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MEMORIAS DEL XXIII CONGRESO INTERNACIONAL ANUAL DE LA SOMIM 20 al 22 DE SEPTIEMBRE DE 2017 CUERNAVACA, MORELOS, MÉXICO
Tema A1a Diseño Mecánico: Máquinas de propósito especial
“Desarrollo de un sistema mexicano para identificación y control de ganado”
Ricardo-Torres, Osiris a*, López-Parra, Marcelo a, Ramírez-Reivich, Alejandro Cuauhtémocb, Borja-
Ramírez, Vicenteb
aUnidad de Alta Tecnología, Facultad de Ingeniería, UNAM, Av. Fray Antonio de Monroy e Hijar, No. 260, Santiago de Querétaro, Código Postal
76230, México. bCentro de Diseño Mecánico e Innovación Tecnológica, Facultad de Ingeniería, UNAM, Av. Universidad, No. 300, Ciudad de México, Código Postal
04510 , México. *Autor contacto. Dirección de correo electrónico: [email protected]
R E S U M E N
Éste trabajo presenta el diseño a detalle de un dispositivo para identificación de ganado bovino y la validación del diseño
mediante la estimación de la resistencia mecánica empleando análisis de elemento finito. En el proceso de diseño los autores
definen el problema, realizan una búsqueda y la definición del estado del arte. Posteriormente, se establecen los
requerimientos (expresados y no expresados) de los usuarios involucrados, se realiza una lluvia de ideas y una generación
de conceptos de solución. Finalmente, se realizan prototipos mediante manufactura aditiva, pruebas de resistencia mecánica,
definición de especificaciones de diseño y manufactura, diseño industrial, propiedad intelectual, etc. Mediante el análisis
estático y simulaciones por elemento finito realizadas en SolidWorks™ se presenta una estimación de esfuerzos y
deformaciones. Finalmente, se presentan cuatro solicitudes de patentes en este trabajo (MX/a/2013/01460), dos para un
dispositivo de identificación de bovinos y otras para una herramienta aplicadora.
Palabras Clave: Identificación animal, trazabilidad, rastreabilidad, resistencia de materiales, deformación mecánica, manufactura aditiva,
A B S T R A C T
This study presents the detailed design and validation of a bovine Identification Device. FEA analysis is carried out and
measurements to determine its mechanical strength are reported. As part of the design process, authors define and report
the design problem, state of the art, expressed and unexpressed user needs, brainstorming, concept generation, additive
manufacturing prototyping, design and manufacturing specifications, industrial design and intellectual property. Material
deformations, displacements and their effects caused by applied loads on the device are shown through static analysis and
finite element analysis simulations (Solidworks™ V. 2015).
To give a general idea of deformations present in the device a static analysis of each element is presented independently.
Finally, four Mexican patents generated during this work are discussed (MX/a/2013/01460), two for the bovine identification
device and the others for the tagging pliers.
Keywords: Animal Identification, Traceability, strength of materials, mechanical deformation, additive manufacturing.
1. Introducción
La cría y producción de bovinos se ha caracterizado por ser una actividad redituable para el sector ganadero mexicano a
nivel nacional e internacional; ocupando el segundo lugar
en consumo debido a su alto valor proteico (rica en hierro,
zinc, vitamina B y de otros nutrientes indispensables para
una dieta balanceada). Para el año 2017, se estimó que la
producción de bovinos de leche y carne contó con un
inventario nacional superior a los 32 millones de cabezas
[1]. Bajo este contexto, hoy en día y como consecuencia de
la intensificación en la cría, producción y movimiento de
este tipo de animales, ha surgido la necesidad de recurrir a
elementos y/o herramientas que puedan satisfacer las
demandas del mercado cumpliendo con las más altas normas
y estándares de calidad y sanidad. Por tanto, el tema de
identificación individual mediante el uso de herramientas de
trazabilidad y rastreabilidad ha tomado gran importancia
para las dependencias gubernamentales mexicanas e internacionales. Un sistema de Identificación consiste en la
asignación de un número único e irrepetible a cada bovino;
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permitiendo el registro de cada movimiento a lo largo de su
vida en pie y el rastreo de los mismos una vez que el bovino
es sacrificado. A este tipo de sistemas se les denomina
Sistemas de Trazabilidad y Rastreabilidad Animal
(STyRA). Como consecuencia, un sistema de esta
naturaleza deberá ofrecer al ganadero la posibilidad de
mejorar sus técnicas y prácticas de cuidado animal, así como ser un sello de garantía en temas de sanidad e
inocuidad; permitiéndole a las dependencias
gubernamentales tener un registro claro y eficiente del
inventario nacional coadyuvando la tecnificación del sector.
Es importante señalar que a nivel mundial el diseño, la
fabricación y distribución de los Sistemas de Trazabilidad y
Rastreabilidad Animal son de procedencia extranjera o bien,
no cumplen con los requerimientos técnicos y/o legales
definidos en las normas y estándares [2-4] de los mercados
nacionales e internacionales; esto provoca una dependencia
tecnología por el acaparamiento de la tecnología y una
reducción en la autosuficiencia de medios tecnológicos necesarios e indispensables de cada país.
Figura 1 – (a) Arete Identificador colocado en bovino. Trabajo de
Campo Rancho Ciudad de México.
En México, la Norma Oficial Mexicana NOM-001-
SAG/GAN-2015 estipula que el sistema de identificación
tiene que proporcionarle al animal una identificación única,
irrepetible y permanente a lo largo de toda su vida, éste no
podrá ser objeto de modificaciones, alteraciones o
reutilizarse. En general, la tecnología para identificación
animal consiste en dos “aretes” identificadores;
caracterizado por una unión mecánica de tipo “macho-
hembra”. Éste es fabricado mediante una inyección de
plástico de la familia de los termoplásticos; típicamente poliuretano (Texin o Desmopan, distribuido por la empresa
Bayer©) con aditivos para protección de UV y una
poliamida (Nylon 6) con un porcentaje de carga de fibra de
vidrio.
El Sistema de Trazabilidad y Rastreabilidad animal debe ser
un sello de garantía en la cría de los animales y de la calidad
de la carne de los mismos. Por tanto, el ensamble mecánico
existente entre los elementos “macho y hembra” debe
garantizar la permanencia e inviolabilidad del mismo.
Es importante señalar que dentro de las pruebas ambientales
a las que se someten los dispositivos; la Norma Oficial
Mexicana NOM-001-SAG/GAN-2015 sólo se refiere a la Normas de la Comisión Electromecánica Internacional
(IEC), concretamente a las Normas IEC 68, las cuales solo
se refieren a ensayos practicados a dispositivos
identificadores electrónicos con tecnología por Radio-
Frecuencia (RF).
Figura 2 – (a) Arete Identificador componente Hembra; (b) Arete
Identificador componente Macho.
Con el fin de desarrollar las especificaciones de diseño de
un Sistema de Trazabilidad y Rastreabilidad Animal, los
autores de este artículo estudiaron los sistemas típicos de
identificación animal, como caso de estudio los autores
tomaron un identificador [5-6] estándar de la empresa
ALLFLEX© (ver Fig. 2); identificaron áreas de oportunidad y definieron los requerimientos de diseño para
desarrollar un dispositivo identificador de animales
mexicano, a su vez, establecieron una propuesta para
producción en volumen (20 millones de unidades al año).
Finalmente, se propuso un ensayo de tracción a fin de medir
la resistencia del ensamble de los identificadores propuestos
por los autores. Se estimó computacionalmente la
resistencia mecánica de la propuesta de diseño y se realizó
un estudio comparativo de los resultados obtenidos con
respecto a los sistemas para identificación existentes en el
mercado.
2. Diseño Conceptual de Sistema de Identificación
Durante la etapa exploratoria, los autores centraron su
trabajo en un estudio bajo dos líneas: una descomposición
funcional y otra interacción de usuario (diseño centrado en
el usuario). Con base en la experiencia de los autores, se realizaron descomposiciones funcionales de los
identificadores proporcionados por la Secretaría de
Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y
Alimentación (SAGARPA); también, se realizaron estudios
comparativos de los diferentes mecanismos que produjeran
un ensamble permanente y corte de tejido animal.
De forma paralela se estudiaron los comportamientos y las
técnicas de los usuarios directamente involucrados en la
instalación del dispositivo en campo (Figura 3a, Figura 3b,
Figura 3c). Así como de las herramientas empleadas para la
colocación del identificador en el bovino.
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2.1. Análisis general
El estudio de descomposición por interacción de usuario se
realizó mientras el personal realizaba la colocación de los
identificadores en ranchos con bovinos de diferentes pesos
y edades (Fig. 3a, Fig. 3c).
Figura 3 – (a) Identificador animal y herramienta aplicadora; (b)
Bovino con identificador colocado en oreja; (c) Procedimiento de
aplicación del identificador.
De igual manera, se realizó una búsqueda dentro de la
literatura y estado de la técnica [7-11]; identificando la
reclamación de las siguientes reivindicaciones
principalmente:
Diversidad en geometrías [7] para generar
el ensamble entre los elementos mecánicos que constituyen los elementos macho y hembra del
identificador para animales (Fig. 4a, Fig. 4b).
Sistemas de ensambles mecánicos [8-9]
con un grado de libertad e inviolables (Fig. 5a,
Fig. 5b).
Sistemas de ensamble mecánico que
contienen tecnología de radio-frecuencia [10]
como inserto (ver Fig. 6a).
Sistemas de ensamble mecánico con la
característica de recolectar tejido animal [11] para
análisis genético (ver Fig.6b).
Como consecuencia del análisis funcional, la etapa
conceptual se enfocó particularmente en las siguientes
directrices:
Tipo de geometrías empleadas para
diseño del identificador.
Tipo de unión, principalmente de tipo
macho-hembra que garantizará un sello inviolable
y la permanencia del dispositivo en el bovino a lo
largo de su vida (Fig. 3b).
El análisis funcional les permitió a los autores identificar las características mecánicas y de diseño de los sistemas de
identificación más comerciales y de uso cotidiano para la
aplicación. Y que bajo las normas oficiales vigentes en el
país cuentan con una aprobación y reconocimiento para su
uso. Dentro del análisis geométrico se observó que todos los
cambios mecánicos en las configuraciones del dispositivo
identificador debían proporcionar una ventaja funcional en
los siguientes aspectos:
Proporcionar mayor resistencia mecánica. Reducción en peso de los dispositivos.
Reducción en tiempo de ensamble durante
la colocación del dispositivo.
Reducción en costos de fabricación:
diseño geométrico eficiente del dispositivo,
impactando en el diseño del molde para proceso
de inyección.
Reducción de fuerza para ensamble y
colocación del dispositivo.
Figura 4 – (a) Identificador animal de tipo macho con geometría
bandera; (b) Identificador animal de tipo macho con geometría botón;
(c) Identificador animal de tipo hembra.
Figura 5 – (a) Identificador animal de tipo macho y hembra. El
hembra gira respecto a la hembra; (b) Identificador animal de tipo
macho y hembra con sello magnético (sello inviolable).
Figura 6 – (a) Identificador animal con tecnología de RF; (b)
Identificador animal con recolector de tejido animal.
La tendencia evolutiva de los dispositivos para
identificación animal con elementos mecánicos inviolables
(a)
(c) (b)
(a)
(b)
(a) (b)
Chip de RF
Colector de tejido
(b)
(a)
(c)
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se caracteriza principalmente por disponer de geometrías
variables, por sus tipos de ensamble (unión mecánica), así
como por los tipos de materiales de fabricación y finalmente,
por el tipo de tecnología insertada en el dispositivo
(radiofrecuencia). De esta manera, se determinó que los
cambios visuales en el diseño de la propuesta del
identificador no eran factores determinantes para generar una ventaja sobre aquellos dispositivos que cuentan con
aprobación gubernamental. Bajo este contexto, los autores
determinaron las siguientes áreas de oportunidad en el
desarrollo de la propuesta conceptual:
1. Incluir un tercer elemento para generar el
ensamble tipo hembra-macho.
2. Generar un ensamble doble o triple del
tipo macho-hembra o bien una combinación de
tipos de ensamble mecánico.
3. Modificar la geometría de sujeción del
elemento macho con respecto al elemento hembra de los identificadores.
4. Generar un nuevo proceso de intercambio
de información en el identificador.
En el siguiente apartado, los autores presentan las
propuestas para el nuevo tipo de ensamble bajo las
consideraciones antes mencionadas. El lector podrá
observar el proceso evolutivo de las propuestas, éstas fueron
evaluadas mediante la fabricación de prototipos empleando
la técnica de manufactura aditiva. Se emplearon equipos y
materiales de manufactura aditiva de alta calidad y
resolución (Stratasys Production Series Objetc Connex3 y Serie Fortus 9000c se crearon
mezclas de materiales (Ultem 1010 y 9085).
2.2. Diseño Conceptual.
Como parte del proceso de generación de conceptos, se
recurrió a la metodología de “brainstorming”. Esta técnica
se empleó como una herramienta que permitió a los autores
generar soluciones viables para un sistema de identificación
mexicano con la robustez para producir un volumen de 20
millones de unidades al año. La metodología de diseño [12]
consistió en una adaptación del proceso de diseño e innovación del curso de ME310 de la Universidad de
Stanford, la cual consiste en un ciclo iterativo (ver Fig. 7)
de propuestas que se refinaron (Fig. 8a, Fig. 8b) hasta llegar
a la solución mostrada en la Figura 10. Los criterios que los
autores consideraron para el diseño conceptual de la
propuesta mecánica fueron:
1. Sistema Inviolable
2. Identificación visual
3. Anclaje Mecánico
4. Restricciones de movimiento
5. Manejo en las prácticas de instalación del dispositivo.
La Figura 9 muestra el concepto de ancla con sección
transversal deformable, éste se caracteriza por generar un
ensamble de media sección transversal respecto a la hembra
debido a una deformación mecánica en una sección del
dispositivo. Y de igual forma, se caracteriza por producirse
un ensamble doble de tipo hembra macho una vez que se perfora al bovino.
Figura 7 – Metodología de Diseño “Brainstorming” utilizada para la
etapa de generación conceptual.
Figura 8 – (a) Propuesta de con anclaje giratorio”; (b) Propuesta con
anclaje de cuatro puntos deformables.
(a) (b)
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Figura 9 – (a) Arete Identificador con sección transversal deformable.
2.3. Funcionamiento de la solución propuesta.
Como parte de la selección de concepto para fabricación y diseño de moldes para inyección se consideró que el concepto de ancla con sección trasversal deformable cubría los requerimientos anteriormente descritos en el apartado 2 y 2.1 de este artículo. Este dispositivo se compone de un elemento macho con sección deformable y por un nuevo arreglo mecánico de ancla en el elemento hembra (ver Fig. 10).
Dentro del proceso de ensamble se consideran las siguientes etapas:
Los elementos que constituyen el
dispositivo identificador deberán estar alineados
respecto al eje transversal de ellos. Esta alineación se logra con el apoyo del dispositivo
aplicador.
El elemento macho perforará la sección
del cartílago del bovino permitiendo un primer
contacto entre el elemento macho y hembra.
Existe una reducción de diámetro en el
elemento macho en una etapa intermedia en el
interior del elemento hembra.
Esta reducción de diámetros genera el
desprendimiento de un tercer elemento al interior
del elemento hembra. Este tercer elemento se desplaza hasta llegar al final de la carrera al
interior. Produciendo un anclaje entre los
elementos.
Debido a las geometrías seleccionadas se
genera un movimiento (giro) entre ambos
elementos macho y hembra. Es decir, el elemento
macho puede girar respecto al elemento hembra y
viceversa. Este giro interno se produce gracias a
la unión irreversible entre el tercer elemento y el
elemento macho al interior del elemento externo
de la hembra.
Es importante señalar que para obtener el funcionamiento
mecánico deseado, los autores proponen una nueva
distribución geométrica y un proceso de inyección de cada
pieza que integran los identificadores. Los elementos que
perforan la oreja del bovino (la punta se encuentra ubicado
como un inserto dentro del identificador de tipo macho) y
los elementos del identificador de tipo hembra se fabricaron mediante la inyección de una poliamida en un primer molde.
De esta forma, los autores aprovecharon las propiedades de
elasticidad de los materiales seleccionados (ver Fig. 11).
Figura 10 – Dos componente de Arete identificador: bandera hembra
y bandera macho.
Figura 11– Alineación del Arete Identificador con sección transversal
deformable.
3. Estimación de Resistencia Mecánica del Ensamble
Propuesto.
En términos generales, uno de los principales
requerimientos de diseño del dispositivo fue producir un
ensamble mecánico entre los dispositivos que integran el
sistema de identificación irrompible (inviolable). En este
sentido, se entiende por sello “inviolable” a la
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imposibilidad de manipulación del dispositivo, es decir, el
dispositivo de anclaje está diseñado para evitar
manipulaciones o desprendimientos. En el caso de que el
dispositivo se desprenda de la oreja del bovino, éste deberá
quedar inutilizable. Bajo esta idea, los autores presentan un
ensayo para medir la eficiencia mecánica del ensamble de
los dispositivos mediante un ensayo de tracción y a su vez, se presenta una propuesta de análisis computacional por
elemento finito para la estimación de esfuerzos y
desplazamientos del dispositivo. Esto les permitió a los
autores comparar la resistencia mecánica de la propuesta
diseño presentada en este artículo con respecto a los
dispositivos comerciales, es decir, el cálculo teórico y la
aproximación computacional y experimental de esfuerzos
les permitió a los autores definir un marco de referencia
preliminar para comparar la resistencia mecánica del objeto
de estudio proporcionado por la SAGARPA y su propuesta.
3.1. Simulación computacional por elementos finitos.
Para realizar la simulación, los autores se apoyaron de la
paquetería de análisis estático de SolidWorks© y partieron
de las siguientes suposiciones:
Anclaje Mecánico: Esta suposición parte del
hecho de que solo se requiere evaluar la resistencia
mecánica de la unión entre los elementos
identificadores macho y hembra del sistema propuesto
(Fig. 12a). Por lo tanto, se desprecian los efectos
inducidos en las banderas y en los elementos
mecánicos externos. Para el caso de estudio comercial, también se evaluarán los efectos en la unión mecánica
del dispositivo (Fig. 12b).
Cargas mínimas: Esta suposición se hace debido
a que una vez que se instala el dispositivo en el animal,
éste no permitirá a las personas realizar acciones de
larga duración con la intensión de remover el
dispositivo de su posición (oreja).
Figura 12- (a) Sección del dispositivo propuesto analizada por
Análisis de Elemento Finito; (b) Sección analizada por Análisis de
Elemento Finito del dispositivo comercial.
Como parte del análisis por elementos finitos se generó un
mallado de cuatro puntos (tetraédrica) de tipo sólido. Este
tipo de mallado se utiliza típicamente para análisis en
sólidos, placas gruesas, interfaces, etc. Durante las pruebas
de tensión realizadas a los identificadores comerciales, éstos
soportaron una carga de 300 [N] antes del desprendimiento.
Con base en lo anterior, se definió una carga máxima de 300
[N] para el análisis de elemento finito y el cálculo teórico de
esfuerzos. En éste último, se realizó la idealización de un
vástago de área constante a lo largo del identificador macho, con un diámetro exterior de 6 [mm] y un diámetro interior
de 3 [mm]. La ecuación (1) muestra la expresión
matemática para el cálculo del área transversal efectiva (𝐴𝑓) sobre la que se aplica la carga. Las ecuaciones (2-3)
muestran el modelo matemático empleado para el cálculo de
esfuerzos en la dirección “x” del sistema de referencia (ver
Fig. 13).
z
𝐴𝑓
x y
Figura 13- Sección transversal del vástago del dispositivo propuesto
modelado en Solidworks©;
2
int4
DDA extf
(1)
F (2)
2
int4
DD
F
ext
(3)
Aplicando la carga axial de 300 [N] al vástago, se puede
estimar que el esfuerzo normal teórico con la sección
transversal de la Figura 13, es de 42.4 [MPa]. Lo cual nos
indica que estamos por debajo del esfuerzo máximo antes de
la ruptura [17] del poliuretano (70 [MPa]).
3.2. Prueba de ensayo de tracción.
Dentro de la prueba realizada al objeto de estudio, los
autores tomaron las siguientes consideraciones:
El diámetro promedio en el elemento macho es
constante, el vástago real es cónico.
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El área transversal no es sólida, es una “arandela”
y varía en el tiempo.
Diseño de las mordazas para distribución constante
de la carga proporcionada por la máquina de tracción
(Fig. 13) (Zwic/Roell con una celda de carga de 5
[kN] y a una velocidad de 5 [mm/min]).
De dicha prueba se obtuvieron los valores mostrados en la
tabla 1.
Tabla 1 – Prueba de tensión en identificador comercial
Muestra Área [mm2] Tensión [N]
1 26.42 235.93
2 26.42 258.59
3 26.42 265.55
4 26.42 277.03
En la Figura 15, se muestra el diagrama de esfuerzo vs
deformación de la prueba de tensión realizada a los
dispositivos identificadores comerciales; en éste se puede
observar que la zona elástica del poliuretano se encuentra
entre 0 y 2 [MPa] y que el material empieza a ceder
plásticamente dentro del rango de 2 a 4 [MPa]
aproximadamente. Por otro lado, la mayoría de los
dispositivos se desprendieron a un esfuerzo de 10 [MPa],
concluyendo que el desprendimiento del dispositivo se
presenta antes de alcanzar el esfuerzo máximo de ruptura de
70 [MPa] del poliuretano.
Figura 15- Diagrama de esfuerzo vs deformación del dispositivo
comercial realizados en la máquina de ensayos de tracción Zwic/Roell
Finalmente, se realizó la misma prueba a los identificadores
inyectado propuesto por los autores. Bajo las siguientes
consideraciones:
El diámetro promedio en el elemento macho es
constante. Se eliminó la conicidad del vástago.
El área transversal no es sólida, es una “arandela”
pero ya no varía en el tiempo. Esto debido al cambio
de materiales en el elemento macho.
El área transversal se mantuvo por requerimiento.
Los valores obtenidos durante la prueba de tensión de éstos
se muestran en la Tabla 2. Con base en los resultados obtenidos, los autores se dieron a la tarea de realizar un
proceso de optimización de geometría para realizar el diseño
de producción en volumen de los dispositivos
identificadores mediante el diseño de un set de moldes, el
proceso de optimización contempló las siguientes
consideraciones:
Reducción del número de elementos de la
propuesta reportada en este artículo.
Optimización geométrica y de
manufactura del elemento identificado de tipo
macho.
Tabla 2 – Prueba de tensión en identificador propuesto por autores
Muestra Área [mm2] Tensión [N]
1 26.42 243.38
2 26.42 249.17
3 26.42 242.38
4 26.42 268.89
Finalmente, se menciona que este proceso de optimización
sólo se realizó a nivel geométrico, no se alteró el principio de funcionamiento mecánico de deformación en el
componente macho del identificador.
4. Discusión de resultados
Con base en los resultados mostrados en el apartado 3 de
este artículo, se puede confirmar que los esfuerzos axiales
inducidos en el sistema por la aplicación de cargas
puramente axial de la propuesta de identificador son
considerablemente mayores entre los identificadores
analizados. Esto se puede deber al tipo de geometrías
variables que se tienen a lo largo del vástago del elemento
macho. Las concentraciones de esfuerzos se deben a las
reducciones de áreas pronunciadas con ángulos de 90
grados. De igual forma, se estimó mediante el análisis de
elemento finito que la falla mecánica del dispositivo propuesto se presenta en la sección transversal de menor
área. Permitiéndole a los autores una primer aproximación
e interpretación del fenómeno físico para el establecimiento
de condiciones de frontera y restricciones para el modelo en
elementos finitos. Debido a que al tratarse de un material
polimérico el comportamiento mecánico y de materiales
(esfuerzos, deformaciones, ruptura) es altamente no lineal.
Este análisis a detalle se propone como un trabajo a futuro.
Sin embargo, los resultados preliminares ofrecen una
estimación preliminar que les permite a los autores
comparar la eficiencia mecánica entre los dispositivos
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comerciales del mercado y su propuesta de diseño. Con
apoyo de la prueba de tracción realizada en laboratorio se
verificó que la aproximación por medio de la simulación
junto con las consideraciones y restricciones definidas en el
análisis de elemento finito fue aceptable. Los resultados
obtenidos durante la investigación les permitieron a los
autores entender el comportamiento mecánico del dispositivo identificador propuesto, garantizar que la
geometría no podrá ser objeto de manipulaciones y
establecer una primera aproximación de los requerimientos
de diseño, éstos se presentan en la Tabla 3.
Tabla 3 – Requerimientos de diseño de un sistema de identificación y
control de ganado.
Categoría Requerimientos
Geométrico Desarrollar un anclaje más eficiente mediante
la optimización geométrica (sello inviolable)
Fuerza El dispositivo reunirá características
geométricas que le permitan reducir la fuerza
de colocación en el bovino.
La fuerza aplicada por el dispositivo aplicador
(pinza) es axial. Es decir, actúa a lo largo del
eje longitudinal del componente macho.
El dispositivo reunirá características de
materiales (fabricación) y geométricas para
reducir el tiempo de colocación en el bovino.
Operación El ensamble no permitirá que se puedan
realizar manipulaciones para alterar o
desprender el dispositivo del bovino
Costos El costo de venta será menor a 1.2 [dlls]
Volumen de
producción
La producción anual total del dispositivo será
de 20 millones de unidades/año
Los dispositivos se fabricarán con materiales
de origen mexicano.
La fabricación de los componentes del
dispositivo se realizará con materiales que
soporten altas temperaturas de grabado láser
Cinemática El dispositivo contará con el mayor número de
movimientos posibles para facilitar la
cicatrización y liberación si llegara a
“atorarse”
Se requiere de una alineación entre los
componentes macho y hembra para generar un
ensamble entre las geometría generad por el
aplicador
Es importante mencionar que durante el ensayo de tracción
los resultados fueron muy alentadores en la primera etapa
del desarrollo. Debido a que estamos un 10% por debajo de
la resistencia del caso de estudio comercial. Sin embargo, el
diseño de los autores resulta ser más eficiente
geométricamente ya que se logra equiparar el nivel de
resistencia mecánica promedio del ensamble con un área de
contacto menor. Esto se debe a la modificación en el
proceso de inyección y a las dimensiones de cada una de las
secciones de los elementos que integran el identificador
propuesto.
4. Conclusión
Se lograron los objetivos y metas planteadas inicialmente en
el proyecto, los cuales se centraron principalmente en el
desarrollo del diseño de un dispositivo identificador
mexicano patentado. Los resultados se reportaron en este
documento de manera satisfactoria. El diseño del identificador de ganado desarrollado satisface los
requerimientos establecidos por SAGARPA y cubre las
necesidades en relación al funcionamiento y costos que
demanda el mercado nacional. El dispositivo también
cumple de manera preliminar con las especificaciones de
resistencia mecánica, deformación, facilidad de ensamble y
velocidad de aplicación en la oreja del animal, es importante
profundizar (en un futuro) en el comportamiento no lineal
de los materiales utilizados para la fabricación del
dispositivo identificador. Derivado de los resultados de esta
investigación se generaron dos solicitudes de patentes: una
solicitud de patente por el dispositivo identificador reportado en este artículo (MX/a/2013/014601). Y otra por
el diseño de un dispositivo aplicador del identificador
animal (MX/a/2013/014606).
Agradecimientos
Los autores de este artículo agradecen la colaboración de
personal de la Secretaría de Agricultura, Ganadería,
Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (SAGARPA) y de
la Coordinación General de Ganadería para la realización
del estudio presentado en este trabajo.
La investigación que se reporta en este trabajo fue
patrocinada por el Programa de Proyectos Especiales de la Coordinación General de Ganadería.
REFERENCIAS
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ISSN 2448-5551 DM 342 Derechos Reservados © 2017, SOMIM