Diseño de mecanismo como complemento en el proceso de

Diseño de mecanismo como complemento en el proceso de enmallado de ajos para

la empresa Surtifruver de Risaralda

Juan Bautista Giraldo Jaramillo

Director de proyecto de grado: Gustavo Adolfo Peña Marín

Universidad Católica de Pereira

Facultad de arquitectura y diseño

Diseño industrial

Pereira - 2020

ii

Tabla de contenido

Tabla de contenido...................................................................................................... ii

Lista de figuras ........................................................................................................... v

Lista de tablas ............................................................................................................ vi

Resumen ..................................................................................................................... 1

Introducción ................................................................................................................ 2

Descripción del problema ........................................................................................... 3

Justificación ................................................................................................................ 5

Objetivos ..................................................................................................................... 9

Objetivo general .................................................................................................... 9

Objetivos específicos ............................................................................................. 9

Marco teórico .............................................................................................................. 9

Marco conceptual .................................................................................................. 9

Ergonomía ......................................................................................................... 10

Ergonomía de producción ................................................................................. 12

Ergonomía antropométrica ................................................................................ 14

Biomecánica ocupacional .................................................................................. 15

Empaque ............................................................................................................ 15

Materiales para empaques alimenticios............................................................. 16

Funciones mecánicas de control manual ........................................................... 18

iii

Automatización ................................................................................................. 18

Usabilidad.......................................................................................................... 20

Marco geográfico ................................................................................................ 21

Marco legal .......................................................................................................... 22

Ministerio de salud ............................................................................................ 23

Ministerio de Salud la resolución numero 14712............................................ 23

Decreto No. 2333 .............................................................................................. 23

Empaque de conservación ................................................................................. 24

Identificación ..................................................................................................... 25

Estado del arte .......................................................................................................... 25

Sistema de orientación y posición .................................................................. 28

Sistema de arrastre y posición ....................................................................... 28

Sistema electrónico de control ........................................................................ 29

Sistema de sellado ............................................................................................ 29

Antecedentes ........................................................................................................ 31

Metodología .............................................................................................................. 32

-Es pertinente conocer a las personas que utilizarán el sistema. .................... 34

-Saber cuáles son sus necesidades y objetivos. ................................................. 34

-Proporcionar o generar las opciones de diseño. ............................................. 35

-Evaluación final del usuario referente al nuevo proceso. .............................. 35

iv

Análisis ..................................................................................................................... 36

Entrevista ............................................................................................................. 37

Tipologías ................................................................................................................. 38

Requerimientos ......................................................................................................... 41

Concepto ................................................................................................................... 44

Alternativas y simulación de diseño ......................................................................... 45

Evaluación de alternativas ........................................................................................ 48

Pruebas ..................................................................................................................... 49

Componentes de diseño ............................................................................................ 51

Dosificación. ......................................................................................................... 51

Producto final y usabilidad ....................................................................................... 54

Despiece de los elementos ........................................................................................ 55

Planos técnicos ......................................................................................................... 56

Proceso productivo ................................................................................................... 57

Tabla de costos ......................................................................................................... 58

Conclusiones ............................................................................................................. 59

Bibliografía ............................................................................................................... 60

Anexos ...................................................................................................................... 61

-Entrevista a ingeniero industrial Jorge delgado egresado (UTP) ........................ 61

v

Lista de figuras

Figura 1Puesto de trabajo. Proceso de enmallado (lanzador), fuente propia. ......... 10

Figura2.Puesto de trabajo. Proceso de enmallado (sellador), fuente propia. .......... 10

Figura 3. Efectos de la ergonomía sobre el operador y la organización (fuente,

Maestre, 2010 ergonomía y psicosociología, P.55) .............................................................. 11

Figura 4. Ergonomía y antropometría (fuente, http://argopometria.blogspot.com.co)

.............................................................................................................................................. 15

Figura5 Materiales para empaques (fuente, http://cysdossantos.blogspot.com.co) 17

Figura 6. Maquina semi-automatizada de grapa y corte de la empresa surtifruver de

Risaralda. (Fuente propia) .................................................................................................... 19

Figura7.Maquina automatizada de empaques por gramaje (fuente

www.pacmachinery.com/resources/packaging-applications/band-sealers/band-sealer-for-

coffee-pouches-and-coffee-bags/) ........................................................................................ 20

Figura 8. Ubicación geográfica Surtifruver. (Fuente google maps) ........................ 22

Figura 9.Ubicación geográfica Mercasa. (Fuente google maps) ............................. 22

Figura 10. Máquina de empaque horizontal tipo flow pack (fuente

www.logismarket.com) ........................................................................................................ 27

Figura 11.Dosificadora de granos tipo vertical (fuente https://tecnopacks.com.mx/)

.............................................................................................................................................. 27

Figura 12.Línea automática de pesado y enmallado (fuente www.Matexakta.com).

.............................................................................................................................................. 30

Figura 13. Maquina dosificadora y empacadora de frutas deshidratadas ................ 32

vi

Figura 14. Metodología de diseño (fuente propia) .................................................. 32

Figura 15.Tolva con mecanismo de aspas (fuente propia) ...................................... 52

Figura 16.Altura correcta para puesto de trabajo. Fuente

http://www.ccsso.ca/oshanswers/ergonomics/standing/standing_basic. .............................. 53

Figura 17.Nueva operatividad (fuente propia) ........................................................ 54

Figura 18.Despiece de las partes del mecanismo (fuente propia) ........................... 55

Figura 19.Planos técnicos (fuente propia) ............................................................... 56

Lista de tablas

Tabla 1.Tipología de Granizadora semi automática ................................................ 38

Tabla 2.Tipología de embudo con dosificador ........................................................ 39

Tabla 3.Tipología de máquina expendedora de chicles a granel ............................. 39

Tabla 4.Tipología de contenedor y exprimidor de naranjas .................................... 40

Tabla 5. Máquina traga monedas mecánicas ........................................................... 41

Tabla 6.Requerimientos de uso................................................................................ 42

Tabla 7.Requerimientos legales y ambientales ........................................................ 42

Tabla 8.Requerimientos técnico productivos y de función ..................................... 43

Tabla 9.Requerimientos económicos ....................................................................... 44

Tabla 10. Diagrama ................................................................................................. 45

Tabla 11.Alternativa de mecanismo 1 ..................................................................... 46



Tabla 14.Alternativa de mecanismos 4 .................................................................... 48

vii

Tabla 15.Dosificación mecanismo de mesa ............................................................ 48

Tabla 16.Evaluación de alternativas ........................................................................ 49

Tabla 17.Pruebas de función del mecanismo .......................................................... 50

Tabla 18.Adaptación de embudo ............................................................................. 51

Tabla 19.Tabla partes del despiece .......................................................................... 56

Tabla 20.Proceso productivo ................................................................................... 57

Tabla 21.Tabla de costos ......................................................................................... 58

1

Resumen

En este documento se muestra el desarrollo de un mecanismo que complementa el proceso

de enmallado de ajo realizado por Surtifruver de Risaralda, remplazando el procedimiento actual

que consta de una persona encargada de lanzar y otra de sellar. En este nuevo desarrollo la

persona encargada de grapar la malla será capaz de realizar la labor de forma independiente ya

que esta es la finalidad del mecanismo. La composición de sus partes está conformada por un

contenedor superior con mecanismo que genera rotación y permita el movimiento y salida de los

ajos. Este deberá adaptarse con la ayuda de una base a la maquina grapadora de corte ya

existente en la empresa, utilizando la metodología de diseño centrado en el usuario para

identificar los puntos importantes donde interviene y debe centrarse el proyecto.

Abstract

This document shows the development of a mechanism that complements the garlic

meshing process carried out by Surtifruver de Risaralda, replacing the current procedure that

consists of one launcher and one sealer. In this new development the person in charge of stapling

the mesh will be able to carry out the duty independently, because that is the purpose of the

mechanism. The composition of its parts is made up by an upper container with a mechanism

that generates rotation and allows the movement and exit of the garlic. This must be adapted with

the help of a base to the cutting stapler machine already existing in the company, using the

methodology of user-centered design to identify the important points where intervenes and the

project should be focused on.

2

Palabras clave: microempresa sector hortofrutícola, mecanismo, puesto de trabajo,

enmallado de ajo

Key words: microenterprise, mechanism, workstation, mesh, garlic.

Introducción

En este proyecto se recopila toda una investigación y desarrollo para mejorar las

condiciones laborales, ergonómicas y de producción en la labor de enmallado de ajos de la

empresa Surtifruver de Risaralda dirigiéndose hacia el sector hortofrutícola centrándose

específicamente en el ajo blanco tradicional de calibres 45mm y 50mm estos son especialmente

usados por su beneficio en costo y tamaño en el mercado.

Para llevar a cabo toda la investigación se realizaron procesos de estudios de tipologías,

entrevistas con expertos, análisis en el campo competitivo, etc. Aplicando factores de diseño

como ergonomía, empaques, costos, mecanismos y producción. Con la recopilación de toda esta

información se propone un nuevo sistema que mejore el procedimiento tradicional de

producción.

En este sentido la empresa contara con un sistema mecánico que le facilite al trabajador

operar de una forma en la que no dependa de otra persona que este lanzando los ajos, haciendo

posible que el tiempo que invertía el otro trabajador pueda ser utilizado en otro tipo de labor

dentro de la misma empresa ya que al ser una micro empresa en donde solo laboran 5 personas

los tiempos deben ser aprovechados en su totalidad y así la empresa pueda cumplir con la

demanda de sus pedidos.

3

Descripción del problema

Dentro de la industria de alimentos se han ido desarrollando nuevos instrumentos que

facilitan los procesos productivos en las empresas, hoy por hoy es muy necesaria la ayuda de

máquinas para la producción de grandes cantidades de determinado producto, ya que estas

operan a mayores velocidades y complementan el trabajo manual (generan productos en menor

tiempo y costos más bajos) y un punto de vista importante es que ahorran esfuerzos y tiempos de

otros operarios. Por medio de estas se permite a los trabajadores optimizar tiempo el cual puede

ser utilizado en otra labor.

En la ciudad de Pereira la empresa Surtifruver de Risaralda trabaja en la comercialización y

distribución de frutas y verduras nacionales e importadas con variedad en productos para la venta

dentro de los cuales están los enmallados, embandejados, paquetes de bolsa, en alimentos como

peras, ajos, uvas, fresas, manzanas, etc. Para la fabricación de estos productos los alimentos

pasan por diferentes tipos de procesos, en los cuales se resalta el compromiso, la calidad y la

agilidad que hay en la empresa.

En el 2015 Surtifruver de Risaralda comenzó como una bodega donde solo se vendían

productos a granel, con el transcurso de los años la empresa se ha ido posicionando y tomando

fuerza y lo que comenzó vendiendo únicamente gráneles, ahora ha transformado e incorporado

maquinaria para la producción de nuevos productos que permitieron la ampliación del portafolio,

incluyendo la malla de ajo por 2, 3 y 4 unidades el cual es un proceso que sigue siendo muy

rudimentario al depender de otra persona que se posicione al frente de un contenedor para lanzar

los ajos. Durante la jornada se deben administrar bien los tiempos de cada persona en su puesto

de trabajo para que se puedan producir tanto enmallados como embandejados y paquetería y

cumplir con todos los pedidos de diferentes productos.

4

Entendiendo esto se ha llegado a la conclusión que en los enmallados de ajo la eficacia

puede mejorar en comparación a los procesos productivos de este mismo producto en otras

empresas, que esta actividad actualmente es realizada entre dos personas y que con unas

modificaciones en el proceso se puede llegar a un nuevo método de producción que permita

realizar la labor de forma independiente.

En el desarrollo de este proceso según los análisis que se han obtenido de otras empresas

referentes con gran maquinaria, se está perdiendo demasiado tiempo por parte de un empleado

que solo está lanzando ajos cuando hay otros productos que también se necesitan sacar en el

menor tiempo posible en el transcurso del día y ese trabajador llamado lanzador podría estar

realizándolos.

La empresa debe realiza esta actividad todos los días para mantenerse en el nivel

competitivo al que llegan las empresas de la competencia (Green and Fresh, Imporfenix, Frucon,

etc.) y satisfacer a los clientes ya que el producto tiene una buena rotación y alta demanda en el

mercado por ser de buena calidad y a un precio justo.

Teniendo en cuenta esto se puede decir que la empresa no cuenta con un sistema de

enmallado completo, que un 50% está bien hablando del corte y el grapado pero el otro 50%

depende de una persona que no puede estar todo el tiempo lanzando el ajo ya que debe responder

en otras labores y que lo más óptimo para la empresa es que el proceso encuentre un punto de

equilibrio del 100% donde sea totalmente realizado por un solo operario y entendiendo que son

una micro empresa que no puede costear máquinas de gran valor que hagan todo el trabajo, se

encuentran en la búsqueda de soluciones efectivas y asequibles, así se llega a la pregunta de

diseño.

5

¿Cómo facilitar el proceso de enmallado de ajos en la empresa surtifruver de Risaralda

que permita al operario realizar la tarea de manera autónoma a través del diseño de un

dispositivo mecánico?

Justificación

Hoy en día la maquinaria industrial progresa al mismo ritmo que la innovación tecnológica y

actualmente, resulta necesaria para todo tipo de procesos de producción y manufactura.

Actualmente emprender es un proceso con muchos retos para el futuro de una persona.

Según cifras publicadas por el Espectador (2018):

“Tan solo el 29.7% de los emprendimientos nuevos en el país sobreviven y el 70% de las

empresas fracasan en los primeros cinco años de existencia, afirma Confecámaras”.

El punto de estabilidad y rentabilidad de las empresas no solo se pierde por no tener las

capacidades de liderazgo por robos o por malas inversiones, sino también por falta de elementos

para el trabajo que son necesarios para llevar acabo ciertas labores tales como utensilios,

maquinaria o infraestructura.

En los últimos meses las nuevas negociaciones con diferentes almacenes han aumentado el

número de pedidos en los ajos de malla y en algunas ocasiones se realizan despachos

incompletos algo que dentro de su modelo de negocios está visto como un impedimento para

generar más ingresos con sus ventas, razón que obliga a realizar un seguimiento interno.

6

Surtifruver evidencia que en el área de ofertas específicamente en la actividad de los

enmallados es realizada en un 50% por una persona posicionada para lanzar ajos y el otro 50%

depende de la persona que corta y sella, la producción es posible siempre y cuando el lanzador

esté en su puesto de trabajo, pero sin él la actividad se detiene por completo. Dentro de los

análisis se identificó que en promedio cada súper mercado o almacén de los 21 a los cuales tiene

ingreso surtifruver en las ciudades de Pereira, Manizales y Armenia está pidiendo entre 80 y 150

mallas cada 2 o 3 días lo que varía a mitad y fin de mes. El número de trabajadores actualmente

es de 5 y dentro de las actividades esta la selección de gráneles, los embandejados, el trabajo

pesado, la atención al público y los enmallados, estas 5 personas se deben dividir estas labores

durante la madrugada para que en la mañana los productos estén listos y frescos, en ocasiones se

han visto en la obligación de contratar personal extra por días ya que al momento de elaboración

de productos todo el personal se encuentra ocupado y la persona que está realizando el proceso

de enmallado le es imposible hacerlo solo y no sería correcto detener el resto de procesos ya que

está en juego el compromiso de la empresa hacia los clientes cada mañana que llegan a surtirse

con el portafolio de alimentos, entendiendo que si en el puesto de trabajo la operación de

enmallados se lograra complementar de modo tal que un solo trabajador logre realizar el

proceso sin depender de un lanzador Surtifruver manifiesta que está en la búsqueda de algún

sistema que permita o facilite la operación de enmallado autónomo ya que es el producto que ha

tenido gran crecimiento en los últimos meses por su alto consumo en las familias y es un

alimento que tiene gran comercialización en los mercados locales, en la mayoría de casos las

personas buscan generar una reducción de gastos y más cuando son personas que ganan un

salario mínimo y uno de los métodos para lograr ese ahorro es adquiriendo productos de bajo

7

costo y buena calidad ya que no es igual comprar ajos a granel, por lo general estas resultan

siendo más costosas pero en cuanto a calidad se refiere estas no cambian mucho.

Muchas de las pequeñas y medianas empresas no tienen apoyo económico que quisieran

para invertir en herramientas o maquinaria avanzada que les ayudaría a mejorar la producción.

Como se menciona en el artículo de diario Madrid para que una pymes avance, la inversión

en maquinaria industrial es la gran aliada. (2018):

Esto significa, que no reciben las ayudas necesarias por parte del estado o por las

entidades financieras para la adquisición de maquinaria nueva, más avanzada y por tanto

más competitiva, y por otro lado que con este sistema las pequeñas y medianas empresas

siempre estarán a la cola en cuanto a capacidad de producción, impidiendo el crecimiento

y el desarrollo de un tejido industrial desde la base y 100 % nacional.

Se puede decir que es importante trabajar con la ayuda de máquinas o sistemas que

integren mejores procesos de ayuda para el operario ya sean máquinas que estén automatizadas

o con mecanismos simples. En este caso el diseño entra a participar innovando con un

mecanismo que genera un movimiento y hace posible el paso de los ajos necesarios para llenar

un contenedor tubular que es por donde salen los ajos hacia la malla, volviendo posible

minimizar todo el proceso que hacen grandes y costosas máquinas en un puesto de trabajo para

una sola persona, remplazando la típica labor del lanzador, permitiendo una continuidad en todas

sus actividades y especialmente en los enmallados,

Por otro lado hablando en un ámbito competitivo local de la zona centro-occidente hay tres

empresas que se encargan de surtir el mercado hortofrutícola en el Eje Cafetero y parte del Valle

del Cauca con este mismo producto y se muestran como fuerte competencia estas son:

8

1.Imporfenix S.A.S empresa ubicada en el sector de Jumbo - Valle del Cauca que es proveedor

en diferentes regiones del país. 2. Green and Fresh que se muestra como mediana empresa. 3.

Frucon S.L una multinacional ubicada en la ciudad de Bogotá. En Colombia según datos de

ASOHOFRUCOL desde la última década las importaciones se convirtieron en los alimentos con

mejor acogida en el mercado hortofrutícola y la producción de estas mismas en tierra nacional

ha decaído porque no se puede competir con los precios y la calidad de importados que ofrecen

países como por ejemplo China de donde es proveniente el ajo. Por esta razón es clave que la

empresa surtifruver invierta en mejorar el proceso productivo de esta actividad y que su servicio

sea más efectivo en cuanto a cantidad, calidad y cumplimiento, de esta forma crecerá como

empresa permitiéndole un mayor posicionamiento.

La mejora a conseguir con el prototipo también tiene una mirada hacia las mejoras

ergonómicas para usuario en dos fases que son la antropometría basada en las dimensiones de la

persona asignada a realizar la labor y la biomecánica con reducción de movimientos en el

usuario. Esta intención de innovación debe trabajar con la ayuda de sistemas simples

implementados en maquinaria que se encuentre fija en el puesto de trabajo o que permita el

despliegue y adaptación fácil de sus piezas en otro punto, ofreciendo mayor eficacia al proceso al

permitir a la empresa cumplir con la demanda de pedidos realizados en la semana y que el

prototipo propuesto resulte siendo adecuado para un punto de vista económico y asequible con

todas las partes que requiere el proceso de construcción.

9

Objetivos

Objetivo general

Desarrollar un mecanismo de dosificación de ajos que permita al operario realizar la labor

de enmallado de manera autónoma y eficaz en la empresa Surtifruver de Risaralda

Objetivos específicos

- fabricar el dispositivo mecánico por medio de tecnologías asequibles a nivel local y

regional

- prevenir en el operario algún tipo de riego laboral que pueda sufrir en el trabajo

- Intervenir el puesto de trabajo actual con elementos mecánicos que agilicen el proceso de

enmallado de ajos.

Marco teórico

Marco conceptual

Para el proyecto de diseño como prototipo de complemento en la labor de enmallado de

ajos es importante conocer la maquinaria existente para este tipo de producción, entendiendo que

para esta labor ya existen gran variedad de ellas. Unas 100% automatizadas y otras semi

automatizadas, todas con un mismo fin aunque unas funcionan mejor que otras así mismo su

precio varía, es importante identificar las funciones más pertinentes para poder tomar de ellas las

partes que se quiere incorporar en el proyecto, realizar posibles mejoras, también encontrar sus

falencias para no caer en ellas y así acercarse a un mejor desarrollo de este teniendo en cuenta los

factores de diseño como materiales, resistencias, dimensiones, usabilidad, funcionamiento, etc. y

también los factores humanos en relación a la máquina o prototipo.

10

Ergonomía

Para tener mayor claridad de lo que se quiere plantear en el proyecto, es necesario

conocer las condiciones en las que se trabaja las cuales se pueden evidenciar a continuación en

la figura 1 y 2, para poder analizar cómo se lleva a cabo el desarrollo de la actividad actualmente

y así poder encontrar posibles falencias con el fin de intervenir en ellas y mejorarlas, buscando

el bien común tanto para la empresa como para los trabajadores.

Figura 1Puesto de trabajo. Proceso de enmallado (lanzador), fuente propia.

Figura2.Puesto de trabajo. Proceso de enmallado (sellador), fuente propia.

11

Al respecto, Maestre (2010) indica que:

“La aplicación de los principios ergonómicos trata de adecuar y adaptar los

sistemas de trabajo a las capacidades de las personas que los usan evitando la aparición

de alteraciones en la salud que pueden producirse como consecuencia de una carga de

trabajo excesivamente alta o baja” (P.51).

El autor argumenta claramente que la base de cualquier proyecto se fundamenta en los

principios ergonómicos, de aquí nacen las buenas adaptaciones, la confortabilidad que trae

consigo cuidados a la salud, la buena respuesta que pueda tener el usuario ante la actividad que le

sea otorgada. Entendiendo que todos estos principios se deben garantizar en los puestos de

trabajo para el bienestar, la satisfacción, la calidad del proceso y la eficiencia de las personas.

Figura 3. Efectos de la ergonomía sobre el operador y la organización (fuente, Maestre,

2010 ergonomía y psicosociología, P.55)

12

En la figura 3, se muestra el concepto de la ergonomía como un punto central, si se logra

implementar de forma adecuada en los sistemas de trabajo, la empresa se verá beneficiada en

muchos aspectos tales como la seguridad y salud de los operarios y en cuanto a los procesos

productivos se pueden ver favorecidos ya que esto le proporcionaría una producción segura,

eficaz, confortable y de calidad.

Ergonomía de producción

En el ámbito laboral muchas veces se presentan problemas que son pasados por alto o no

son atendidos a tiempo estos pueden llegar a ocasionar disminución en la productividad y

claramente estos son problemas que pueden afectar los procesos productivos de la empresa de

alguna manera u otra, pero aún más importante es encontrar inconvenientes que pueden afectar

toquen directamente al trabajador haciendo que aumente el nivel de exigencia en su labor por

ejemplo con malas posturas, sobreesfuerzos o provocando fatigas que podrían traer daños a largo

o corto plazo.

13

Respecto a esto CENEA hace unas recomendaciones en su artículo la ergonomía

laboral del s. XXl:

“Es necesario el reposo fisiológico para recuperar las capacidades funcionales del

cuerpo en condiciones óptimas. Por lo que, si durante la jornada laboral no se tiene la

posibilidad de realizar esta recuperación, se incrementará el riesgo.

Por ejemplo, un periodo de recuperación cuando se está expuesto a una sobrecarga

biomecánica de las extremidades superiores, es una pausa con una duración de al menos 8

minutos.

Una persona durante el trabajo puede estar sometida a:

Exposición a vibraciones de cuerpo entero o mano-brazo

Factores psicosociales relacionados con la organización y el contenido de trabajo

Factores físico-mecánicos, ejecución de golpes y la recepción de contragolpes

Exposición a condiciones térmicas (Sonia Tello y enrique Álvarez, 2019)

Es pertinente hacer un análisis del entorno y las condiciones de trabajo con relación a la

persona o grupos de trabajo que estén permanentemente o gran parte del día en ese espacio

laboral y tratar que se cumplan las recomendaciones dadas por expertos con el fin de disminuir

riegos laborales.

14

Ergonomía antropométrica

No hay que olvidar que cuando se identifica una necesidad, la propuesta en cuanto a la

solución de diseño deben comprender unos principios básicos de diseño, las dimensiones en

relación a las medidas del cuerpo humano, cuando se necesita diseñar en puestos de trabajo con

medidas estándar que no varían mucho en el grupo de trabajo puede que se facilite de cierta

forma, pero en algunos casos se deben efectuar medidas propias para tener mayor claridad a la

hora de plantear el proyecto de diseño.

Gregori, et al (2001) Explican que

“Dimensiones del cuerpo humano son numerosas, pero para diseñar un puesto de

trabajo específico solo se deben tener en cuenta las necesarias para el mismo. Por

ejemplo, para diseñar un puesto sentado de videoterminales no se utiliza en ningún

momento la estatura, por lo que sería absurdo tenerla en cuenta y perder tiempo y dinero

midiéndola” (…) (P.38)

En esta cita tratan de dejar claro la importancia de seleccionar las medidas adecuadas para

un puesto de trabajo específico, ya que no vale la pena invertir tiempo haciendo todo un análisis

para tomar medidas que puede que no sean relevantes para el caso.

15

Figura 4. Ergonomía y antropometría (fuente, http://argopometria.blogspot.com.co)

Biomecánica ocupacional

Es pertinente asociar la biomecánica ocupacional a la ergonomía ya que esta disciplina se

dedica a analizar detalladamente el cuerpo humano desde puntos de vista como la cantidad de

acciones que una persona debe realizar para determinada labor (trabajos repetitivos), fuerzas

ejercidas con o sin movimientos, dolor, inconfort, posibles lesiones, etc. por ejemplo en la figura

4 se puede ver que la imagen del lado derecho hay un problema con el puesto de trabajo al no

estar acorde con las dimensiones de la persona y esta se ve obligada a realizar inclinaciones

lumbares frontales casi que permanentes para seguir con su labor, un análisis de este tipo

identifica errores que resultan siendo puntos clave para tener en cuenta durante el desarrollo del

proyecto

Empaque

Hoy en día el empaque tiene gran importancia en los productos naturales o elaborados por

medio de transformación ya que con este se da la posibilidad de generar un elemento de

confianza para su transporte y distribución desde las empresas hasta los puntos de venta

disminuyendo los posibles daños que se puedan generar. Los empaques tienen otros propósitos

16

como la comercialización el cliente puede percibir que hay calidad, buenas prácticas de

manufactura, también tiene como propósito clasificar y facilitar el acopio del producto

Villamizar (1992) dice:

“Los productos perecederos son seres vivos que aunque se retiran de la planta o se

saquen del agua, continúan su vida hasta descomponerse totalmente, es decir que su

acción bacteriana no se detiene sino que por el contrario, el medio ambiente propicia un

aceleramiento en su descomposición.

El empaque debe ante todo proteger el producto de todos los riesgos que puede

correr desde el momento de la recolección hasta llegar a ser consumido en su totalidad

(…), (P.9)”

Es importante entender que para seleccionar el empaque más adecuado se deben conocer

las propiedades organolépticas del alimento, ya que cada producto tiene su propio

comportamiento y conocerlos es fundamental para la selección del material del empaque y sus

posibles intervenciones.

Materiales para empaques alimenticios

Existe gran variedad de materiales para los empaques ver figura 5, escoger el más

adecuado es de gran importancia.

El artículo de cámara y comercio La importancia del empaque en la elección del

producto (2017) indica que:

“los empaques y envases para alimentos juegan un rol de vital importancia a la

hora de analizar los puntos críticos de sus respectivos procesos productivos. La frescura y

17

la inocuidad de los alimentos, proteger los productos de contaminación, del medio

ambiente, permitir su traslado y almacenamiento, conservar las características del

producto, entre otras, son puntos decisorios a la hora de seleccionar el empaque.” (S.P)

De este depende el buen estado de conservación del alimento también hace posible su

traslado, algunos tendrán que permanecer a cierta temperatura, también manejar niveles de

humedad, oxigenación, etc.

Figura5 Materiales para empaques (fuente, http://cysdossantos.blogspot.com.co)

De aquí viene todo un proceso de búsqueda por el material más acorde a las necesidades

y pertinencias tanto de la empresa como del producto, pero siempre analizando ventajas y

desventajas como los costos, facilidades o dificultades a la hora de empacar el producto,

fragilidad, posible reutilización, entre otros. Para este caso el material que se utiliza es una malla

tubular de polietileno violeta que permite la expansión y como indica la Normativa Técnica

Colombiana en su artículo de manipulación de alimentos (2017)”el empaque debe permitir una

buena ventilación, es decir una aireación mínima que ayuda a conservar por más tiempo sus

compuestos nutricionales”, en la etiqueta se deben identificar ciertos datos como la información

general de la empresa, tipo de producto, peso y de donde proviene

18

Funciones mecánicas de control manual

Hoy en día se encuentran ayudas muy simples como complemento de determinadas

labores que facilitan en gran parte su objetivo final. Dependiendo su función así mismo estas se

pueden clasificar como ayudas para trabajos livianos, suspensión de cargas, elevación y

descensos, traslados de un lugar a otro, entre otros.

El Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo (2012) Indica que:

Los equipos mecánicos de control manual generalmente no eliminan en su totalidad la

manipulación manual, pero la reducen considerablemente. Pueden ser muy útiles en los

casos más sencillos ya que en general son relativamente económicos y lo suficientemente

versátiles como para adaptarse a situaciones variadas (P.8).

Es adecuado trabajar con ayudas mecánicas ya que funcionan como complementos de

muchas labores y para este caso es apropiado trabajar con este tipo de recursos mecánicos de uso

ocasional es decir el sistema solo se activará siempre y cuando el operarios lo permita y este

estará pendiente a cualquier problema.

Automatización

La automatización de procesos productivos es un beneficio que no todas las empresas

pueden adquirir en la mayoría de los casos por su elevado costo, pero es importante recalcar la

buena labor que puede ser realizada por un conjunto de sistemas o máquinas que remplaza la

mano de obra fabricando productos a mayores velocidades, disminuyendo los defectos como

19

daños por mal manejo manual y a su vez esto por lo general disminuye costos al no tener la

necesidad de contar con más personal.

Esto da claridad de que cualquier actividad de producción puede ser automatizada y que

es un proceso evolutivo que hoy por hoy es fundamental para el beneficio y desarrollo de las

grandes, medianas y pequeñas empresas

Existen grados o niveles para la automatización y uno de ellos son los procesos semi-

automatizados.

Figura 6. Maquina semi-automatizada de grapa y corte de la empresa surtifruver de

Risaralda. (Fuente propia)

En los procesos de semi automatizado ver figura 6, los sistemas comprenden algunas

funciones que ayudan a que la labor se realice con mayor velocidad, pero quien realmente le da

el control para que actué es el operador él se encarga de dirigir el proceso con la ayuda de la

función que la maquina le brinde para el complemento de la operación, en este caso se puede ver

el sistema que tiene la máquina de surtifruver, este pasa por dos momentos el primero generando

un tipo de sellado o grapado, seguido de un corte.

20

Por otro lado está el nivel 100% automatizado.

Figura7.Maquina automatizada de empaques por gramaje (fuente

www.pacmachinery.com/resources/packaging-applications/band-sealers/band-sealer-for-coffee-

pouches-and-coffee-bags/)

Para el caso del sistema de automatización en su totalidad como en la figura 7, el proceso

no necesita de la ayuda de un operario para poder realizar su función y no tendrá que intervenir

en el proceso a menos que la maquina presente fallas y este generando daños en los productos en

el tiempo que se esté usando.

Usabilidad

En cuestiones de usabilidad debe presentar elementos fáciles de usar, utilizando los

principios de usabilidad básicos para el diseño como la visibilidad, el hacer perceptibles al

usuario los componentes mecánicos, es decir, que estimulen sus sentidos (vista, oído y tacto,

principalmente) de algún modo, debe ser simple e intuitivo que elimine la complejidad

innecesaria debe ser fácil de entender, atendiendo a la experiencia, conocimientos, habilidades o

grado de concentración actual del usuario otro punto importante es que exija poco esfuerzo físico

21

para que pueda ser usado eficaz y confortablemente con un mínimo de fatiga y por último que

tenga una tolerancia al error que disponga los elementos para minimizar los riesgos o errores.

Marco geográfico

El proyecto se centra en el barrio Turín de Pereira departamento de Risaralda que es donde

actualmente se encuentra la empresa Surtifruver (carrera 9 # 40-1) como se muestra en el mapa

de la figura 8, gracias a los respectivos análisis hechos en la zona se puede decir que es

pertinente explotar todo el potencial de la empresa ya que la competencia directa establecida en

la zona solo hay una, frutícola S.A situada en Mercasa (figura 9) que es la principal plaza de

mercado de Pereira y su producción atiende algunos almacenes en el eje cafetero, sin contar

pequeñas bodegas de comerciantes que se dedican a la venta de frutas y verduras

Si bien la empresa Surtifruver está en crecimiento, conocer la ubicación de su producción y

la distribución de la competencia son estrategias que aumentarían la venta ofreciendo su

portafolio de productos en los puntos en los que no han intervenido otras empresas y con la

ayuda de este proyecto, llevar a cabo un planteamiento correcto que incremente la producción y

poder cumplir con entregas de mayor cantidad, así el cliente verá el compromiso que en este

ámbito es muy valorado y de esta forma la empresa obtendrá mejor posicionamiento en el

mercado.

22

Figura 8. Ubicación geográfica Surtifruver. (Fuente google maps)

Figura 9.Ubicación geográfica Mercasa. (Fuente google maps)

Marco legal

Tener en funcionamiento un proceso de producción relacionado con alimentos conlleva

leyes que se deben tener claras dentro de la empresa dado que si estas no se cumplen por parte de

la entidad estas pueden provocar sanciones como cierres temporales o cierre total del

establecimiento.

23

Ministerio de salud

Dentro del marco legal en lo relacionado con la producción sanitaria y reglamentaria se

encuentra que por parte del Ministerio de Salud la resolución numero 14712

El Ministerio de Salud (1984)

Indica Por lo cual se reglamenta lo relacionado con producción, procesamiento,

transporte, almacenamiento y comercialización de vegetales como frutas y hortalizas

elaboradas.

Para los efectos de la presente resolución en las fábricas de alimentos donde se

procesan frutas, hortalizas y otros vegetales deberán cumplirse los requisitos establecidos

en el decreto No. 2333 de 1982 y disposiciones complementarias (S.P)

Los anteriores decretos brindan información de alta importancia para cualquier micro

empresario, en este caso enfocándolo al sector hortofrutícola ya que las buenas prácticas de

manufacturas en este campo cambian un poco y se vuelven más exigentes en temas de sanidad y

cuidados ya establecidos.

Decreto No. 2333

Certificado de aptitud sanitaria. Documento que expide el ministerio de salud a una

persona natural o jurídica en el cual se le autoriza importar materias primas o alimentos a granel,

que cumplan con las características de composición y requisitos físicos - químicos y

bacteriológicos y que sean aptos para el consumo humano.

Es importante entender que una vez la empresa tenga este tipo de certificados adquiere un

verdadero compromiso tanto con los consumidores como son sus mismos productos, por

ejemplo:

24

-El producto debe llevar en su empaque la fecha en la que fue empacado y un plazo de

consumo ya que hasta cierto tiempo el fruto es apto para el consumo humano.

-La conservación y el transporte de este deben tener cierto peso por caja para no maltratar

el ajo, bases en estiba ya que el alimento tiene que conservar ciertas características

organolépticas como la frescura, presión y temperatura por este motivo la forma en que se apila

debe llevar un posicionamiento diferente que permita la oxigenación de las cajas que se

encuentran más abajo todo esto con fines de brindar al público productos confiables y de buena

calidad

Por otro lado es importante que se mencione algunas normativas dichas por La

Secretaria De Agroindustria (2018): según las buenas prácticas de manufactura (BPM) en

cuestiones sanitarias se deben realizar respectivos lavados de manos para la desinfección, así

se evitaran agentes patógenos que pueden causar enfermedades en los seres humanos.

Tratándose de plantas de producción, de espacio y de máquinas se debe realizar un diseño

que permita realizar eficazmente las operaciones de limpieza y desinfección. (P.47)

Aquí se habla de las normativas más comunes hablando del usuario que son lavados y

desinfección de manos, pero el punto más importante se refiere a que el diseño debe permitir una

fácil higiene esto con el fin de realizar los procesos de desinfección adecuados.

Empaque de conservación

Dentro de la aplicación de medidas sanitarias y fitosanitarias

Según el Instituto Nacional de Vigilancia de Medicamentos y Alimentos y el Ministerio de Salud

(1997).

25

Mediante el decreto 3075 el empaque debe establecer un reglamento técnico con

requisitos sanitarios si se trata de producción y comercialización de frutas, con el fin de

proteger la fruta o verdura ante cualquier tipo de microbio o bacteria que pueda afectar la

salud humana. Esta medida se aplica: a todas las fábricas y establecimientos donde se

procesan los alimentos; los equipos y utensilios y el personal manipulador de alimentos

(S.P)

Identificación

El empaque debe identificar y brindar información útil sobre el producto. Es normal (y

puede requerirse en algunos casos), que contengan información tal como el nombre de producto,

marca, tamaño, variedad, peso neto, país de origen, empresa que lo empaca y finalmente lo

distribuye. Además, se emplea el Codificador Universal de Productos (UPC o código de barras),

el cual consiste en un código legible de diez dígitos, donde los primeros cinco, son un número

asignado al productor específico y los otros cinco dígitos, presentan información específica de

producto tal como tipo de producto y tamaño de paquete. Estos códigos funcionan como un

método rápido para el control de inventario y costos.

Estado del arte

Parte del proceso investigativo fue indagar acerca de determinados proyectos que tuviesen

similitud al actual, todo esto con el fin de poder determinar ciertos factores que aparecen como

referentes ya sea en función, forma, detalles, análisis, etc.

26

En la actualidad las maquinas empacadoras pueden dividirse en 2 grupos según el método de

empaque utilizado; Las de empacado vertical y empacado horizontal como se menciona en el

artículo de Sanchez D. y Gomez Y. diseño de un sistema automático para empaquetado de

tubulares (2018):

Empaque horizontal: este proceso inicia en un lado de la máquina mientras que el producto

terminado es despachado por el otro ver figura 10. Este sistema es usado para empacar objetos de

forma regular como galletas, chocolates, panes, productos en cajas pequeñas u otros. Las

empacadoras horizontales utilizan bandas transportadoras que ayudan al flujo del producto desde

el ingreso hasta el despacho.

Empaque vertical: este es un proceso en el que el producto se ubica en una tolva ubicada en

la parte superior de la maquina permitiéndole por gravedad el producto caiga para ser empacado

y finalmente tener el empaque terminado por la parte inferior ver figura 11, según las

características del empaque las maquinas se dividen en 3 grupos:

Envase con cabezal: estos normalmente tienen un ribete sobre puesto en la base del paquete

y sellados transversales a cada extremo. Las aplicaciones más comunes se hacen en los

productos preformados solidos o multipaquetes

Envases saquito o sobres: tiene un sellado de rebaba por los cuatro lados. Las aplicaciones

más comunes son en productos pulverulentos o granulados.

Envases en tiras: consiste en dos capas de material selladas juntas que contienen el producto,

entre ellas bolsas individuales. Las aplicaciones más comunes son las farmacéuticas: píldoras,

supositorios, capsulas, etc. (P.24)

27

Figura 10. Máquina de empaque horizontal tipo flow pack (fuente

www.logismarket.com)

Figura 11.Dosificadora de granos tipo vertical (fuente https://tecnopacks.com.mx/)

Sacando de este proyecto algunos principios que resultan ser importantes a la hora de

hacer la selección en el tipo de máquina para empacados, como por ejemplo que el empacado de

cualquier producto tiene múltiples formas de hacerlo, peri se lleva a cabo dependiendo las

características del producto como la cantidad, viscosidad, peso, volumen, etc.

28

En este caso hablamos del método de empacado vertical ya que es una técnica donde el

proceso empieza de arriba hacia abajo de modo que el producto entra en una tolva ubicada en la

parte superior como el ejemplo de la figura 11 con el fin de aprovechar la gravedad, para que los

ajos caigan por un canal hasta el punto donde deben ser sellados

De las maquinas mencionadas anteriormente presentan grandes diferencias en su forma

de operación todas incluyen en su diseño diferentes sistemas para realizar su determinada

función, entre estos sistemas están: Según indican Benavides S. y Mejía D. en su artículo diseño

de un modelo de una máquina de empaque secundario (2009)

Sistema de orientación y posición

Este sistema tiene 3 funciones fundamentales; asegurar que las bolsas donde se va a

empacar entre en la orientación deseada, que no existan conflictos entre las bolsas o material,

ingresando una a la vez y que al llegar la bolsa lo haga en la posición requerida. La orientación

deseada para la bolsa se logra usualmente utilizando unas paredes con ángulos que van

acomodando la bolsa de modo que ello solo pueda pasar de una sola forma y de manera

individual. Es posible implementar algún tipo de obstáculo durante la caída de la bolsa con el

propósito de asegurar que va a caer en uno de los lados del empaque

Sistema de arrastre y posición

El empaque es arrastrado utilizando dos bandas o rodillos que hacen presión sobre él,

estos giran gracias a dos motores conectados respectivamente en uno de sus ejes; y en el

momento que se produce el giro arrastran consigo el empaque. Los motores se detienen durante

el proceso de sellado y corte para evitar que el empaque se mueva o resbale debido al peso del

contenido

29

Sistema electrónico de control

Las señales a los motores y los sensores son monitoreados y controlados generalmente

por un controlador que es programado según la función de la máquina. Este tipo de sistema debe

de contar con indicadores de uso como botones de inicio, apagado y un botón de emergencia o

pantallas con su interfaz de usabilidad

Sistema de sellado

Este sistema es determinado según el producto, por lo general a nivel industrial el sistema

que se usa con más frecuencia el sellado por calor debido a la facilidad de implementación,

manejo y costo. Consiste en ejercer presión a cierta temperatura para generar unión en el

empaque el sellado puede estar dado por peso o por control de conteo, cuando es por peso una

computadora es la encargada de realizar el cálculo del peso para liberar o sellar el producto este

sistema es utilizado generalmente utilizado para empacar galletas, maní, frutas secas, semillas,

chocolates, cereales, etc. Por otro lado está el sistema por conteo, estos son diseñados y pensados

en una detección de forma unitaria de los objetos, por lo general el conteo se realiza utilizando

sensores de referencia D10A altamente tecnificados que responden a gran velocidad (P.36)

.

Estos son sistemas que se utilizan en procesos altamente sofisticados debido al nivel de

su complejidad. Estos diferentes procesos brindan información que puede ser relevante a la hora

de plantear el mecanismo a diseñar como los sistemas electrónicos, botones de encendido,

sistemas de arrastre u otros que puedan ser posibles en la implementación del mecanismo a

proponer para la dosificación del ajo.

30

Este mismo producto de ajo en malla fue comparado con la forma de producción de las

máquinas de línea automática de la empresa MAT EXAKTA 100% automatizada la cual opera

con algunos de los sistemas mencionados anteriormente, ver figura 12.

Figura 12.Línea automática de pesado y enmallado (fuente www.Matexakta.com).

La máquina consta de un proceso de un traslado del ajo por medio de una banda con

divisiones que está en constante movimiento hasta llegar a una tolva que tiene aproximadamente

entre 10 canales de salida que llevan al ajo hasta un punto final donde entra en la malla para ser

sellado este sistema con su línea automática para pesaje y enmallado de ajos está generando

aproximadamente 60 mallas de ajo por minuto.

En un paralelo entre las dos empresas se evidencia que el trabajo de empaque por parte de

la empresa Surtifruver aún sigue siendo muy rudimentario en comparación a este tipo de

maquinaria y que aunque la función final se cumple, los tiempos y la eficacia se ve mejor

proyectada cuando se tiene la herramienta necesaria para su desarrollo, en este caso un

31

mecanismo que ayude a complementar la labor facilitándole al sellador el trabajo independiente

ahorrándose el tiempo de espera al cual está obligado cuando el lanzador no está presente

Antecedentes

Uno de los proyectos referentes realizado por Angie Nieto Montes (2015). Se enfoca en el

acondicionamiento de una máquina para ejercer rutinas de ejercicios en espacios públicos, aquí

se muestran aspectos importantes que pueden ser de ayuda en la elaboración de proyectos con

enfoque en diseño, como los son la búsqueda en relación a la biomecánica del usuario y el

desarrollo para los tipos de uniones soladura, unión adhesiva, unión mecánica, unión bridada,

etc.

Por otro lado en la construcción de la propuesta de diseño en relación al proyecto actual es

importante determinar puntos clave y el proyecto de Cesar Eduardo Ochoa (2008), especifica

unas determinantes durante las etapas de alternativas que muestran la importancia de establecer

limitaciones entre el usuario y la máquina, se debe determinar el accionamiento de encendido y

apagado de la máquina, determinar un punto de salida para el producto, la dosificación debe

generar un movimiento con el fin de evitar que los ajos se estanquen en el canal de salida esto es

posible con ayuda de mecanismos, por medio de poleas, correas, tipos de engranajes, motores,

etc. y por ultimo hablando de factores de diseño como el empaque de producto se tiene como

referente el proyecto realizado por Jesús Hernando Suarez rubio de la universidad Lasalle

(2007), Diseño y modelamiento de una maquina dosificadora y empacadora de frutas

deshidratadas. Donde analiza la importancia del empaque en la industria alimenticia, pasando

por los diferentes métodos de empaque y dosificación existente mirando condiciones

32

establecidas para un producto en particular (la uchuva) y a partir de ese análisis se plantea la

solución más viable para su empaque.

En la figura 13 se evidencian 3 componentes de la maquina una tolva, un canal de salida y la

base que la soporta, que resultan siendo casi como unos requerimientos para el caso de la

fabricación del mecanismo que se quiere plantear para el proceso de empaque utilizan un

método de salida del producto que funciona con un sistema de control por peso, el paso se da

cuando se ha alcanzado una determinada cantidad, da apertura y los frutos son dirigidos al

envase y la operación vuelve y se repite.

Figura 13. Maquina dosificadora y empacadora de frutas deshidratadas

Metodología

Durante todo el proceso metodológico de la investigación de la empresa se realizaron una

serie de entrevistas, también fueron importantes las opiniones de los trabajadores dentro de la

planta, con el fin de encontrar problemas reales y analizarlos de tal forma que estos pudiesen ser

atendidos desde la labor del diseño industrial, ver figura 14.

Figura 14. Metodología de diseño (fuente propia)

33

Diseño centrado en el usuario (DCU)

Esta metodología comprende de manera amplia ciertos factores y técnicas que resultan

siendo elementales para la realización de cualquier diseño que comprenda en el usuario sus

necesidades, las limitaciones, acciones, comportamientos, etc. En este caso resulta recomendable

evaluar el sistema o método actual con el cual se está llevando a cabo todo el proceso de

enmallado, ya que de aquí nacen ciertos problemas que pueden estar enfocados en un mal

desarrollo de la operación, a raíz de malas acciones, posturas, falta de implementos de trabajo,

34

riesgos en el área de trabajo y otros factores que vistos desde la perspectiva del diseñador pueden

resultar siendo la base para la construcción del diseño adecuado.

Durante el planteamiento de la metodología DCU es importante hacer uso de las 4 fases

fundamentales que la caracterizan las cuales indican:

1-Es pertinente conocer a las personas que utilizarán el sistema.

La usabilidad se preocupa de cómo las personas desarrollan sus actividades y tareas

eficientemente ayudadas por el artefacto que se está investigando, mejorando o diseñando (Reiss,

2012).

Se debe tener en cuenta que si el diseño está planteado para un puesto de trabajo fijo donde

el usuario va a permanecer gran parte del día este debe proporcionarle los parámetros adecuados

en cuanto a la antropometría y la ergonomía esto se logra identificando el perfil del usuario, para

este caso en el puesto de trabajo se encuentran dos personas con las siguientes características.

-Sexo - masculino

-Edades - 20 y 30 años

-Altura - 1.70m – 1.80m

-Somatotipo - mesomorfos

Después de este punto de la metodología abre paso a toda la investigación y el desarrollo

de nuevas alternativas buscando un diseño que logre una respuesta a la necesidad que se le

presenta.

2-Saber cuáles son sus necesidades y objetivos.

Estos debidos análisis se pueden ser realizados a través de medios muy comunes como la

observación, investigación, indagación, del usuario sin intervenir directamente de ninguna forma

35

en sus actividades o también de forma más detallada con métodos como test de usuario para

evaluar acciones dentro de la actividad y así poder detectar las posibles fallas que estén

presentando, que serán el objetivo principal para idear la solución más adecuada.

En este caso el operario manifiesta que al no tener un lanzador le es imposible realizar la

labor a él solo, esto da a entender que existe una necesidad y es la ausencia de otro operario que

complementa la labor, esto lleva al diseñador a la siguiente etapa de la metodología donde se

generan propuestas para resolver ese problema.

3-Proporcionar o generar las opciones de diseño.

Teniendo claro el problema o necesidades, en esta fase del proyecto se generan las ideas

innovadoras, propuestas que brinden un apoyo a la labor actual estas también son conocidas

como alternativas o simuladores de diseño.

En 1982, Donald Norman estableció unos principios que deberían contener los

productos usables, como por ejemplo: hacer las cosas visibles, sencillez en la evaluación

del sistema y la correspondencia entre acción-resultado.

Cuando se piensa en una solución es importante tener claro que el desarrollo del diseño

debe incluir los principios mencionados anteriormente con el fin de generar la solución más

completa y adecuada para el proceso.

4-Evaluación final referente al nuevo proceso.

Este informe o test es válido en la medida en que ayuda al diseñador a realizar un análisis

constructivo en cuanto al diseño que se proporcionó al usuario. Esta evaluación permite conocer

36

las fallas y si verdaderamente cumple con las nuevas funciones que pedían una solución en

puntos anteriores de la fase metodológica.

Análisis

Es importante decir que el producto entra en un mercado de venta enfocado mas hacia

los estratos medio – bajo y poco en el estrato alto. Siendo los estratos medio y bajo un nicho de

mercado muy amplio donde la demanda del producto es mayor surtifruver se ve en la obligación

de producir los enmallados de ajo en grandes cantidades y minimizando la mayor parte de costos

posibles para poder vender un producto que deje rentabilidad.

Hallazgos en función, daños y pérdidas.

Dentro de la función del diseño aparecen diferentes factores que benefician a la empresa

de forma que mejorar los métodos de operar en puestos de trabajo proporciona la constancia de

un solo trabajador que podrá sacar producto en cualquier momento, el tiempo que se invertía

cumpliendo la función del lanzador ahora podrá utilizarse elaborando el resto de productos que

también necesitan del trabajo manual respecto a las acciones y proceso antiguo, hay una

reducción en la manipulación del alimento para una mejor preservación de sus propiedades, la

reducción de costos y evidentemente todo esto mejora la producción y el servicio de la empresa.

Por ultimo dentro de los hallazgos enfocados en los daños del producto es importante dar

a conocer un dato con alta relevancia dentro del proceso, en este caso se refiere a las cantidades

ajo maltratadas durante el trabajo, algunas sufren daño por caídas y otras ya vienen con defecto o

pudrición desde su origen conocidos técnicamente según información de AGRO BASF de

España (2020)

37

Defectos graves:

Daño por roya: Los ataques provocan la desecación de las hojas, acelerando la

resequedad del ajo. Por este motivo se encuentras ajos aparentemente viejos no aptos para

el consumo.

Acaro de ajo: Se reproduce sobre la pulpa del diente de ajo, Es fácil de ver incluso

a simple vista se observan unas manchas amarillentas que, en realidad, son zonas

necrosadas ya que se produce una oxidación del tejido afectado.

Quemado del sol: alteración en el color de la epidermis y el diente causado por la

acción del sol.

Entrevista

Jorge Delgado - Ingeniero industrial egresado de la UTP.

Para la fabricación de cualquier tipo de máquina, antes que nada se debe hacer una tabla

para analizar los costos y no solo costos económicos sino también factores como el tiempo, las

personas, determinar que el beneficio sea mayor a todo esto para saber si realmente vale la pena

la inversión.

Que la calidad del proceso no afecte el producto, es bueno mirar tipologías de máquinas

que cumplan con esta función y analizar sus tiempos de producción y los beneficios por parte del

trabajador, tener en cuenta la capacidad que tiene la máquina, esto va ligado al espacio de trabajo

porque muchas veces son espacios de trabajo reducido esto implica trabajar cerca de las

máquinas, siempre hay que buscar el beneficio de la empresa, pero también del trabajador, que

38

estas máquinas no los afecten con contaminación auditiva, vibraciones en exceso, altas

temperaturas, etc. Claro está que toda empresa debe tener sus implementos de protección tapa

oídos, gafas, etc.

Tipologías

Tabla 1.Tipología de Granizadora semi automática

De esta maquina a nivel formal se pueden sacar partes importantes como los materiales

en acero y la division en dos contenedores, en cuanto a su parte funcional muestra un mecanismo

de batido dado por el movimiento del cilindro ejercido con la ayuda de un motor empujando el

producto hasta el punto de salida que se da gracias a la apertura producida al accional una manija

39

Tabla 2.Tipología de embudo con dosificador

La idea de tener una tipologia de embudo con algun sistema que hace posible una

dosificacion puede ser contemplado como una opcion en el diseño ya que se busca facilitar el

paso del ajo por medio de algun tipo de mecanismo

Tabla 3.Tipología de máquina expendedora de chicles a granel

40

La estructura formal del mecanismo da una idea de como se puede dar salida y direccion

a las unidades del producto, ya que en la mayoria de maquinas cuya funcion es repartir o

dosificar cierto numero de unidades (en este caso bolas de chicle) se presenta el mismo problema

y es que en el conducto que de la primer salida (contenedor superior) todos los dulces quieren

salir por gravedad haciendo que se atasquen en la pequeña apertura y se impida el paso

Tabla 4.Tipología de contenedor y exprimidor de naranjas

En cuanto a su función este puede ser una propuesta importante, por la implementacion

de un contenedor en la parte superior similar a una tolva que permita la caida de la fruta por

medio de gravedad dirigida por un canal hasta llevarla a cierto punto en el cual el usuario lo

necesite para el desarrollo de su labor.

41

Tabla 5. Máquina traga monedas mecánicas

Esta tipología propuesta en la tabla 5, muestra un mecanismo de palanca simple, donde al

accionarla produce una apertura de una compuerta, a pesar de que su mecanismo no es muy

sofisticado este cumple su funcion correctamente y permite el paso de las monedas cuando las

ruedas internas caen la ranura indicada.

Requerimientos

Los requerimientos de diseño son parámetros que deben tenerse muy en cuenta ya que

con estos es posible acercarse a la solución en cuanto a los objetivos y necesidades del problema

planteado, estos son fijados previamente ya sea por requisitos legales o especificaciones

necesarias y serán las bases fundamentales durante toda la ejecución del proyecto, ver tabla 6

(Requerimientos de uso), tabla 7 (requerimientos legales y ambientales), tabla 8 (Requerimientos

de función y producción) y tabla 9 (requerimientos económicos).

42

Tabla de requerimientos

Tabla 6.Requerimientos de uso

Requerimiento Determinante Parámetro

Comodidad

El diseño debe considerar

factores ergonómicos para

el usuario en el puesto de

trabajo

Medidas adecuadas, alturas,

distancias para tener

correctas posturas, que todo

esté en óptimas condiciones

con el usuario

Indicadores de uso

Debe contar con ciertos

indicadores que permitan

detener e iniciar la

operación

Implementar botones o

señales indicativas para

facilitar el uso

Tabla 7.Requerimientos legales y ambientales


Norma

Material obligatorios en su

construcción por cuestiones

de higiene

Material de acero

inoxidable de tipo 430 o

316

Durabilidad

La capacidad que tendrá el

diseño para conservar su

condición física durante su

vida útil

Evitar incorporar materiales

de poca durabilidad o

resistencia ya que podría

generar daños en el

dispositivo

43

Tabla 8.Requerimientos técnico productivos y de función


Función

El sistema debe

complementar el proceso de

enmallado gracias al

sistema de dosificación

Mediante un principio

mecánico que al ser

accionado genera un

movimiento de rotación en

el ajo

Resistencia

Resistente al peso que debe

aguantar por la cantidad de

ajo

Con la ayuda de una base o

soportes de tubo anclados a

la máquina se corte

Seguridad

Por ningún motivo el diseño

debe generar algún tipo de

riesgo que dañe al usuario

Mediante las buenas

prácticas de uso.

Ocultando elementos de

riesgo

Trabajo

Dimensionar el espacio que

ocupará para que no se

presenten inconvenientes de

obstaculización en otras

áreas.

Medidas correctas, minimi-

zando el trabajo de las

grandes maquinas a un

tamaño acorde en el puesto

de trabajo

Estructura

El prototipo debe tener un

soporte que genere

estabilidad

con una base en el suelo o

utilizando el soporte de

tubo que tiene la máquina

de corte actual

Uniones y ensambles

Uniones, ensambles

resistentes

y tipos de mecanismos no

tan complejos de adaptar

Diferentes tipos de uniones

soldaduras, tornillos,

ensambles, mecanismos

como poleas, engranajes,

bandas dentadas etc.

44

Tabla 9.Requerimientos económicos


Costo

Debe tener un costo inferior

a 800.000 pesos

Implementando procesos

productivos con ayuda de

talleres locales

Concepto

Para lograr la construcción del concepto se sacaron los puntos más importantes en los cuales

se enfoca el proyecto como lo son la producción, dosificación, enmallado de ajo, tomando de la

producción la parte de dosificación en la que se centra el proyecto y viendo el ajo como un

referente a la salud por sus propiedades y componentes nutricionales.

El concepto nace gracias a la información que brindan ciertos términos distribuidos en un

diagrama como el de la tabla 10, Se puede decir que el ajo lleva consigo diversos significados,

pero el más representativo es la “salud” gracias a sus beneficios atribuidos medicinalmente

tomando este término y la “dosificación” que durante el desarrollo del proyecto fue uno de los

puntos y problemas más importantes como más importante en las técnicas del proceso surge el

concepto de “dosificando salud”.

45

Tabla 10. Diagrama

Alternativas y simulación de diseño

Teniendo en cuanta los requerimientos de diseño se realizan las siguientes alternativas.

La primer propuesta, tabla 11 consta de un eje en rodamiento que incorpora unas aspas,

este mecanismo se encuentra posicionado sobre una tolva con superficie plana y un orificio que

será el punto de salida para los ajos, la acción generada es producida por poleas que darán

movimiento con la ayuda de un motor.

46

Tabla 11.Alternativa de mecanismo 1


La segunda alternativa que se muestra en la tabla 12 se basa en el principio de tracción

con la ayuda de un eje que atraviesa la tolva de manera horizontal con forma de espiral conocido

como tornillo de Arquímedes, el cual tiene como finalidad girar con la ayuda de un motor

causando así movimiento en los ajos para evitar que se obstruyan en el canal de salida.

47


La alternativa de la tabla 13 se centra en un sistema de dosificación por volumen, es decir

hay un contenedor que tiene un tope de unidades al llenarse se acciona un traslado hasta un canal

de salida esto es posible con la ayuda de un sistema de final de carrera, los ajos que están en el

contenedor superior caen con la ayuda de una vibración.

En la alternativa número 4 de la tabla 14 el funcionamiento está dado por el movimiento

de una palanca que da apertura a un canal de salida de una tolva inclinada compuesta por la base

de 4 patas y en la parte inferior de la tolva un vibrador que ayudara a generar el movimiento de

los ajos con el fin de que no se tape en la salida

48

Tabla 14.Alternativa de mecanismos 4

Tabla 15.Dosificación mecanismo de mesa

En la tabla 15 se muestra la alternativa 5 con un mecanismo de dosificación de mesa que

en su interior es planteado con un funcionamiento similar al mecanismo de la tipología de

máquina expendedora de chicles de la tabla 3

Evaluación de alternativas

Para la evaluación de las alternativas se presenta una tabla con algunos de los factores

más importantes a considerar en el diseño en este caso fueron 5. Los puntos positivos de cada

ítem resultan de las pruebas hechas por las simulaciones de diseño que fueron realizadas a escala

49

y probadas con elementos como el ajo, motores, vibradores, simulaciones de tolvas y canales de

salida, (ver tabla 16).

Tabla 16.Evaluación de alternativas

El resultado final muestra la alternativa número 1 y 5 con más puntos positivos, pero la

alternativa número 1 paso por un proceso de simulación a escala y se puede decir que al momento

de la prueba fue la que mejor tuvo la dosificación del ajo debido a que esta reparte el peso del ajo

en una especie de canales ya que lleva un eje en rodamiento con aspas que divide la tolva en 4

partes.

Pruebas

Para la construcción del prototipo se realizaron algunas pruebas de volumetría, función,

resistencia, en estos se encontraron fallas en función del mecanismo como por ejemplo el

cizallamiento del ajo a la hora de salir por el orificio.

50

Las 4 pruebas realizadas ver tabla 17, se realizaron con el fin de identificar y corregir los

errores para la construcción del prototipo final, la prueba con mayor resultados fue la

deformación de la lámina en el orificio de forma cóncava, esta da menor probabilidad de corte en

las cabezas de ajo

Tabla 17.Pruebas de función del mecanismo

51

Componentes de diseño

Dosificación: La función planteada para el prototipo final tiene como fin brindar un

sistema de dosificación generado por el movimiento de un eje tubular con 4 aspas soldadas que

generan rotación en la tolva donde se depositan los ajos.

En la superficie plana de la tolva se encuentra un orificio por el cual salen los ajos tras el

movimiento dado por el mecanismo, este los lleva a un embudo el cual tiene un tubo cilíndrico y

contiene la malla de poliéster como se puede apreciar en la tabla 18, adecuado al tamaño de los

ajos con una medida de una pulgadas y donde salen directamente a la malla donde serán sellados

y cortados, este mecanismo se puede apreciar en la figura 15.

Tabla 18.Adaptación de embudo

52

Figura 15.Tolva con mecanismo de aspas (fuente propia)

Ergonomía: La ergonomía aplicada en el diseño tiene como finalidad brindar una

experiencia de satisfacción en el uso de determinado producto, se debe enfocar en las

necesidades y deseos del usuario, también basarse en las características mentales y físicas del

mismo, de esta forma se pueda decir que se genera una adecuada respuesta al problema que se

tenga para realizar determinada labor.

En este caso se identifica un problema en el puesto de trabajo el cual está ligado a una

labor de empaque manual donde el prototipo entra como complemento para la actividad de

enmallado de ajo brindándole la facilidad al operario de contener los ajos gracias a su tolva. Este

las entrega directamente hasta la altura media de su cuerpo que es la distancia adecuada para

53

trabajos livianos estando de pie como se muestra en la figura 16, es aquí donde se evidencia una

de las fases de la ergonomía la cual es conocida como la antropometría.

Figura 16.Altura correcta para puesto de trabajo. Fuente

http://www.ccsso.ca/oshanswers/ergonomics/standing/standing_basic.

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Producto final y usabilidad

Figura 17.Nueva operatividad (fuente propia)

Los ajos son depositados en la tolva la cual genera un movimiento que debe ser

accionado por un botón de encendido, es así como los ajos se mantienen en movimiento y se

genera la salida por el orificio de que tiene en la superficie, este debe estar posicionado para que

los ajos entren directamente al embudo y canal cilíndrico, el operario tendrá la posibilidad de

pausar el movimiento del mecanismo.

En la figura 17 se pueden apreciar partes del prototipo y elementos de la máquina de

sellado la cual está en una mesa con su sistema semiautomático y sus respectivos flejes para el

grapado.

55

Despiece de los elementos

Figura 18.Despiece de las partes del mecanismo (fuente propia)

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En la figura 18 se muestra el despiece de las partes del prototipo con el fin de dar más

claridad de las partes que lo conforman, cada componente tiene un numero el cual indica a que

parte corresponde estos son nombrados en la tabla 19.

Tabla 19.Tabla partes del despiece

1 Contenedor superior

2 Aspas

3 Eje cilíndrico

4 Correa

5 Motorreductor

6 Polea

7 Rodamiento

8 Chumacera

Planos técnicos

Figura 19.Planos técnicos (fuente propia)

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Proceso productivo

En la siguiente tabla (20). Se muestran los materiales utilizados en el proceso de elaboración

del prototipo final y se explican los respectivos métodos a los que son sometidos cada una de las

partes con distintos tipos de maquinaria

Tabla 20.Proceso productivo

Lamina de hierro

(Tolva)

Cortar

Soldar

Remover esquirlas

Perforar

Amoladora de disco

Soldadura eléctrica

Lijadora

Torno

Aspas

(Eje)

Cortar

Pulir

Soldar

Amoladora

Esmeril disco de fibra

metálica


Chumacera y

rodamiento

Soldadura de la

chumacera en la tolva

y encaje del

rodamiento

Soldadura

Fijar el cuerpo de la

balinera

Motorreductor Instalar Poleas

Banda

Soporte o base

de hierro

Cortar

Soldar

Amoladora


Interruptor o

Botón de encendido

Adaptación de cables

Al motorreductor

Destornillador

Tornillos

Tijeras

Cinta

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Tabla de costos

La siguiente tabla (21) comprende los precios, las cantidades de los materiales, mano de

obra y elementos necesarios para la fabricación del prototipo (el costo de la base no se encuentra

en la tabla de costos ya que es una estructura de hierro en perfil de ángulo con la cual ya

contaban).

Tabla 21.Tabla de costos

Elemento en acero

inoxidable tolva y

eje con aspas

1

$300.000

Correa (banda) 1 $18.000

Poleas 2 $13.000 c/1

=$23.000

Motorreductor 1 $150.000

Chumacera 1 $25.000

Balinera

(rodamiento)

1 $30.000

Mano de obra

(soldadura, medidas,

cortes, pulida, etc.)

1 $50.000

Total =$596.000

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Conclusiones

En el proceso surgen diferentes tipos de problemas, pero los acercamientos que se tienen

a nivel investigativo y de producción con simuladores logran generar propuestas de las cuales

resulta una solución.

Durante el desarrollo se comprende que en la búsqueda del material es importante

conocer cuáles son los requisitos ya establecidos por ley para la fabricación de elementos que

estén relacionados con la manipulación de alimentos ya que parte importante del proyecto es

hacer uso de materiales permitidos, pero dentro de los objetivos se encuentra el hacer la

construcción posible con los gastos mínimos, ya que es una mecanismo para pequeñas y

medianas empresas.

Por otro lado también se puede concluir que con este nuevo desarrollo la labor de

enmallado de ajos mejora en cuanto a su ritmo de empaque, ya que esto hace posible que el

sellador deposite una caja de ajo de 9 kilos en la tolva y al encender el mecanismo empiece a

sellar de forma independiente sin depender del antiguo lanzador

El prototipo final no supera un costo mayor a 800 mil pesos como se menciona en la tabla

de requerimientos y se hizo posible con ayuda de talleres con tecnología y materiales locales.

Finalmente como segundo objetivo en la prevención del operario frente algún tipo de

riesgo se puede concluir que el dispositivo como tal no tiene elementos de riesgo visibles ni en

contacto con el usuario y que el conocer la antropometría, el somatotipo y datos del usuario

como primer paso de la metodología hacen que se pueda diseñar con las medidas correctas frente

a este tipo de usuario.

60

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Florez Cecilia. (2001). Ergonomía para el diseño, D.R libraría

Anexos

-Entrevista a ingeniero industrial Jorge delgado egresado (UTP)

Esta fue una entrevista estructurada que constaba de 3 preguntas que brindan

Información relevante enfocada en el sector productivo de las empresas.

1-¿Por qué es importante trabajar con ayuda de máquinas?

2-¿el proceso puede afectar el producto?

3-¿vale la pena la inversión?

-La base del mecanismo es una estructura la cual pertenece a la empresa, consta de

perfileria en ángulo de hierro y en la parte inferior debe ir soldada una platina que hace posible

ubicar el motorreductor donde se requiere y su altura fue modificada, esto tuvo un costo

adicional de $30.000 pesos sus planos están especificados en la siguiente imagen.

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Es importante entender que la metodología ayuda a conocer el perfil de los operarios, que

se diseña a partir de los datos que el perfil de usuario arroja y que se deben tener en cuenta los

parámetros iniciales de la maquina existente ya que su altura fue un factor que tuvo influencia

para la ubicación del mecanismo y la persona que le dará el uso, en la siguiente imagen se ve la

altura de la maquina en relación a la antropometría de la persona y se puede decir que es una

máquina que está centrada en usuarios con somatotipos de talla grande y buena estatura, por esta

razón no se escogen personas de baja estatura para el uso de la misma.

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Documents

Diseño de mecanismo como complemento en el proceso de