diseño de mecanismo como complemento en el proceso de
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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 12.Alternativa de mecanismo 2 ..................................................................... 46
Tabla 13.Alternativa de mecanismo 3 ..................................................................... 47
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)
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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.
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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
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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
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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.
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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
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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)
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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
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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).
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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
Requerimiento Determinante Parámetro
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
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Tabla 8.Requerimientos técnico productivos y de función
Requerimiento Determinante Parámetro
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
Requerimiento Determinante Parámetro
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
Tabla 12.Alternativa de mecanismo 2
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
Tabla 13.Alternativa de mecanismo 3
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
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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
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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.
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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
Soldadura eléctrica
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
Soldadura eléctrica
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.
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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.