Cortadora de masa para la industria panadera a pequeña escala

Abstract

El presente proyecto se orienta al diseño de una máquina cortadora de masa para la pequeña industria del pan, buscando así la mejora de la productividad y la disminución de la carga física que genera el operario. La propuesta es el resultado de la necesidad existente de automatizar, de manera parcial, el corte de masa en pequeñas panaderías donde el proceso habitual se realiza de una forma manual y repetitiva. Para el desarrollo del diseño se utilizó la metodología VDI 2206, orientada al desarrollo de sistemas mecatrónicos. El proceso se llevó a cabo mediante la identificación de requerimientos, la generación de alternativas con una matriz morfológica, la evaluación de las propuestas, el diseño por dominios, la implementación del sistema y su posterior verificación. El diseño fue verificado mediante cálculos analíticos y una simulación estática por elementos finitos. La validación se realizó mediante un análisis de convergencia y la comparación de los resultados numéricos con los valores analíticos. El eje principal de 25 mm presentó un esfuerzo equivalente de Von Mises de 64,5 MPa y un factor de seguridad de 3,33. En la simulación se obtuvo un esfuerzo de 59,04 MPa y un factor de seguridad de 3,503. La diferencia relativa fue de 8,47 % para el esfuerzo de Von Mises y de 5,20 % para el factor de seguridad, lo que evidencia una correspondencia aceptable entre ambos métodos. Además, el análisis por fatiga proporcionó un factor de seguridad de 2,35. De esta forma, se logró un diseño mecatrónico funcional, seguro, fabricable a partir de procesos locales y apropiado para panaderías pequeñas, con toda la documentación generada en forma de planos mecánicos, planos eléctricos, hojas de proceso, costos de fabricación y resultados de simulación.