El Proyecto del

Resumen:
El frijol común,
(Phaseolus vulgaris) es una de las fuentes de
proteína más importantes para la población de
escasos
recursos
económicos
de
Centroamérica, Sudamérica y alrededor del
mundo. Dada la posibilidad de producir más de
una cosecha cada año en algunos meses del
año el clima puede ser muy copioso en las
últimas etapas del cultivo muchas veces
arruinando la cosecha. Para ayudar a combatir
este problema poder aporrear o trillar el frijol
rápidamente y a bajo costo se ha diseñado y
probado una trilladora mecánica.
B. Ambrose1, Dr. L. Flores2, Z. Albright3, E. Crosby4, K. Nguyen5
Introducción: Por muchos años productores
en Centroamérica y en todo el mundo, han trillados los
frijoles en una manera muy rudimentaria. Como el proceso
es lento y demanda mano de obra contratada, muchas
veces las cosechas no pueden sacarse antes de que
vuelvan las lluvias torrenciales, máxime hoy en día con los
efectos impredecibles del cambio climático. Para ayudar
resolver este problema, un aparato fue diseñado y
construido por estudiantes universitarios de ingeniería
mecánica en su último año.
Resultados: Este diseño contiene una barrena
que oprime las vainas y los frijoles contra la hoja curveada y
perforada de metal que es formada alrededor del fondo.
Con esta fuerza horizontal y la fricción, los frijoles son
trillados. Al fin de la barrena hay una brecha en la hoja
curveada de metal por donde cae la basura. Para alimentar
esta máquina hay un sistema de engranajes con los
pedales de una bicicleta para rotar la barrena. En adición a
rotar la barrena, este sistema rota un ventilador básico
también para aventar la basura de los frijoles que se caen
por la hoja perforada de metal. Finalmente para recoger los
frijoles una alfombra plástica es necesaria por debajo de la
máquina.
Materiales y métodos:
Modelos matemáticos (para obtener el monto de fuerza óptimo)
Supuesto: La fuerza requerida para aporrear frijol es de = 70 lbf (libras fuerza)
Por lo tanto: RPM para llegar a 70 lbf –dato: r = 0.375 ft m = 0.5 lbm
70 𝑙𝑙𝑓
𝐹
𝑓𝑓�
𝐹 = 𝑚𝑚 → 𝑎 =
=
= 140
𝑠2
𝑚
0.5 𝑙𝑙𝑚
𝑓𝑓
140 2
𝑠 = 19.322 𝑟𝑟𝑟 = 184.5 𝑅𝑅𝑅
𝑠
0.375 𝑓𝑓
Los métodos usados para recoger información 𝑎𝐴 = 𝜔2𝑟 → 𝜔𝐴 = 𝑎 =
𝑟
en este proyecto empezaron con algunas
Find: Torque requerido para las RPM necesarias – dato: r – 0.2917
visitas a organizaciones involucradas en la
𝜔𝐴 = 𝜔𝐵 → 𝑎𝐴 = 𝑎𝐵
𝑎𝑟 𝑎𝑟𝑟
𝑎𝑟𝑟
𝑎=
×
=
agricultura en el estado Michigan, EE.UU. y por
𝑟
𝑟𝐴
𝑟𝐵
interacción con profesores del departamento de
𝑓𝑓
62.22 2
𝑎
𝑟𝑟𝑟
𝑟𝑟
𝑠
Agricultura, específicamente Dr. Luis Flores. Se
𝑎𝐷 =
=
= 213.3 2
𝑟𝐷
0.2917 𝑓𝑓
𝑠
obtuvo información sobre los métodos usados
𝑎 𝐷 = 𝑎𝑃
𝑟𝐵
2 𝑖𝑖
𝑓𝑓�
actualmente para trillar frijol por todo el mundo.
𝑎𝑟𝑟 = 𝑎𝑟𝑟
= 140
= 62.22
𝑠2
4.5 𝑖𝑖
𝑟𝐴
1
1
Para complementar la información obtenida, el
2
𝐼 = 𝑚𝑃 𝑙𝑝 =
0.75𝑙𝑙 0.5833𝑓𝑓 2 = 0.1276 𝑙𝑙 ∗ 𝑓𝑓 2
2
2
equipo de estudiantes viajó a Guatemala
𝑟 = 𝐼 ∗ 𝑎𝑃
𝑎𝑟𝑟 = 𝑎𝑟𝑟 = 𝑎𝑟𝑟
durante el mes de marzo para aprender por
𝑟𝑟𝑟
2
𝑟 = 0.1276𝑙𝑙 ∗ 𝑓𝑓
213.326 2
ellos mismos sobre este proceso.
𝑠
𝑟 = 27.22 𝑓𝑓 − 𝑙𝑙
La mayoría de los materiales son materiales de
construcción simples que se puede encontrar
por todo el mundo.
Algunos de estos
materiales son madera contrachapada, acero
perforado y hierro angular. Un sistema de una
bicicleta es usado para alimentar el aparato.
Algunos materiales tal como la barrena plástica
y los rodamientos son más difíciles para
obtener, sin embargo se puede hacer un
sustituto rudimentario.
Conclusión: Aumentando la tasa a la cual los
frijoles son trillados ayudará a los pequeños productores a
combatir lo impredecible del clima durante las temporadas
de cosecha. Este aparato ayudará a aporrear rápidamente
y a bajo costo con poca mano de obra permitiendo al
productor asegurar su semilla para la próxima cosecha.
Más pruebas con las condiciones actuales (con una planta
llena) es necesario como también mayor difusión de la idea
para confirmar que la implementación de este aparato sea
aceptado.
BIBLIOGRAFIA:
1 Ing. Mec. Estudiante de la Universidad del Estado de Michigan –
[email protected] 1449 Trinity Rd, Canton, MI 48187, USA
2 Doctor y Profesor Asistente del Colegio de Agricultura y Recursos Naturales en la Universidad de Estado de
Michigan
[email protected] 446 W Circle Dr. Room 319, East Lansing, MI 48825, USA
3 Ing. Mec. Graduado de la Universidad del Estado de Michigan, Stanley Black and Decker Inc.
4 Ing. Mec. Graduado de la Universidad del Estado de Michigan, Eaton Corp.
5 Ing. Mec. Graduado de la Universidad del Estado de Michigan, Lakeshore Fittings Inc.