Participaci贸n de la Tecno Academia Nodo Tolima en el Encuentro Departamental de Semilleros de Investigaci贸n RedCOLSI

Escribe: Luis Alejandro L贸pez Granada

El encuentro departamental sirvi贸 para la divulgaci贸n de los productos de I+D+i de los semilleros de investigaci贸n del departamento adscritos a RedCOLSI.

El pasado s谩bado 14 de mayo del 2022 se celebr贸 en el Gimnasio Campestre de Ibagu茅, el encuentro departamental de semilleros de investigaci贸n RedCOLSI donde tuvo participaci贸n el semillero IDEATEC del Centro de Industria y Construcci贸n con los aprendices Luis Alejandro L贸pez Granada del 谩rea de rob贸tica y Nicolas L贸pez Zuleta del 谩rea de prototipado como ponentes del proyecto 鈥淗UMECAF鈥 supervisados por los facilitadores C茅sar Augusto Campos Rodr铆guez del 谩rea de rob贸tica y Gerardo Alejandro Mora Parra del 谩rea de prototipado.

El proyecto 鈥淗UMECAF鈥 consiste en dos prototipos tecnol贸gicos; el primero es un prototipo mec谩nico y simple creado en el 谩rea de prototipado de la tecno academia en el SENA de industria y construcci贸n, y el segundo un prototipo IoT automatizado creado en el 谩rea de rob贸tica.

HUMECAF es un proyecto de desarrollo tecnol贸gico del semillero IDEATEC en el 谩rea de prototipado y rob贸tica vinculados al grupo de investigaci贸n GIDIS, que naci贸 como soluci贸n a un problema de los caficultores que es el control de humedad del caf茅 despu茅s de su lavado y secado.

En el proceso se exige una rigurosa medida de humedad de entre el 10% y el 12%, y si no se garantiza esta medida se afecta directamente el costo y calidad del producto y por consiguiente las ganancias de nuestros peque帽os caficultores ya que si se pasa del 12% de humedad se cuenta como caf茅 mojado y su costo baja, y si baja del 10% ya estar铆a casi seco y el caf茅 seco no pesa nada haciendo que las ganancias sean reducidas.聽聽

Los objetivos de este proyecto son:

General:

鈥 Desarrollar un sistema que mejore la calidad del caf茅 cosechado mediante un mecanismo de control del proceso de secado basado en el m茅todo Gravimet.

Espec铆ficos:

鈥 Definir los par谩metros de Peso vs humedad del grano de caf茅 en silo.

鈥 Dise帽ar un sistema modular de pesaje del grano de caf茅 por medio de contrapeso y celda de carga.

鈥 Vincular el sistema de pesaje en el proceso de secado del caf茅 a un sistema de alarma que permita mejorar la calidad de extracci贸n del caf茅 mediante el m茅todo Gravimet.

Metodolog铆a:

鈥 Para desarrollar el proyecto se aplic贸 la metodolog铆a de aprendizaje basado en proyectos.

鈥 Mediante actividades de proyecto, se ejecutaron etapas y actividades las cuales en su desarrollo permitieron cumplir los objetivos.

鈥 Los dispositivos se validaron mediante su uso en el proceso para cada una de las tecnolog铆as (mec谩nica y automatizada).

驴Qu茅 es el m茅todo Gravimet?

Muestra de caf茅 h煤medoMuestra en rango ideal
200 gramos.115 gramos.

La humedad del caf茅 es un factor determinante en el proceso de comercializaci贸n, de gran importancia en la conservaci贸n de sus caracter铆sticas f铆sicas, sensoriales e inocuidad. Para el caf茅 y otros granos, se ha definido el rango de humedad entre el 10% y el 12%, como un intervalo en el cual el producto conserva sus caracter铆sticas para la comercializaci贸n.

PROTOTIPO MECANICO:

El prototipo mec谩nico funciona bajo el principio de contrapeso implementando una palanca 3 a1 para maximizar la sensibilidad a los cambios de masa, ya que basado en el m茅todo Gravimet pretende hacer seguimiento constante a la humedad del caf茅 mientras se realiza el proceso de segado, esto con el fin de garantizar que el grano sea recogido justo en el porcentaje de humedad requerido para maximizar el precio de venta es decir el 12%; la forma de hacerlo es calibrar el instrumento para que accione justo cuando una muestra de 200 gramos reduce su masa a 115, dando aviso al caficultor por medio de una se帽al sonora.

Costos:

PROTOTIPO AUTOMATICO IOT:

El prototipo IoT est谩 conformado por una tarjeta ESP8266 NodeMCU que es su cerebro, un shield para el ESP8266 NodeMCU que permite conectar las cosas con facilidad sin necesidad de una protoboard, dos placas de acr铆lico, una celda de carga, un amplificador de la celda de carga que le env铆a la informaci贸n a la ESP8266 NodeMCU y una tabla donde est谩 ubicado todo el prototipo.

Funciona usando el internet de las cosas para enviar los datos al celular mediante una app llamada blynk esta muestra en tiempo real como va bajando el peso del caf茅 y al llegar al 12% de humedad o sea 115 gr. de una muestra inicial de 200 gr. de peso env铆a un mensaje para avisar que el caf茅 est谩 listo para la venta, env铆a un mensaje al celular y tambi茅n al correo electr贸nico de la persona.

APP:    

Costos:

Productos Similares en el Mercado:

Medidor digital humedad de caf茅, las desventajas de este ante HUMECAF es el alto costo y que necesita un operario que lo monitoree.

Medidor Gravimet, las desventajas de este frente HUMECAF es que usa bater铆as que contaminan el medio ambiente y que como el anterior necesita estar siendo monitoreado.

Agrotronix, las desventajas de este frente a HUMECAF es que no da ning煤n tipo de alerta al campesino y tambi茅n su alto costo, este tambi茅n usa bater铆as.

HUMECAF 鈥 VENTAJAS DE LOS DESARROLLOS

鈥 Medici贸n de la humedad por GRAVIMET.

鈥 Prototipos de bajo costo seg煤n necesidad.

鈥 Alarma sonora para prototipo mec谩nico

鈥 Notificaci贸n al m贸vil + email en prototipo IoT.

鈥 Energ铆a renovable y c贸digo abierto.

鈥 Ambos prototipos son de f谩cil uso.

鈥 Accesible para el campesino.

– 272.900 COP 鈥 Mec谩nico.

– 251.900 COP 鈥 IoT.

Entonces como pueden ver una gran ventaja es que el campesino puede comprar ambos prototipos con el 50% del precio de un medidor digital o con el 30% del precio de un Agrotronix.

IMPACTO:

鈥 Introduce Productos (Bien/Servicio) y/o Proceso ambientalmente limpios – Disminuci贸n impacto ambiental -Ambientalmente Sostenibles.

En la actualidad no existe un dispositivo que funcione con energ铆a renovable o internet de las cosas.

鈥 Existe demanda actual del producto.

El peque帽o campesino encuentra atractivo un dispositivo tecnol贸gico de bajo costo ya que est谩 a su alcance.

鈥 Reduce el consumo de Materiales/Recursos.

Optimiza el trabajo del campesino pues no debe estar pendiente del proceso, solo recibir la alerta.

Son prototipos de bajo costo y open source.

鈥 El proyecto es potencialmente patentable -derechos de autor.

Los dise帽os mec谩nicos y electr贸nicos son susceptibles a ser protegidos como derechos industriales para despu茅s producir en volumen los dispositivos.

CONCLUSIONES:

鈻 Se confirm贸 la relaci贸n entre las variables de peso y humedad del grano de caf茅, lo que permiti贸 realizar un seguimiento de una de ellas con respecto a la otra con un factor de error muy bajo.

鈻 Se implement贸 un sistema completamente mec谩nico y otro automatizado con IoT, simples y pr谩cticos para el control de las variables de peso y humedad del grano de caf茅 para mejorar la productividad del peque帽o caficultor.

鈻 Es viable utilizar las diferentes tecnolog铆as 4,0 de prototipado aditivo y sustractivo e IoT para el desarrollo de prototipos a escala que permitan el estudio de nuevos dise帽os.

鈻 Los resultados obtenidos son importantes para futuras investigaciones direccionadas al desarrollo de dise帽os simples y f谩ciles de implementar en peque帽os sistemas de producci贸n agr铆cola para el aumento de la productividad

Facilitadores a cargo del proyecto:

C茅sar Augusto Campos Rodr铆guez – Facilitador del 脕rea de Rob贸tica de la Tecno Academia nodo Tolima en el Centro de Industria y Construcci贸n.

Gerardo Alejandro Mora Parra – Facilitador del 脕rea de Prototipado de la Tecno Academia nodo Tolima en el Centro de Industria y Construcci贸n.

Aprendices ejecutores del proyecto:

Luis Alejandro L贸pez Granada – Aprendiz del 脕rea de Rob贸tica y Estudiante de la Instituci贸n Educativa T茅cnica Carlos Lleras Restrepo, Sede Principal Barrio El Salado, Grado 11.

Nicol谩s L贸pez Zuleta – Aprendiz del 脕rea De Prototipado y Estudiante del Colegio Gimnasio Los Robles, Grado 11.

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