura. También la utili-zación del espacio es muy ineficiente en este método, ya que este espacio se utiliza sólo para clasificación manual, mientras que otras actividades se llevan a cabo en otros locales.

Dado que la clasificación se realiza a mano, se asocia con una alta subjetividad del empleado. Este factor (subjetividad) es un factor problematico, ya que la calidad y la

velocidad de la clasificación está directamen-te vinculada a las posibilidades físicas y psicológicas de las personas que participan en el proceso.

Por ejemplo, un problema físico puede influir en la eficacia de la obra, por lo tanto, la capacidad de distinguir entre los colores se puede reducir por factores físicos, que daría lugar a diferencias en la calidad.

Aparte de la subjetividad que este método es muy ineficiente economicamente hablan-do, puesto que a los trabajadores se les paga


Trabajo Manual

Tiempo requerido

Consumo deElectricidad

Consumo de Agua

Efectividad

Cérezas o cemillassorteadas por dia

Espacio necesario

Costos generales

Trabajo manual

Seguridad/Cuidado de lasalud

Utilizo de energiay material

Costo de mantenimiento/Costo de salud

Reparabilidad

Longevidad /Reutilización

Open Source

Costos decompra

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Analisis ecologico (arriba) y economico (abajo) de la solucion Pre-sorteado manual.


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una tarifa fija por día, no vinculada al rendimiento. Es decir cuando un miembro del personal hace su trabajo, pero no es lo suficientemente bueno o no lo suficiente-mente rápido, todavía obtienen su salario diario al final de la semana, sin importar el servicio prestado.

Con un máximo de 100 kg de cerezas de café por día, una mujer muy practica y con experiencia alcanza a sortear de 50 a 60 kilogramos de derezas de café en plena maduración. El resto de las cerezas son o inmaduras, no está completamente maduras, demasiado maduras o completamente maduras pero son incorrectamente descartadas.

Con este metodo, es realista que una mujer logre separar de 70 a 80 kilogramos de granos de café por día, es decir, alrededor de 10 kg por hora o 160 g por minuto.

A estas mujeres se les paga de 25.000 hasta 30.000 pesos colombianos por día, lo que corresponde a unos 10 €. El costo de la clasificación manual por lo tanto, puede representar aproximadamente el 20% del precio final del café.

Las diferencias en la calidad y el uso ineficiente del tiempo conducen a una sobrevaloración del producto final, que hade ser evitada.


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A continuación, he analizado el sorteado con agua. Esta es la solución tipo más utilizada en la industria del café, ya que esta integrada en las plantas de procesamiento del café (torrefacción).

Las cerezas son vertidas en una especie de embudo lleno de agua, este tiene en su parte mas baja, una coneccion a un tubo que tiene en su interior un tornillo sin fin, este se encarga de llevar las cerezas maduras (que por su densidad tienden a hundirse) a la proxima parte del proceso, las no maduras, por el contrario permanecen flotando, ya que son menos densas que el agua.

Rapidamente, me di cuenta de que la eficacia de esta solución es moderada, pero logra elaborar una gran cantidad de cerezas al día y no necesita de ningún trabajo humano.Las soluciones actuales tienen un consumo de agua muy alto debido a que el agua se consu-me no sólo para la clasificación de las cerezas, si no tambien para su procesamiento.

La „Federación Nacional de Cafeteros“ esta patentando otra solucion con cero consumo de agua con las mismas prestaciones.En la solución se sorteado mecánico, existe un altísimo Nivel de eficiencia y efectividad, puesto que factores como trabajo manual y consumo de agua son minimizados al máxi-mo, al mismo tiempo la cantidad de semillas sorteadas en función del tiempo necesitado es excelente, lo mismo que la calidad de la distinción.

Esta solución presenta también desventajas, sobretodo desde el punto de vista social, ya que debido a sus altísimos costos de comp-ra y generales (debidos en parte al espacio que estas maquinas necesitan, así como a la alta cantidad de energía que consumen y el problema de la altísima sistematización de esta maquina, que impide „In primis“ una reparación de la misma en caso de mal fun-cionamiento, o en el mejor de los casos, la reparación con altísimos costos.

Pinhalense LSC-5PX maquina de sorteo con agua.


Trabajo Manual

Tiempo requerido


Consumo de Agua

Efectividad


Espacio necesario

Costos generales

Trabajo manual




Reparabilidad


Open Source

Costos decompra

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Analisis ecologico (arriba) y economico (abajo) de la solucion sorteo con agua.


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Lösungsfindung

Nach meinem Besuch in verschiedenen Betrieben in Kolumbien wurde mir bewusst, dass ich nach einer Lösung für das Problem der Qualitätsminderung durch das Mischen von vollgereiften und nicht vollgereiften Kaffeekirschen suchen musste.

Ich habe die unterschiedlichen Methoden, die heute angewendet werden um diese Funktion zu gewährleisten, analysiert und schnell festgestellt, dass diese viel zu viele Variablen nicht berücksichtigen und dementsprechend nicht die gewünschten Ergebnisse liefern.

Als erstes habe ich die Methode der Handsortierung kennengelernt, welche auch mein Hauptpartner in Kolumbien, Café San Alberto, anwendet. Café San Alberto ist eine sehr junge und innovative Firma die „Grüne Kaffeebohnen“ ins Ausland verkauft, aber auch fertigen (gerösteten) Kaffee in Kolumbien und Lateinamerika verkauft.

In Café San Alberto heißt dieser Prozess der Handsortierung „Quintuple Selección“ was auf Deutsch so viel heißt wie „fünffach sortiert“. San Alberto benutzt diese Bezeichnung, um die deutlich höhere Qualität seines Kaffees anzudeuten und dadurch seine höheren Preise zu rechtfertigen.

Bei der Handsortierung, die in nur sehr wenigen Betrieben angewendet wird, entsteht Kaffee mit sehr hoher Qualität, aber auch unter extrem hohen Kosten.

Bei der Handsortierung werden Kaffeekir-schen auf einen Tisch ausgebreitet, so dass die komplette Fläche mit Kirschen bedeckt ist. Die Kirschen werden per Hand nach Farbe sortiert und in kleine Eimer gefüllt, wobei die Eimer teilweise auch farblich mit der Farbe

der Kirschen abgestimmt sind, die in die Eimer gefüllt werden. Dies ist jedoch nur sehr selten der Fall.

Das Ganze geschieht in einem Raum ohne Wände, so dass die ganze Zeit Sonnenlicht genutzt werden kann. Diese natürliche Beleuchtung wird durch lange Neonröhren unterstützt. Ein Dach schützt die Mitarbeiter vor Sonne und Regen und trennt den Raum von der Außenwelt, was natürlich nicht für Geräusche und Temperaturschwankungen gilt.

Auch sehr unwirtschaftlich ist die Raumausnutzung bei dieser Methode, da dieser Raum nur für die Handsortierung genutzt wird, während weitere Tätigkeiten in anderen Räumlichkeiten stattfinden.

Da die Sortierung per Hand erfolgt, ist sie mit einer hohen Subjektivität der Mitarbeiter verbunden. Dieser Faktor (Subjektivität) ist ein Problemfaktor, da die Qualität und Geschwindigkeit der Sortierung direkt an die physischen und psychischen Möglichkeiten der Personen, die an dem Prozess teilnehmen, gebunden ist. Das heißt, dass zum Beispiel physische Probleme die Effektivität der Arbeit beeinflussen können; so könnte die Fähigkeit Farben zu unterscheiden durch physische Faktoren verringert werden, was Qualitätsun-terschiede zur Folge hätte.

Neben der Subjektivität ist diese Methode sehr unwirtschaftlich, da die Sortierung nicht nach Leistung, sondern pauschal pro Tag bezahlt wird.

Macht eine Mitarbeiterin ihre Arbeit nicht gut genug bzw. nicht schnell genug, be-kommt sie trotzdem ihren Lohn am Ende der Woche – unabhängig von ihrer erbrachten Leistung.


Menschliche Arbeit

VerbrauchteZeit

StromverbrauchWasserverbrauch

Effektivität

Aussortierte Kirschen/Bohnenpro Tag

Raumbedarf

AllgemeineKosten

Menschliche Arbeit

Sicherheit/Gesundheits-schonend

Energie- und Materialeinsatzt

Wartungskosten/Gesundheitskosten

Reparierbarkeit

Langlebigkeit/Wiederverwendbarkeit

Open Source

Anschaffungs-kosten

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Umweltfreundlichkeits- (oben) und Wirtschafl ichkeitsanalyse (unten) der Lösung Handsortiereung.


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Bei maximal 100 kg Kaffeekirschen pro Tag schafft es eine sehr versierte und erfahrene Frau etwa 50 bis 60 kg vollgereifte Kaffeekirschen auszusortieren. Die restlichen Kirschen sind entweder unreif, nicht vollständig gereift, überreif oder vollständig gereift, aber falsch getrennt. Es ist jedoch eher realistisch, dass eine Frau 70 bis 80 kg statt 100 kg Kaffeekirschen pro Tag sortiert, also etwa 10 kg pro Stunde oder 160 g pro Minute.

Bezahlt bekommen diese Frauen zwischen 25.000 und 30.000 Kolumbianische Pesos pro Tag, was etwa 10€ entspricht.

Die Kosten der Handsortierung betragen somit etwa 20% des Endpreises des Kaffees. Unterschiede in der Qualität und nicht effiziente Nutzung der Zeit führen zu einer Überteuerung des Endproduktes, was vermeidbar ist.


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Menschliche Arbeit

VerbrauchteZeit


Effektivität


Raumbedarf

AllgemeineKosten

Menschliche Arbeit




Reparierbarkeit


Open Source

Anschaffungs-kosten

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Umweltfreundlichkeits- (oben) und Wirtschafl ichkeitsanalyse (unten) der Lösung Wassersortiereung.


Pinhalense LSC-5PX maquina de sorteo con agua.

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Als Nächstes habe ich die Wassersortierung analysiert. Diese ist die am meisten ange-wandte Sortiermethode in der Kaffeeindust-rie, da sie in den Verarbeitungsanlagen fest integriert ist.

Bei dieser Methode musste ich feststellen, dass die Effektivität mittelmäßig ist, dafür können jedoch sehr viele Kirschen am Tag verarbeitet werden und zudem wird hierbei keine menschliche Arbeit benötigt.

Bei den aktuellen Verfahren besteht ein sehr hoher Wasserverbrauch, weil das Wasser nicht nur für die Sortierung, sondern zusätzlich für die Verarbeitung verbraucht wird.

Die „Federación Nacionál de Cafeteros“ patentiert gerade eine weitere Methode, die wesentlich weniger Wasser verbraucht, aber weiterhin dieselbe Leistung erbringt.

Hierbei werden Kirschen in einen mit Wasser gefüllten Trichter gegossen, der eine Verbindung zu einem Rohr mit einer darin integrierten Förderschnecke besitzt. Diese Förderschnecke transportiert die reifen Kirschen, welche aufgrund ihrer hohen Dichte nach unten sinken, in einen weiteren Trichter, in dem der „Torrefacción-Prozess“ beginnt.


Maquina clasifi cadora de cristal de alta tecnología msort por Allgaier Mogensen en el nuevo diseño de designship

Sortex Z+1 - Optical Coffee Sorting Machine por Bühler

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En la solución post-sorteado automatico, existe un altísimo Nivel de efi ciencia y efectividad, puesto que factores como trabajomanual y consumo de agua son minimizados al máximo, al mismo tiempo la cantidad de semillas sorteadas en función del tiempo necesitado es excelente, lo mismo que la calidad de la distinción.

Esta solución presenta también desventajas, sobretodo desde el punto de vista social, ya que debido a sus altísimos costos de compra y generales debidos en parte al espacio que estas maquinas necesitan, así como a la alta cantidad de energía que consumen y el problema de la altísima sistematización de esta maquina, que impide „in primis“ una reparación de la misma en caso de mal funcionamiento, o en el mejor de los casos, la reparación con altísimos costos.

Este tipo de maquinaria, ampliamente usada en la industria del reciclaje, debido a sus altísimas prestaciones, separa gracias a un sistema de reconocimiento óptico los diferentes fragmentos de vidrios colorados y los sortea gracias a ráfagas de aire comprimido que alcanzan a los fragmentos en el momento justo con tal de enviarlos al contenedor indicado.

Estas maquinas son muy costosas, demasiado costosas para un productor mediano de café tanto en Colombia, como en cualquier otra región del mundo.

El principio de sorteo óptico me parece el correcto, pero este tipo de maquinarias esta diseñada para compañías multinacionales con mucho dinero y no para pequeños o medianos productores.

También hay que decir, que estas maquinas, aplicadas a la industria cafetera, se emplean principalmente como separador de granos

defectuosos, es decir como un posterior control de calidad del producto importado. es decir al fi nal del proceso de elaboración del café, que normalmente sucede en el país donde este será consumido, por lo que el valor agregado y a su modo la ganancia mayor resta en el lugar donde se realiza este paso.


Trabajo Manual

Tiempo requerido


Consumo de Agua

Efectividad


Espacio necesario

Costos generales

Trabajo manual




Reparabilidad


Open Source

Costos decompra

Analisis ecologico (arriba) y economico (abajo) de la solucion Post-sorteado automatico.

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Glassortieranlage, Msort von Allgaier Mogensen mit neue design vom designship designship

Sortex Z+1 - Optical Coffee Sorting Machine por Bühler

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Bei der Methode der Automatischen Nach-sortierung gibt es ein hohes Maß an Effi zienz und Effektivität, da Faktoren, wie Handarbeit und Wasserverbrauch minimiert werden, während die Menge an aussortiertem Saatgut im Verhältnis zur gebrauchter Zeit sehr gut ist. Genauso gut ist die Qualität der Unterscheidung.

Dieses Verfahren hat jedoch auch Nachteile, insbesondere in Bezug auf den sozialen Standpunkt. Zum einen sind die hohen Anschaffungskosten und allgemeinen Wartungskosten zu nennen, die zum Teil auf den Raum, den diese Maschinen benötigen, sowie auf die hohe Menge an Energie, die sie verbrauchen, zurückzuführen sind. Zum anderen besteht das Problem der hohen Systematisierung dieser Maschinen, die die Reparatur vom nicht-Experten „in primis“ verhindert oder die extrem hohe Reparaturkosten mit sich bringt.

Diese Art von Maschinen, die weithin in der Recycling-Industrie verwendet werden, erbringt eine sehr hohe Leistung. Sie sortiert farbige Glassplitter aus, indem sie durch optische Erkennungssysteme die Glassplitter identifi ziert und sie mit gezielten Druckluftstrahlen aussortiert.

Diese Maschinen sind sehr teuer; zu teuer für einen mittelgroßen Kaffeebauern in Kolumbien sowie in anderen Entwicklungs-ländern.

Das Prinzip der optischen Aussortierung empfi nde ich als richtig, allerdings werden diese Art von Maschinen überwiegend für multinationale Unternehmen mit viel Kapital und nicht für kleine und mittelgroße Bauern entwickelt und gestaltet.


Menschliche Arbeit

VerbrauchteZeit


Effektivität


Raumbedarf

AllgemeineKosten

Menschliche Arbeit




Reparierbarkeit


Open Source

Anschaffungs-kosten

Umweltfreundlichkeits- (oben) und Wirtschafl ichkeitsanalyse (unten) der Lösung Mechanische Sortierung.

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Menschliche Arbeit

VerbrauchteZeit


Effektivität


Raumbedarf

AllgemeineKosten

Menschliche Arbeit




Reparierbarkeit


Open Source

Anschaffungs-kosten

Umweltfreundlichkeits- (oben) und Wirtschafl ichkeitsanalyse (unten) der Vorsortierung Opensource.

70


71

Eigene Lösung: OpenSource automatische Vorsortierung.

Während der Forschung und Analyse in Kolumbien habe ich beschlossen, das Problem der Mehrwertschaffung in der Kaffeeprodukti-on zu lösen.

Dafür habe ich eine Maschine konzipiert, die fast vollständig ohne menschliche Arbeit funktioniert (abgesehen von der Zuführung des Rohmaterials, was auch automatisiert werden kann), kein Wasser verbraucht und nur sehr niedrige Kosten verursacht.

Dafür habe ich den Markt der „Hardware“, die unter CC-Lizenzen (Creative Commons) oder OpenSource arbeiten, analysiert. Unter anderem habe ich eine Organisation namens „Open Source Ecology“ gefunden, welche darüber informiert wie man Maschinen, die in verschiedenen Bereichen der Wirtschaft eingesetzt werden können, auf lokaler Ebene sowohl produzieren als auch instand halten kann.

Dieses DIY-Projekt erlaubt Landwirten und Bauern weltweit deren eigenen Maschinen, mit hoher Qualität und niedrigen Kosten zu bauen. Open Source Ecology bietet Tutorial-Videos an, in denen gezeigt wird, wie man die Maschinen selber bauen kann.

Dieses Projekt hat mir sehr geholfen, da es mir viel Inspiration geliefert hat, vor allem in der Design-Phase der „Hardware“ der Maschi-ne. Mir wurde bewusst, wie man ein Objekt auf den kleinsten Faktor minimieren kann, so dass das Ergebnis nur auf die Optimierung der Funktion orientiert ist.

Gleichzeitig bestätigte sich meine Theorie, dass Objekte, die für die Arbeit entworfen werden, in erster Linie die Funktionalität optimieren sollen.

Die Funktionalität beinhaltet sicherlich auch Benutzerfreundlichkeit, Sicherheit und alle Faktoren, die die Objekte charakterisieren, mit der der Mensch eine Art von Interaktion hat. Auf diese Weise und mit den Anforderun-gen, die ich mir für dieses Projekt gesetzt habe, entwickelte ich ein Konzept, dass diese Anforderungen befriedigt und jenes Wissen anwendet, welches ich mir während meiner Recherche und Analyse aneignen konnte.

Als Ergebnis der Konzeptentwicklung gestaltete ich eine Methode, die die Kaffeekirschen optisch aussortiert, dabei die Kosten niedrig hält und ein hohes Maß an Effektivität und Effizienz besitzt.

Mit der Möglichkeit, rund 10 Kirschen pro Sekunde in seinem Kern-Modul auszusortie-ren, ist es möglich etwa 288.000 Kirschen in acht Stunden Arbeit auszusortieren.

Da auf einem Hektar Land rund 15.000 Bäume gepflanzt werden können und diese etwa 25.000 Kirsche pro Saison (geteilt durch die Monate zwischen August und November) liefern, können wir davon ausgehen, dass eine Plantage mittelmäßiger Größe (100.000 Bäume) während der Haupternte etwa 160 Millionen Kaffeekirschen liefern kann. Diese Anzahl an Kaffeekirschen ver-teilt sich auf die Monate der Haupternte, was rund 41,5 Millionen Kirschen pro Monat oder 1.388.000 Kirschen pro Tag bedeutet.

Dementsprechend ist eine Maschine mit fünf Basismodulen für eine Plantage mit etwa 100.000 Bäumen ausreichend, um der Notwendigkeit die Früchte zu trennen gerecht zu werden.


Trabajo Manual

Tiempo requerido


Consumo de Agua

Efectividad


Espacio necesario

Costos generales

Trabajo manual




Reparabilidad


Open Source

Costos decompra

Analisis ecologico (arriba) y economico (abajo) de la solucion Pre-sorteado automatico OpenSource.

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73

Solución propia, Pre-sorteado automatico OpenSource.

Atravez de la investigación y el análisis hechos en Colombia, me decidí a solucionar el problema de la creación de valor agregado durante el proceso productivo del café.

Para esto preví una maquina que funciona casi completamente sin intervención huma-na (aparte de recibir la materia prima, este pasaje también puede ser automatizado), sin consumo de agua y a bajo costo.

Para esto revise en el mercado de los „Hardware“ que funcionan bajo licencias de CC (Creative Commons) o Opensource. Entre otros encontré una organización que se llama „Open Source Ecology“ que investiga, crea y distribuye informaciones sobre como const-ruir maquinarias que pueden ser utilizadas en diferentes sectores de la economía, a un nivel local (tanto la producción como el manteni-miento).

Este proyecto DIY, permite a agricultores del mundo construir maquinarias de alta calidad, bajo costo y muy simples.Open Source Ecology, esta haciendo vídeos, donde enseñan como fabricar las maquinas.

Este proyecto me sirvió mucho de inspiración, sobre todo en la fase de diseño de la maquina a nivel físico, puesto que me mostró como es posible minimizar un objeto hasta su mínimo factor, persiguiendo únicamente la optimiza-ción de la función.

Al mismo tiempo ratifico mi teoría, que los objetos diseñados para el trabajo, deben perseguir primordialmente la optimización de la propia funcionalidad, esta funcionalidad comprende ciertamente la usabilidad y todos los factores de seguridad que caracterizan a los objetos con los que el hombre, tiene algún

tipo de interacción y con mayor importancia si están hechos para cumplir alguna labor en relación con el hombre.

De este modo y con las exigencias que yo mismo me plantee para este proyecto proseguí a desarrollar un concepto que satisfajera estos parámetros haciendo uso de los conocimientos adquiridos tanto a nivel del proceso, como a nivel ergonómico.

Como resultado del desarrollo del concepto, diseñe una solución que permite sortear las cerezas de café de manera óptica, que tiene un muy bajo costo, con un alto indice de eficacia y eficiencia.

Con la posibilidad de sortear al rededor de 10 cerezas por segundo en su modulo básico, podemos prever una elaboración de 288.000 cerezas en 8 horas de trabajo

Teniendo en cuenta que en una hectárea de tierra con una plantación de cafe se pueden tener alrededor de 15.000 plantas con una producción de 25.000 cerezas por temporada (repartida entre los meses de agosto y noviembre), podemos suponer que una finca de grandeza intermedia (100.000 arboles) produzca en temporada de cosecha alrededor de 160 millones de cerezas de café, que repartidas entre los mese de cosecha principal darían alrededor de 41.5 millones de cerezas al mes o 1.388.000 cerezas al día, es decir que con cinco módulos básicos una plantación con alrededor de 100.000 arboles podría satisfacer completamente la necesidad de separar los frutos.


Trabajo Manual

Tiempo requerido


Consumo de Agua

Efectividad


Espacio necesario

Costos generales

Comparación de las cuatro soluciónes desde el punto de vista ecologico

74


Trabajo Manual

Tiempo requerido


Consumo de Agua

Efectividad


Espacio necesario

Costos generales

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Trabajo manual




Reparabilidad


Open Source

Costos decompra

Comparación de las cuatro soluciónes desde el punto de vista económico

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Trabajo manual




Reparabilidad


Open Source

Costos decompra

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Menschliche Arbeit

VerbrauchteZeit


Effektivität


Raumbedarf

AllgemeineKosten

Direkter Vergleich der Lösungsansetze (Umweltfreundlichkeitsanalyse)

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Menschliche Arbeit

VerbrauchteZeit


Effektivität


Raumbedarf

AllgemeineKosten

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Menschliche Arbeit




Reparierbarkeit


Open Source

Anschaffungs-kosten

Direkter Vergleich der Lösungsansetze (Wirtschaftlichkeitsanalyse)

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Menschliche Arbeit




Reparierbarkeit


Open Source

Anschaffungs-kosten

81

Organizacion de las Cerezas

Reconoci-miento del Color

Input de Material

Reihung der Kirschen

Erkennung der Farbe

Materielle Inputs

Möglische Prozessverlauf

Previsión de andamiento del proceso

Konzept bis Modell

82

Sorteadopor color

EspacioColor A

Espacio Color B

Output de Material

Output deInformación

Sortierung nachFarbe

FarbfeldA

FarbfeldB

Materielle Outputs

Informations-Output

Del concepto hasta el Modelo

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Konzept bis Modell

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85

CMUcam4

Konzept bis Modell

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Farberkennung

Die Trennung der Kirschen basiert auf der Defi nition von zwei Farbräumen, welche von mir entwickelt wurden. Die Farbräume konnte ich mithilfe der Bilder, die ich während meines Besuches auf den Plantagen gemacht habe, festlegen. In diesen Bildern dokumentierte ich die Defi nition der perfekten Kirsche für verschiedene Experten der Kaffeeindustrie.

Die von der Kamera gesammelten Bilder der Kirschen werden mit den Farbfeldern verglichen und aufgrund des Vergleichs wird letztendlich entschieden, ob die Kirsche in die eine oder die andere Gruppe gehört.

Um eine optimale Erkennung der Kirsche zu erreichen, ist es notwendig, den Erfassungs-mechanismus effektiv zu positionieren. Dieser kann sich wie folgt befi nden:

• Parallel• In Serie• Sowohl parallel als auch in Serie

Um die Bilder aufzunehmen, können die folgenden Erkennungsmechanismen verwen-det werden:

• Kleine Videokamera• Kleine Fotokamera (schwarzweiß) • Kleine Fotokamera (Farbe)

Arduino Due


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• Professionelle KamerasNach Überprüfung der verschiedenen Kameras auf dem Markt, habe ich mich dazu entschlossen die CMUcam4 zu verwenden. Die CMUcam4 ist eine kleine Fotokamera, die „Color-tracking“ verwendet. Sie macht sowohl Fotos als auch Videos, da sie bis zu 30 Bilder pro Sekunde machen kann.

Zudem ist die CMUcam4 wie Arduino ein OpenSource-Projekt, wodurch automatisch alle Lizenzkosten entfallen.

Die CMUcam4 wurde als Schild für Arduino konzipiert, beide sind mit C + + programmier-bar, was eine reibungslose Kommunikation zwischen den beiden Platten erlaubt.

Die CMUcam4 benötigt eine kontrollierte, von Sonnenlicht isolierte Beleuchtung (weich, neutral und indirekt).

Das Arduino-Board wird mit C + + so programmiert, dass es die Informationen (R, G, B Werte), die es von der CMUcam4 bekommt, analysieren kann.Arduino vergleicht die drei Werte der Kirschen mit dem kleineren Farbraum, so dass es weiß, ob die Kirsche zu einem der beiden Farbräume gehört und um dementsprechend eine Entscheidung zu treffen.

Definition des Farbfeldes

R: 255 MAXG: 080 MAXB: 080 MAX# ff 50 50

R: 200G: 080 MAXB: 080 MAX# c8 50 50

R: 255 MAXG: 000 MINB: 080 MAX# ff 50 50

R: 200G: 000 MINB: 080 MAX# c8 00 50

R: 255 MAXG: 000 MINB: 000 MIN# ff 50 50

R: 200G: 000 MINB: 000 MIN# c8 00 00

R: 255 MAXG: 080 MAXB: 000 MIN# ff 50 50

R: 200G: 080 MAXB: 000 MIN# c8 50 00

a e

c

b f

d g

Konzept bis Modell

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Chromatischer Input

Die Farbe der Kirschen kann recht unter-schiedlich sein. Sie kann zwischen grün, gelb, orange, rot und braun variieren. Des Weiteren sind auch Mischungen von diesen Farben möglich.

Farbräume sind in A und B unterteilt, wobei B die weniger reifen Kirschen darstellt, was in der Tat über die Farbe zu erkennen ist.Kirschen mit Farben zwischen grün und orange gehören in den Farbraum B, genauso wie diejenigen, die Mischungen aus diesen Farben mit rot enthalten.

Es ist wichtig zu erwähnen, dass die CMUcam4 dem Arduino einen durchschnitt-lichen Wert von der Farbe auf dem Bild, das heißt Mischungen, liefert.

Um nur die Kirschen mit einem hohen Reifegrad auszuwählen, war es notwendig, den Farbraum für diese Eigenschaft entsprechend zu definieren.Diese Bestimmung habe ich nicht willkürlich gemacht, sondern nach Interviews mit mehreren Kaffeepflückern, Kaffeebauern und Experten aus der „Federación Nacional de Cafeteros de Colombia“. Auf diese Weise konnte ich einen genauen Wert für den Farbraum bestimmen, auch wenn dies teilweise abhängig von der Subjektivität der Befragten war.

Identifizieren und Vergleichen

Programme wie Colortracker und andere Farberkennungssoftware sind als Open Source im Netz verfügbar. Diese konnten umgeschrieben werden, um den Vergleich zwischen der Farbe der Kirschen und den Farbräumen machen zu können.

Das für die Kirschsortierung genutzte Programm wurde in Zusammenarbeit mit Marcel Weller, Mechatronik Student in der DHBW (Duale Hochschule Baden-Württem-berg) in Stuttgart, geschrieben.

Als Grundlage für die Farbe haben wir den Farbraum verwendet, welchen wir im Voraus bereits definiert haben. Im Anschluss haben wir die Grenzen des Farbraumes mit einer Funktion identifiziert, der den akzeptierten Wert definiert.

a

b

b

c

c

d

e

f f

g h

h

i

j

k

k

R

B

G

100

40

40

80

80

200

255

Definition des Farbfeldes

R: 200G: 080 MAXB: 080 MAX# c8 50 50

R: 100 MING: 040B: 040# 64 28 28

R: 200G: 000 MINB: 080 MAX# c8 00 50

R: 100 MING: 000 MINB: 040# 64 00 28

R: 200G: 000 MINB: 000 MIN# c8 00 00

R: 100 MING: 000 MINB: 000 MIN# 64 00 00

R: 200G: 080 MAXB: 000 MIN# c8 50 00

R: 100 MING: 040B: 000 MIN# 64 28 00

h

j

i

k


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Zuerst wird der Wert von R, dann der von G und anschließend der von B verglichen, so dass, wenn einer der Werte nicht mit dem Wert seiner Variabel übereinstimmt, der Vergleich mit den beiden anderen Variabel gespart wird.

Da R der wichtigste Wert für den Vergleich ist, können wir eine Menge Arbeitsspeicher in dem Prozess sparen. Dadurch kann Ardu-ino auch bei einer Geschwindigkeit von 10 Bildern pro Sekunde eine optimale Leistung liefern.

Ausgabe

Die Aussortierung der Kirschen kann gleich-zeitig oder nach der Erkennung in einem weiteren Schritt erfolgen. In jedem Fall geschieht dies über Luftdruck. Wenn Arduino einen elektrischen Impuls sendet, öffnet sich das Magnetventil was dazu führt, dass die Kirschen durch eine Luftströmung hygienisch vom Förderband aussortiert werden.

Konzept bis Modell

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CMUcam4

Konzept bis Modell

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Detección del color

El proceso de separación de las cerezas se basa en la defi nición de dos campos de color, estos fueron desarrollados gracias a las imáge-nes conseguidas en mi visita a Colombia, en estas imágenes se ve la defi nición de la cereza ideal por parte de diferentes expertos en el campo del café.

Las imágenes recolectadas por la camara deben ser comparadas con los campos de color y en base a la comparación se puede decidir si la cereza es aceptada en el uno o en el otro grupo.

Para lograr un optimo reconocimiento de la cereza, es necesario posicionar de manera efectiva el mecanismo de detección de la imagen. Este/-os pueden esta ubicados:

• En paralelo• En serie• Tanto en paralelo que en serie

Para obtener las imágenes debemos usar uno de los siguientes mecanismos de detección:

•Pequeña/-s cámara/-s de vídeo•Pequeña/-s cámara/-s en blanco y negro•Pequeña/-s cámara/-s a color•Cámaras profesionales a gran costo

Arduino Due


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Luego de verifi car las diferentes cámaras presentes en el mercado, decidí usar la CMUcam4, esta es una pequeña fotocama-ra usada en reconocimiento de color, puede hacer vídeos y fotos, puesto que logra tomar hasta 30 fotogramas al segundo.

Ademas de esto, la CMUcam4 es al igual que Arduino, un proyecto OpenSource, lo que elimina automáticamente los posibles costos de licencias.

CMUcam4 esta diseñada como un „Shield“ (escudo) para Arduino, ambas platinas son programables con C++ lo que permite una comunicación perfecta entre las dos platinas.

La CMUcam4 necesita de una iluminación controlada, suave, neutral e indirecta, aislada de la luz solar.

La platina de Arduino debe ser programada con C++ para que reciba y analice las informaciones (datos R,G,B) que la CMUcam4 le propicia.

Arduino debe comparar los tres valores de las cerezas con el espacio color mas pequeño, de este modo puede saber si la cereza pertenece a uno de los dos y posteriormente que decisión tomar.

Definición del espacio color

Konzept bis Modell

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Input cromatico

El color de las cerezas puede ser muy variable, este puede variar entre verde, amarillo, naranja, rojo, marrón. Mezclas entre estos colores son posibles.

Los espacios de color se dividen en A y B, donde B son las cerezas de menor maduración, hecho que se refleja en su coloracion. Las cerezas con colores entre verde y naranja serán incluidas en B, lo mismo que aquellas que presenten mezclas de estos colores con rojo.

Es necesario decir que la CMUcam4 da a Arduino un valor medio del color de la foto, es decir, que en caso de mezclas la decisión se hará en base al color predominante en la misma.

Para elegir dentro del grupo A solo a las cerezas con un elevado grado de maduración, es necesario establecer el espacio color que corresponde a esta característica.Esta determinación no se ha tomado arbitrariamente, se hizo después de las entrevistas a varios recolectores de café, productores de café y expertos de la „Federación Nacional de Cafeteros de Colombia“ por lo que podemos determinar que los valores si no completamente fieles a la subjetividad de cada uno de los entrevistados, representa en gran medida el resultado de las entrevistas.

Identificar y comparar

Colortracker y programas similares de reconocimiento de color están disponibles como código OpenSource en la red, estos podrían ser reescritos para hacer la compa-ración con las zonas de color y dar el output requerido.

El programa para nuestra maquina fue escrito en colaboración con Marcel Weller, estudiante de mecatronica en la DHBW (Duale-hochschu-le Baden-Württemberg) en Stuttgart.

Como base para el color, usamos el espacio color definido precedentemente e identificamos los limites del mismo con una función que define el valor aceptado.

R: 255 MAXG: 080 MAXB: 080 MAX# ff 50 50

R: 200G: 080 MAXB: 080 MAX# c8 50 50

R: 255 MAXG: 000 MINB: 080 MAX# ff 50 50

R: 200G: 000 MINB: 080 MAX# c8 00 50

R: 255 MAXG: 000 MINB: 000 MIN# ff 50 50

R: 200G: 000 MINB: 000 MIN# c8 00 00

R: 255 MAXG: 080 MAXB: 000 MIN# ff 50 50

R: 200G: 080 MAXB: 000 MIN# c8 50 00

a e

c

b f

d g

Definición del espacio color


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Primero el valor de R, luego el de G y posteriormente el de B, lo que permite que al no coincidir el valor de la primera variante, la comparación para las otras dos viene ahorrada, y siendo R el valor mas importante en la comparación, ahorramos mucha memoria en el proceso, permitiendo un optimo funcionamiento de Arduino incluso con un rate de10 fotos al segundo.

Output

El sorteo de las cerezas puede ocurrir simul-táneamente o después de la detección en una etapa adicional, en todo caso este sucede atravez de una rafaga de aire expulsada atravez de un válvula magnética que se abre cuando Arduino manda un impulso eléctrico, permitiendo expulsar la cereza de manera higiénica sin contacto con otros elementos.

a

b

b

c

c

d

e

f f

g h

h

i

j

k

k

R

B

G

100

40

40

80

80

200

255

R: 200G: 080 MAXB: 080 MAX# c8 50 50

R: 100 MING: 040B: 040# 64 28 28

R: 200G: 000 MINB: 080 MAX# c8 00 50

R: 100 MING: 000 MINB: 040# 64 00 28

R: 200G: 000 MINB: 000 MIN# c8 00 00

R: 100 MING: 000 MINB: 000 MIN# 64 00 00

R: 200G: 080 MAXB: 000 MIN# c8 50 00

R: 100 MING: 040B: 000 MIN# 64 28 00

h

j

i

k

Konzept bis Modell

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En cuanto al diseño de la forma, he decidido minimizar formalmente lo mas posible todos los elementos de la clasificadora de café de tal modo, que la forma sea solo el resultado de la minimización y la funcionalidad.

En los primeros sketches, se ve claramente la presencia de elementos formales, que no tienen ninguna función lógica, aparte de crear una mayor atractividad en el producto.Aplique colores y bordes para resaltar la agresividad y la hombría de la maquina, creando de este modo una sensación de fuerza y virilidad, que posteriormente se demostraron innecesarias.

Otra razón muy fuerte que me ayudo a tomar decisiones sobre la forma y los elementos de diseño de la Clasificadora, es el hecho que la maquina debía ser diseñada para poder ser producida en los lugares mas remotos de las zonas cafeteras, por simples mecánicos (luego de la adquisición de las partes electrónicas), con el menor numero de soldaduras posibles y de modo tal, que al final de su vida útil pudiesen ser desensambladas y reutilizadas sin ningún contratiempo.

Por este motivo reduje la cantidad de formas posibles al mínimo dispensable, recurriendo a uniones a través de tornillos y tuercas, es decir, a uniones siempre de dos superficies tangentes.

Bajo estas circunstancias me fue claro que el cuerpo de mi maquina debía estar conformado por una serie de perfiles de aluminio (aunque si en realidad cada persona podría construirla con perfiles del material de su preferencia siempre y cuando la estructura logre sostener sin problemas el peso) cuadrados, que albergarían en si, los componentes mas grandes y pesados de la maquina, y un cuerpo saliente, que contendría los componentes


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Konzept bis Modell

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electrónicos mas sensibles y al mismo tiempo que serviría como principal punto de interacción con la maquina (aparte del punto donde se haría el input de las cerezas).

La topología donde la maquina podría entrar en uso, tal como el peso y la cantidad de material a clasificar, el modo de uso y la relación hombre-maquina, me llevo a modificar en el trayecto del proceso de diseño varios elementos y posiciones de los mismos para permitir una optimisación en todos los sentidos.

Estos cambios a nivel formal y organizacional, representan en primera instancia las decisiones mas importantes a nivel de diseño, pues fueron estas las variables que me guia-ron a la forma final de la maquina.

luego de fijados varios parámetros decidí verificar los elementos que debería contener mi maquina (varios de estos los di por descontado, dada la inminente necesidad de utilizarlos).

En primera instancia decidí usar un ordenamiento horizontal, donde las cerezas serian colocadas en un tipo de embudo el cual dejaría pasar pequeñas cantidades a la vez. Las cerezas que lograran pasar entrarían en un juego de bandas que las portarían a un ordenamiento singular, es decir, las cerezas se organizarían en linea, permitiendo a la cámara tomar las imágenes necesarias para el reconocimiento de la cereza.

También analice la opción de utilizar una banda transportadora, que guiase las cerezas en dirección a una rueda dentada, que a su vez dividiría las cerezas, organizadoras en una linea y de este modo permitiendo tomar las fotos necesarias. Con esta idea reduje la cantidad de partes necesarias, pero aun eran muchas.


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Konzept bis Modell

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Konzept bis Modell

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Buscando siempre una posterior minimizaron del sistema, proseguí a unificar la banda transportadora con el elemento separador de las cerezas, de este modo logre eliminar una de las partes innecesarias en la maquina, logrando una mayor eficiencia en cuanto a la materia prima y los costos necesarios para la producción de la misma.

El elemento de la banda transportadora, sufrió a su vez varios cambios durante el proceso, paso de cintas como las de los cinturones de seguridad, a cadenas de bicicleta con contenedores agregados, hasta llegar al diseño actual

Esta banda transportadora, la diseñe inspirado en las correas de transmisión en los motores de los automóviles. en estos, las correas de transmisión, tienen una superficie dentada y otra liza, en esta ultima, me propuse crear agujeros que permitieran entrar solo una cereza a la vez, y de este modo resolver el problema de la separación de las cerezas

El embudo fue desde el comienzo un elemento muy importante, puesto que cumple una función primordial en la maquina (contener las cerezas y dirigirlas hacia un lugar especifico) y es un factor formal muy importante, siendo el elemento mas visible de la maquina.


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Die Interaktions-lemente

Konzept bis Modell

Interaktions-elemente sind Farblich kodiert und gut erkenntbar

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El embudo también sufrió una serie de cambios importantes en función a la evolución del proyecto.

El embudo inicial poseía diversos escalona-mientos que permitirían generar un recorrido mas largo para las cerezas, mientras que las individualizaba (parcialmente) en su camino hacia la banda de transmisión.

Paralelo a la evolución del embudo, la organización de los elementos de la maquina, sufrió un cambio drástico, paso de ser completamente horizontal, a ser inclinado.

Gracias a diferentes pruebas, simulando el embudo y la banda transportadora, pude darme cuenta que el ángulo de 40 Gradosera el mas indicado para transportar las cerezas de manera segura y eficiente.

En una posterior evolución, el embudo tomo una forma mucho mas básica, adquiriendo una forma piramidal con un escalonamiento (que no cambiaba la dirección del andamiento de las cerezas) en tres de sus caras, dejando una completamente liza.

Razonamientos sobre el funcionamiento de la maquina, me llevaron a dividir la cara liza de la pirámide permitiendo el libre transcurso de la banda transportadora en su intermedio y dando la posibilidad de intercambiar la banda transportadora (en caso de desgaste) mucho mas fácilmente.

Elementos como el motor, la batería que daría la energía a la maquina, así como el compartimiento donde se encontrarían los elementos electrónicos tomaron forma.

Gracias a las variables y a las exigencias técnicas de los elementos electrónicos (Arduino y CMUcam4) definí el compartimiento donde se lleva a cabo

el reconocimiento y el sorteo de las cerezas.

La desarmabilidad, fue uno de los factores mas importantes al momento de decidir la forma del mismo, para optimizar esta función decidí en un principio usar dos partes iguales que se cerrarían apoyados en lenguas que saldrían del perfil portante.

Posteriormente decidí hacer las dos partes diferentes, dandole a cada una, una función individual. de este modo logre reducir la can-tidad de material utilizado para esta parte. Apoyado a un perfil que parte desde la parte baja de la estructura, el compartimiento,

Konzept bis Modell

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debía brindar espacio para albergar los componentes electrónicos, dejar pasar la banda transportadora por su interior y proteger la CMUcam4 de la luz solar.

Al mismo tiempo debería ser el lugar donde se lleva a cabo el encendido de la maquina y donde se encuentra una conexión USB para comunicarse con el Arduino y poder obtener datos sobre el sorteo de los colores.

La forma del contenedor fue posteriormente reducida a superficies planas, con agujeros necesarios para la interacción y el ingreso y salida de la banda transportadora, dando

una mayor coherencia formal a la maquina.

Durante el proceso de diseño de la maquina estuve tentado a hacer del contenedor un objeto casi ajeno al resto de la maquina, que mostrase mis habilidades para la generación de formas, pero muy pronto desistí de esta idea, conjugando el diseño del contenedor con el espíritu de sencillez, minimizaron y de funcionalidad que rigieron mi proyecto desde el inicio.


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Konzept bis Modell

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Hinsichtlich der Gestaltung der Form, habe ich beschlossen, alle Elemente der Kaffeesortierung so viel wie möglich zu minimieren, so dass die Form nur das Ergebnis der Minimierung und der Funktionalität darstellt.

In den frühen Skizzen zeigte ich deutlich formale Elemente, die keine logische Funktion hatten, außer der Erhöhung der Attraktivität des Produktes.Ich habe zudem Farben und Kanten benutzt, um die Aggressivität und Männ-lichkeit der Maschine hervorzuheben, wobei sich dieses Gefühl der Stärke und Männlichkeit später als unnötig bewies.

Ein weiterer sehr wichtiger Aspekt, der mich bei der Entscheidung über die Form und Design-Elemente der Sortiermaschine beeinflusste, ist die Tatsache, dass die Maschine so gestaltet werden sollte, dass sie in den entlegensten Kaffeeanbauge-bieten von einem einfachen Mechaniker (nach Erwerb der elektronischen Teile) mit möglichst wenigen Schweißnähten hergestellt werden kann. So wird gewähr-leistet, dass die Maschine am Ende ihrer Nutzungsdauer ohne Problem zerlegt und wiederverwendet werden kann.

Aus diesem Grund reduzierte ich die Anzahl der möglichen Formen und

Konzept bis Modell

113

entschied mich für die Verbindung zweier Oberflächen mit Schrauben und Muttern. Unter diesen Umständen war klar, dass ich den Körper meiner Maschine aus viereckigen Aluminium-Profilen herstellen musste – auch, wenn jede Person letzt-endlich seine Maschine mit dem Stoff seiner Präferenz bauen könnte, solange die Struktur es schafft, das Gewicht zu tragen.

Die Grundstruktur beinhaltet sowohl den Motor als auch die Batterie und den Luftkompressor, während sich die elekt-ronischen Komponenten in einer aus dem Grundkörper herausgehenden Struktur

befinden. In diesem Teil besteht auch die Hauptinteraktion zwischen Mensch und Maschine.

Die Topologie, wo die Maschine gebraucht werden könnte, das Gewicht, die Menge an Material, die aussortiert werden müsste, die Art der Nutzung sowie die Interaktionen zwischen Mensch und Maschine haben mich dazu bewegt, von Anfang an diese Faktoren in meinem Designprozess zu berücksichtigen und dementsprechend möglichst breite Optimierungen zu schaffen.


114

Diese formalen und organisatorischen Änderungen stellten in erster Instanz die wichtigsten Entscheidungen in Bezug auf Design dar, da diese Variablen mich auf dem Weg zur endgültigen Form der Ma-schine führten.

Nachdem ich einige Parameter festgelegt habe, habe ich beschlossen die Elemente, die meine Maschine enthalten soll, zu überprüfen. Mehrere Elemente bedurften keiner Überprüfung, da ich sie angesichts des bevorstehenden Bedarfs sie zu

verwenden als selbstverständlich empfunden habe.

Anfangs habe ich mich dazu entschieden, eine horizontale Staffelung zu benutzen, bei der Kirschen in einen Trichter gelan-gen, der kleine Mengen auf einmal durch-gehen lässt. Die Kirschen werden durch die Schwer-kraft nach unten gedrückt, so dass sie einzeln auf ein Förderband fallen. Im Anschluss werden sie vor der Kamera durchlaufen, welche Bilder für die

Konzept bis Modell

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Erkennung der Kirschen aufnimmt.

Ich habe auch über der Möglichkeit nach-gedacht, ein Förderband einzusetzen, das die Kirschen gegen ein Zahnrad trans-portiert. Gehen die Kirschen durch das Zahnrad durch, werden sie separiert und genügend Abstand wird zwischen sie gebracht, um die benötigten Bilder aufnehmen zu können.Mit dieser Idee konnte ich jedoch meinem Anspruch, die Anzahl der erforderlichen Teile zu reduzieren, nicht gerecht werden.

Immer suchend nach weiteren Reduzie-rungen im System, versuchte ich das Förderband mit dem Trennelement zu vereinheitlichen. Damit gelang es mir, unnötige Teile in der Maschine zu vermei-den und dadurch mehr Effizienz in Bezug auf Rohstoff und Kostenaufwand bei der Herstellung zu erreichen.

Das Förderband selbst erlebte wiederum mehrere Veränderungen während des Prozesses. Von Sicherheitsgurten auf Fahrradketten mit einem extra dazu addierten Behälter bis zum aktuellen Design, die Veränderungen gingen immer in Richtung der Vereinfachung.

Bei der Gestaltung des Förderbandes dienten mir Antriebsriemen in Pkw-Motoren als Inspiration. Die so genannten Keilriemen haben eine verzahnte Oberfläche und eine glatte Oberfläche, auf der ich Löcher anbringen wollte.In diese Löcher sollte nur jeweils eine Kirsche rein kommen, so dass ich damit das Problem der Trennung der Kirschen lösen konnte.Am Ende baute ich mir selbst eine Form und goss ich meinen Keilriemen.Der Trichter war von Anfang an ein sehr wichtiges Element, da er eine bedeutende Rolle in der Maschine erfüllt, indem er die Kirschen erhält und diese an einen bestimmten Ort leitet. Auch formal ist der Trichter ein sehr wichtiger Faktor, weil er das sichtbarste Element der Maschine ist.

So durchlebte auch der Trichter eine Reihe wichtiger Veränderungen während der Entwicklung meines Projektes.Der ursprüngliche Trichter hatte verschie-dene Abstufungen, die einen längeren


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Weg für die Kirschen verursachten, während er sie (teilweise) auf dem Weg zum Förderband vereinzelte.

Parallel zur Entwicklung des Trichters wurde die Organisation der Elemente in der Maschine drastisch verändert; sie ging von ganz flach auf geneigt.

Durch verschiedene Tests habe ich den Trichter und das Förderband simuliert. Dabei konnte ich feststellen, dass ein Winkel von 40 Grad für den Transport der Kirschen sehr sicher und effizient ist.

In einer weiteren Entwicklung nahm der Trichter eine Pyramidenform mit einer Stufung auf drei Seiten an, so dass eine Seite völlig glatt blieb.Nach mehreren Versuchen, Zeichnungen und CAD Modellen, musste ich die eine glatte Seite des Trichters in zwei teilen, so dass das Förderband dazwischen passte.

Elemente wie der E-Motor, die Batterie, die die Stromversorgung der Maschine ge-währleisten muss, sowie das Fach, in das die Elektronik reinpassen soll, nahmen Form an.Dank der Variablen und der technischen Anforderungen der Elektronik (Arduino und CMUcam4) habe ich das Fach defi-niert, in welchem die Erkennung und Aussortierung der Kirschen stattfindet.

Die Zerlegbarkeit war einer der wichtigs-ten Faktoren bei der Entscheidung welche Form die Maschine annehmen musste. Um diese Funktion zu optimieren, habe ich zunächst beschlossen, zwei symmetrische Teile zu gestalten, welche an einem aus dem Körper herauskommendem Profil

festgeschraubt werden sollen.

Im Anschluss habe ich mich dazu entschieden, den Körper aus zwei unterschiedlichen Teilen zu gestalten, so dass jeder Teil eine eigene Funktion hat. Dadurch gelingt es mir, die Menge des Materials für diesen Teil zu verringern. Unterstützt durch ein Profil, welches am Boden des Körpers beginnt, sollte der Behälter genügend Platz haben, um die elektronischen Komponenten zu beinhalten, das Förderband durch den Innenraum durchlaufen zu lassen und zudem die CMUcam4 vor Sonnenlicht zu schützen.

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Otra de las exigencias para este proyecto es la modularidad y la posibilidad de expandir la efectividad a través del aumento de los elementos electrónicos.

Definida la forma del modulo base, me enfrente al problema de la organización espacial generando una solución muy sencilla, la colocación de un contenedor para las cerezas no aceptadas en la parte intermedia de dos modulos y dos contenedo-res para las cerezas AAA

El posterior desarrollo de esta maquina permitirá abordar problemas que hasta el momento por falta de financiación no han podido ser abordados.

Pero como todo Proyecto OpenSource sera el publico y el resto de las personas a continuar trabajando y optimizando esta labor.

La primera piedra esta puesta, es tiempo de contruir nuevos valores para la humanidad.


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Gleichzeitig sollte dies der Ort sein, wo die Maschine an- und ausgeschaltet werden kann, wo sich der Not-Aus-Knopf befindet und wo eine USB-Verbindung vorhanden ist, um mit dem Arduino zu kommunizieren und Daten über die Aussortierung der Farben zu erhalten.

Die Form des Behälters wurde später auf gebogene flache Ebenen reduziert, was eine weitere formale Kohärenz an der Maschine ergab.

Während des Design-Prozesses von der Maschine habe ich anfangs versucht den Behälter so zu gestalten, dass er sich vom Rest der Maschine, die sehr minimalistisch und einfach gestaltet ist, abhebt. Dadurch wollte ich meine Fähigkeiten zeigen, interessante Formen zu erzeugen. Bald gab ich diese Idee jedoch auf und kombinierte stattdessen das Design des Behälters mit dem Geist der Einfachheit, Minimierung und Funktionalität, die mein Projekt von Anfang an stark beeinflusst haben.

Ein weiterer Anspruch für dieses Projekt ist die Modularität und die Möglichkeit der Erweiterung durch eine erhöhte Wirksamkeit der Elektronik.

Da das Basismodul schon definiert ist, steht man nun vor dem Problem der räumlichen Organisation, dessen Lösung im Einsatz von Behältern zu finden ist.

Der Behälter der Mitte dient primär dazu, die nicht voll-ausgereiften Kirschen zu sammeln. Er kann anschließend per Hand weggetragen und entleert werden.

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Zwei Behälter müssen die ausgereiften Kirschen auffangen.

Weitere Studien über die genaue Positio-nierung werden folgen.

Aufgrund des knappen Zeitrahmens und der Finanzierungsschwierigkeiten konnte ich nur die in meiner Arbeit aufgeführ-ten Erkenntnisse sammeln, wobei weitere Analysen und Lösungsansätze in Zukunft folgen werden.

Wie jedes OpenSource-Projekt wird die Öffentlichkeit bestimmen, wie schnell und wie weit die Entwicklung von dieser Maschine voranschreiten wird.

Der erste Stein wurde gelegt. Es ist Zeit, um neue Werte für die Menschheit zu schaffen.


Quellenangaben

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MALDONADO, Tomás: Disegno industriale: un riesame: Milano : Feltrinelli, 1991

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Quellenangaben

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Bilder / Fotografias

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