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Tecnificación del secado de cúrcuma permitiendo un proceso continuo de producción elaborado por pequeños productores orgánicos de Santa Rosa Juliana Ocampo Quintero Noviembre 2018 Asesor: Juan Fernando López Universidad Católica de Pereira Risaralda Taller Integral
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Tecnificación del secado de cúrcuma permitiendo un proceso continuo de
producción elaborado por pequeños productores orgánicos de Santa Rosa
Juliana Ocampo Quintero
Noviembre 2018
Asesor:
Juan Fernando López
Universidad Católica de Pereira
Risaralda
Taller Integral
Tabla de contenido
Introducción 8
1. Planteamiento del problema 9
1.1 Descripción del problema 9
1.2 Pregunta 14
2. Justificación 14
3. Objetivos 19
1.3 Objetivo General 19
1.4 Objetivos específicos 19
4. Deshidratación de rizomas en pequeños productores 20
4.1 Marco Conceptual 20
4.1.1 Cúrcuma 20
4.1.2 Deshidratación 21
4.1.3 Tipos de deshidratación 23
4.1.4 Producción orgánica 25
4.2 Marco Geográfico 26
4.3 Marco legal 29
4.3.2 Buenas prácticas de manufactura (BPM) 29
4.3.3 Aspectos legales 30
4.4 Antecedentes 32
5. Metodología 36
6. Análisis de datos 38
7. Tipologías 49
8. Proceso de diseño 54
8.1 Requerimientos 54
8.2 Concepto de diseño 59
8.2.1 Propuesta de valor 60
8.3 Alternativas de diseño 62
8.3.1 Alternativas funcionales 62
8.3.2 Alternativas formales 67
8.4 Evaluación de alternativas 70
8.5 Diseño de detalles 70
8.6 Modelos y/o simuladores 71
8.7 Propuesta definitiva 73
8.8 Render 74
8.9 Secuencia de armado y/o de uso 75
8.10 Planos técnicos 79
8.11 Despiece 80
8.12 Proceso Productivo 81
8.13 Materiales especificaciones 81
8.14 Costos de producción 83
8.15 Viabilidad Comercial 84
Conclusiones 84
Referencias Bibliográficas 87
Lista de Tablas
Tabla 1. Aspectos legales. Elaboración propia ----------------------------------------------------------- 30
Tabla 2. Variables del desempeño del proceso. Recuperado de informe ---------------------------- 34
Tabla 3. Prueba de secado de cúrcuma secador solar. Tabla adaptada de informe secador
MINAGRI de la Universidad Oriente --------------------------------------------------------------- 35
Tabla 4. Requerimientos objetivo 1. Elaboración propia ----------------------------------------------- 54
Tabla 5. Requerimientos Objetivo 2. Elaboración propia ---------------------------------------------- 56
Tabla 6. Requerimientos Objetivo 3. Elaboración propia ---------------------------------------------- 57
Tabla 7. Requerimiento Objetivo 4. Elaboración propia ----------------------------------------------- 58
Tabla 8. Procesos productivos. Elaboración propia ----------------------------------------------------- 81
Tabla 9. Especificaciones técnicas. Elaboración propia ------------------------------------------------ 81
Tabla 10. Costos de producción, Materiales. Elaboración propia ------------------------------------- 83
Tabla 11. Costos de producción, Mano de Obra. Elaboración propia -------------------------------- 83
Lista de Figuras
Figura 1. Zonas de cultivo de rizomas en el eje cafetero. Elaboración propia ---------------------- 10
Figura 2. Comparación modelos de deshidratación. Elaboración propia ---------------------------- 12
Figura 3. Catálogo Mercados Agroecológicos del Eje Cafetero. Elaboración propia ------------- 16
Figura 4. Especificaciones de la Cúrcuma. Elaboración propia --------------------------------------- 20
Figura 5. Mapa Santa Rosa de Cabal. Recuperado de Informe Socio-económico Santa Rosa de
Cabal de la Cámara de Comercio -------------------------------------------------------------------- 26
Figura 6. Mapa Santa Rosa de Cabal. Recuperado de Informe Socio-económico Santa Rosa de
Cabal de la Cámara de Comercio -------------------------------------------------------------------- 27
Figura 7. Mapa Zonas de Vida Santa Rosa de Cabal. Recuperado de Informe Socio-económico
Santa Rosa de Cabal de la Cámara de Comercio -------------------------------------------------- 27
Figura 8. Climograma Santa Rosa de Cabal. Recuperado. Figura adaptada recuperada de
climate.org ----------------------------------------------------------------------------------------------- 28
Figura 9. Diagrama de temperatura de Santa Rosa de Cabal. Figura adaptada recuperada de
climate.org ----------------------------------------------------------------------------------------------- 28
Figura 10. Tabla climática/Datos históricos del tiempo Santa Rosa de Cabal. . Figura adaptada
recuperada de climate.org ----------------------------------------------------------------------------- 29
Figura 11. Efecto de la radiación UV en el contenido de curcuminoides. Recuperado del trabajo
de investigación sobre el establecimiento de protocolos de harina de cúrcuma --------------- 35
Figura 12. Método Triz. Figura adaptada de Informe metodología Triz del Instituto Politécnico
Nacional ------------------------------------------------------------------------------------------------- 36
Figura 13. Análisis Medio de comercialización. Elaboración propia -------------------------------- 38
Figura 14. Maquinaria que interviene en el proceso productivo. Elaboración propia ------------- 39
Figura 15: Condiciones de la maquinaria industrial. Elaboración propia ---------------------------- 40
Figura 16. Prototipo de deshidratador de Orgánicos la finca. Registro fotográfico orgánicos la
finca ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 41
Figura 17. Proceso productivo de rizomas generado por Orgánicos la finca Elaboración propia 42
Figura 18. Mapa de empatía. Elaboración propia ------------------------------------------------------- 44
Figura 19. Secado al vacío, bolsa Ziplock. Elaboración propia --------------------------------------- 46
Figura 20. Prueba de Secado al vacío en Tubo dePVC. Elaboración propia ------------------------ 46
Figura 21. Prueba de Deshidratación por presión. Fuente propia ------------------------------------- 47
Figura 22. Prototipo Deshidratador tipo túnel. Elaboración propia ---------------------------------- 48
Figura 23. Tipología Deshidratador de café. Elaboración propia ------------------------------------- 49
Figura 24 .Tipología Deshidratador solar. Elaboración propia ---------------------------------------- 50
Figura 25. Tipología Deshidratador Semi-industrial. Elaboración propia -------------------------- 50
Figura 26. Tipología Cocina Solar CINDETEMM. Elaboracion propia ----------------------------- 51
Figura 27. Tipología Patentes Solar food Dryer. Elaboración propia -------------------------------- 52
Figura 28. Tipología Patente Food Dryer. Elaboración propia ---------------------------------------- 52
Figura 29. Análisis Tipologías. Elaboración propia ---------------------------------------------------- 53
Figura 30. Pensamiento cruzado. Elaboración propia -------------------------------------------------- 59
Figura 31.SECO. Elaboración propia --------------------------------------------------------------------- 60
Figura 32 Curva de Valor Elaboración propia ----------------------------------------------------------- 61
Figura 33. Secado asistido. Elaboración propia --------------------------------------------------------- 63
Figura 34. Secado por presión. Elaboración propia ----------------------------------------------------- 64
Figura 35. Secado al vacío. Elaboración propia --------------------------------------------------------- 65
Figura 36. Secado por arrastre. Elaboración propia ----------------------------------------------------- 66
Figura 37. Secador modular. Elaboración propia ------------------------------------------------------- 67
Figura 38. Variaciones secador modular. Elaboración propia ----------------------------------------- 68
Figura 39. Termopanel. Elaboración propia ------------------------------------------------------------- 69
Figura 40. Termopanel. Elaboración propia ------------------------------------------------------------- 70
Figura 41. Simplificación de elementos. Elaboración propia ----------------------------------------- 71
Figura 42 .Modelo secador Tipo Túnel. Elaboración propia ------------------------------------------ 72
Figura 43. Modelo Termopanel. Elaboración propia -------------------------------------------------- 72
Figura 44. Modelo Termopanel. Elaboración propia --------------------------------------------------- 73
Figura 45. Prototipo propuesta final. Elaboración propia ---------------------------------------------- 73
Figura 46. Prototipo propuesta final. Elaboración propia ---------------------------------------------- 74
Figura 47.Secuencia de armado Botellas. Elaboración propia ---------------------------------------- 75
Figura 48. Secuencia de armado Botellas 2. Elaboración propia ------------------------------------- 76
Figura 49.Secuencia de armado SECO. Elaboración propia ------------------------------------------- 78
Resumen
El propósito de la investigación se basa en desarrollar un modelo de deshidratador para cúrcuma
orgánica, cultivada y transformada por pequeños productores de Santa Rosa, preservando la
naturaleza ecoamigable del modelo comercial que mantienen los pequeños agricultores quienes
comercializan sus productos en mercados agroecológicos de la región, garantizando en gran
medida, un producto de origen orgánico y producido bajo condiciones medioambientales
idóneas, que encamina el diseño del secador, hacia un principio de funcionamiento básico que
aproveche las condiciones del medio, como un espacio abierto, de gran cobertura para focalizar
los rayos del sol, optimizando esta energía para lograr un modo de deshidratación ecológica de
cúrcuma.
Palabras Clave: Deshidratación, Cúrcuma, Ecoamigable, Pequeños productores, Energía solar.
Abstract
The purpose of the research is based on developing a dehydrator model for organic turmeric,
cultivated and transformed by small producers of Santa Rosa, preserving the eco-friendly nature
of the commercial model maintained by small farmers who market their products in agro-
ecological markets of the region, guaranteeing to a large extent, a product of organic origin and
produced under suitable environmental conditions, which directs the design of the dryer, towards
a basic operating principle that takes advantage of the conditions of the environment, such as an
open space, of great coverage to focus the rays of the sun, optimizing this energy to achieve a
mode of ecological dehydration of turmeric.
Key Words: Dehydration, Curcuma, Eco Friendly, Small producers, Solar energy.
Introducción
La presente investigación describe la ejecución de un deshidratador de cúrcuma orgánica,
proyectado para pequeños productores de Santa Rosa, donde a través de acercamientos a la
comunidad de agrónomos y participantes en mercados agroecológicos itinerantes de la región se
determinó que las fincas productoras no cuentan con los recursos para acceder a modelos de
deshidratadores industriales, teniéndose ante ello la necesidad de tecnificar la etapa de secado,
aprovechando las condiciones del medio y dando continuidad a la etapa de secado.
La concepción del dispositivo de secado, presenta como eje transversal la metodología Triz,
guiando el proceso para el análisis de patentes y referencias técnicas directas o indirectas, que
vislumbraran de una u otra manera diferentes alternativas para alcanzar los objetivos del
proyecto, moldeándose al contexto y a las posibilidades de los pequeños productores no solo
desde el ámbito económico sino desde la percepción, usabilidad y en general el comportamiento
que los campesinos frente al prototipo, determinando por ello una serie de requerimientos que
limitan el tipo de materiales y tecnologías de producción de acuerdo a la accesibilidad de las
mismas, así mismo define una estética que se adapte a las fincas productoras y sus modelos de
transformación artesanal
En síntesis con la ejecución del secador solar, se busca generar una nueva alternativa para el
secado de cúrcuma, asegurando la protección del alimento y la posibilidad de dar continuidad a
la etapa, repercutiendo directamente en las demás fases de fabricación.
1. Planteamiento del problema
1.1 Descripción del problema
La dinámica tecnológica global, ha influido en la evolución de los sistemas productivos del
sector agrícola, acelerando la obtención de la cosecha por medio de métodos tecnificados que
cubran la demanda social, la cual, con el aumento de la tasa de natalidad que según el informe
sobre la Agricultura mundial de la FAO (Food and Agriculture Organization) ha sido de 1,7 % a
lo largo de los ultimo 30 años, cifra que es superada en los países en vía de desarrollo indicando
un ascenso poblacional del 3,7% para el mismo periodo de tiempo. Ante ello, estos países abren
canales de intercambio con otras regiones marcando como tendencia “un crecimiento más rápido
de sus importaciones que de sus exportaciones” fenómeno que persistirá, ya que, según la ONU
para el 2030, el déficit comercial agrícola aumentará al tener que satisfacer a una población
aproximada de 8500 millones de habitantes.
La urgencia de renovar las condiciones de los pequeños productores, apuntando hacia procesos
competitivos, nace además por la creciente demanda gracias a las vigentes tendencias de
compra, donde un estudio de Euromonitor, publicado en la Revista Dinero “confirma que el
mercado mundial de alimentos orgánicos está creciendo y genera cada día nuevas oportunidades:
solo en el 2015 este nicho alcanzó los US$32.153 millones” concluyéndose que la compra de los
consumidores está influida por la preferencia hacia marcas certificadas como productos verdes,
vislumbrándose en esas nuevos modelos de compra consciente una oportunidad comercial para
respaldar el progreso del sector secundario, en la transformación de los cultivos derivados de
procesos orgánicos.
Poniendo por caso a “orgánicos la finca”, pequeño productor ubicado en la vereda el manzanillo,
Santa Rosa, municipio de Risaralda, quien cultiva hortalizas y rizomas entre ellos el más
representativo la cúrcuma, bajo parámetros orgánicos, es decir, respeta y da primacía a los ciclos
naturales de crecimiento vegetal, en contraposición a la acelerada y masificada producción de las
grandes industrias que hacen uso de abonos químicos y pesticidas. Entre tanto, los pequeños
productores deben enfrentarse a una cosecha cambiante en su temporalidad, lo que en ocasiones
puede favorecer o perjudicar los cultivos.
Esta dificultad competitiva se refleja no solo en el estudio de caso mencionado, sino en diversos
territorios de la región cafetera, lugar de asentamiento de diferentes granjas productoras de
especias orgánicas, entre las cuales destaca la cosecha de cúrcuma; sembradío que presenta en
los diversas zonas los mismos factores de inestabilidad, así como se concluyó en las
indagaciones realizadas a 20 pequeños productores que comercializan sus artículos en mercados
agroecológicos itinerantes de la región, de los que se resaltan 7 veredas (figura1), espacios que
respaldan la categorización de las causas que obstaculizan la transformación de rizomas en
productos comercializables con una rentabilidad constante.
Figura 1. Zonas de cultivo de rizomas en el eje cafetero. Elaboración propia
Teniendo en cuenta el sistema de producción orgánica efectuado por los pequeños productores
que inicia desde la cosecha hasta la comercialización pasando por la recolección, deshidratación
y pulverización, hasta el empacado y distribución; Se puede afirmar, luego de entrevistas
aplicadas a 7 productores de las veredas nombradas, que la etapa que retrasa en mayor medida la
cadena productiva, es la etapa de deshidratación, debido a la variabilidad climática, puesto que
el curso de esta fase es detenido cuando las condiciones ambientales no posibilitan el contacto
directo con los rayos del sol, siendo variables incontrolables, así como los niveles de humedad
relativa de la zona a intervenir, retrasando la evaporación de agua de los frutos y con ello las
etapas posteriores y en suma su comercialización; en primer lugar al impedir un curso continuo
en la interacción compra-venta con los consumidores; en segundo lugar, los ingresos de los
pequeños productores se reducen. Aún más cuando las cantidades comercializadas son por
pequeños lotes, debido a que las ofrece en mercados agroecológicos semanales en pueblos de la
región.
En general es una problemática cíclica, que se funda por la poca tecnificación de los pequeños
productores, dejándolos a merced de las variables del entorno, a pesar de lo cual mantienen su
cometido de no irrumpir en los ciclos naturales, convirtiendo esta condición en su oportunidad y
diferenciación de venta.
Figura 2. Comparación modelos de deshidratación. Elaboración propia
La fase de deshidratación es un factor que no solo posibilita la manipulación del producto, sino
su conservación; por lo cual es ineludible que sea aplicada por los pequeños productores; sin
embargo, esta genera a una disminución notable del porcentaje de materia prima aprovechable, a
razón de que la cúrcuma debe conservar una humedad promedio de entre el 12% - 10 %. Para
permitir su manipulación en etapas posteriores.
Además, con el análisis de la Figura 2. Se denota la carencia de un método óptimo de secado; El
productor de orgánicos la finca, manifiesta que inicia el proceso de secado con 2 kilos de
cúrcuma y finaliza con un poco menos del kilo, sin considerar que en el transcurso de la
deshidratación, es necesario efectuar un control de temperatura cuidando que esta se mantenga
en un nivel medio o bajo, de lo contrario, deteriora los rizomas alterando sus propiedades
organolépticas y nutricionales, efecto que puede ser producido igualmente, por la exposición
prolongada de la materia a la intemperie pues se genera un proceso de oxidación.
En suma la deshidratación a gas, la cual vale resaltar se genera a partir de un dispositivo
construido por el pequeño productor donde se requiere un periodo de tiempo casi igual al
secado por exposición solar, siempre y cuando las condiciones climatológicas sean optimas;
precisa de una intervención constante en el traslado regular de las bandejas de acuerdo a la
cercanía con la fuente de calor, con el fin de asegurar un secado uniforme; trasladándose cada
hora en las primeras 4 horas; cada 30 minutos, en las dos horas siguientes y cada 20 minutos
hasta el punto final. De lo que resulta un proceso que requiere de la atención constante por parte
del operario, exigiéndole la permanencia en la finca productora durante todo un día, tiempo total
del secado, con el fin de estar moviendo las rodajas de cúrcuma aspecto que no se efectúa bajo
condiciones seguridad para el operario al tener que manipular las bandejas y el contenedor,
ambos de metal, luego de estar expuestas por mucho tiempo al calor.
Sin olvidar que el método antes mencionado representa un consumo alto por la fuente energética,
motivo por el que se evita su uso constante, ya que requiere de una pipa de gas, que debe ser
obtenida en la plaza de Santa Rosa y debe ser llevada en carro hasta la finca, contándose
únicamente con una moto para realizar los desplazamientos del agricultor, asi mismo, el terreno
en el cual se localiza la finca es uno desigual y montañoso, lo que dificulta el acceso al lugar de
trabajo siendo un predio con un espacio plano reducido, y un amplio terreno inclinado. Uno de
los aspectos que tienen en común ambos tipos de deshidratación llevado a cabo por orgánicos la
finca, es que no cuentan con las medidas de salubridad necesarias, ya que, las superficies que
tienen el contacto directo con el alimento son: para el caso del secado solar, una plancha de
concreto siendo el techo de un cobertizo, y para el deshidratador a gas son rines de bicicleta
reciclados y una malla metálica adherida.
1.2 Pregunta
Los objetivos enmarcados por la ONU acerca de la soberanía alimentaria, solicitan una debida
intervención de los gobiernos para incentivar el desarrollo de los procesos llevados a cabo por
pequeños productores, promocionando escenarios donde se exhiban e impulsen este tipo de
mercados verdes, beneficiándose de las emergentes tendencias de consumo saludable y
orgánico, estabilizando la producción, posibilitando ciclos de fabricación continuo, y un
posicionamiento en el mercando destacando las propiedades orgánicas de sus artículos; sin
sacrificar sus ideales de cuidado ambiental, por medio de modelos tecnológicos que se adapten
a sus posibilidades adquisitivas y contextuales. Ante ello, se propone intervenir el proceso de
deshidratación de rizomas, siendo el más complejo por la influencia climática y por los
prolongados periodos de tiempo que requiere, además de la insuficiencia en insumos industriales
por sus altos costos, lo que influye en la transformación final del cultivo de cúrcuma, definiendo
la intensión del proceso a partir de:
¿Cómo tecnificar la etapa de deshidratación de cúrcuma permitiendo un proceso continuo de
producción elaborado por pequeños productores orgánicos de Santa Rosa?
2. Justificación
La preservación de la soberanía alimentaria, entendida como el derecho de los ciudadanos al
acceso de alimentos nutritivos, producidos bajo los principios de la sustentabilidad, es un
ejercicio asumido por los pequeños productores, quienes abastecen hasta a un 70% de la
producción alimentaria global, cifra dada en el 2015 por el Foro de alto nivel del CSA (Comité
de Seguridad Alimentaria Global), con lo cual se percibe la importancia de la labor del
minifundista, donde la eficacia y eficiencia en sus procesos de cultivo y transformación, es un
objetivo de mejoramiento para los instrumentos de planeación territorial como PGAR (Plan de
Gestión Ambiental) respaldado por el proyecto POMCA (Plan de ordenación y manejo ambiental
de cuenca hidrográficas) el cual en su línea estratégica cuenta con medidas de intervención para
la promoción de procesos productivos y sostenibles, comprometiendo el logro de esos resultados
bajo procedimientos responsables con enfoque ambiental, social, y económico; triada definida
por la Ing. Elizabeth, participante y desarrolladora del Plan de Negocios Verdes de la CARDER.
Colombia ante la necesidad de garantizar los derechos de los pequeños productores en conjunto
con la ONU, fundó RENAF, la Red Nacional de Agricultura Familiar, donde están adscritos
actualmente 14 mercados agroecológicos, escenarios exclusivos para la promoción y venta de los
productos orgánicos; de los cuales 4 se establecen en la región cafetera. Encontrándose a partir
de investigaciones de campo realizadas en los mercados de: Santa Rosa, Armenia, Pereira y La
Florida, que los rizomas son uno de los productos más constantes y que además lo comercializan
entre 2 a 4 productores en cada mercado (Tabla 1: Catálogo Mercados Agroecológicos del Eje
Cafetero); Rizomas como la cúrcuma, el sagú, y el jengibre, los cuales se categorizan de esta
manera por ser raíces o bulbos y son, además, clasificados por la FAO como hierbas o especias.
Figura 3. Catálogo Mercados Agroecológicos del Eje Cafetero. Elaboración propia
El modelo de fabricación de rizomas actual inicia desde el cultivo, que tarda alrededor de 8
meses en dar frutos; continuando con la recolección, en la cual se deben limpiar las raíces de la
tierra y demás impurezas; para proceder a la fase de transformación, donde son cortadas en
rodajas, y posteriormente sometidas a la etapa de molienda; para la cual debe ejecutarse un
proceso previo de deshidratación donde para obtener una libra, se deben secar dos kilos de
rizomas, que deben exponerse al sol mínimo por 8 horas cuando se cuenta con condiciones
climáticas optimas, y siendo cuidadosos de los periodos en los que se dejan a la intemperie, ya
que como lo afirma el agricultor de Orgánicas la finca, negocio verde especializado en la
comercialización de rizomas, esta especias se oxidan con suma facilidad, afirmando, además, que
este tipo de cultivos poseen un porcentaje de agua que oscila entre el 60 - 70%, lo que implica
una reducción considerable de materia prima aprovechable.
El siguiente aspecto a considerar en el proceso de producción ejecutado por el ya mencionado
estudio de caso, son los costos, donde la presentación que más comercializa es la bolsa de 60
gramos a un precio de $ 2500, valor sujeto a las dinámicas de los demás pequeños productores
que asisten a los mercados; estableciéndose una relación a perdida por producto versus
productor, a razón de que una libra (500gr) de cúrcuma con un precio comercial de $ 21 000,
solo cubre los traslados del producto, el empaque, y gastos inherentes a la producción, mas no el
sueldo equivalente por el trabajo realizado. Análisis extraído de los datos dados por el agricultor,
y relacionados a partir de una matriz de costos referenciada en la investigación de campo por uno
de los expertos.
Lo anterior denota la necesidad de tecnificar la deshidratación de rizomas, en la reducción del
tiempo de los procesos, repercutiendo directamente en los costos de fabricación, puesto que las
alternativas de maquinaria industrial que ofrece el mercado no son asequibles a los pequeños
productores, por lo cual se busca diseñar un dispositivo implementando tecnologías regionales
que les posibilite un proceso de trasformación de sus materias primas independiente a los
factores cambiantes de la naturaleza, sin sacrificar el valor agregado de sus productos,
catalogados como orgánicos, legitimando las exigencias del sello ambiental colombiano SAC,
que en síntesis generan un concepto transversal en todas las etapas productivas gestado una
identidad de marca y producto consolidada. Así como lo afirma Fedeorgánicos, una de las
mayores ventajas de este tipo de aval es que el “valor agregado en venta de orgánicos es entre
20% y 45% de ingresos superiores a ventas convencionales”.
El desarrollo regional por medio no solo de la comercialización de cultivos, sino de la
transformación de los mismos, es uno de los objetivos imperantes de entes gubernamentales
como la CARDER, así como de instituciones a nivel internacional: OSC (Organización de la
Sociedad Civil) ente promueve desarrollo económico endógeno y la FAO (Organización de las
Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura); que pretenden potenciar no solo el
crecimiento regional, sino impulsar la retoma de plantas autóctonas como lo es el Sagú, que con
el paso del tiempo ha ido perdiendo su difusión y conocimiento de sus propiedades en la
comunidad.
Apoyando lo anterior, Kanayo Nwanze, presidente del FIDA (Fondo Internacional de
Desarrollo Agrícola, 2011) afirma: “Las políticas deben proveer de innovación y
capacidades. Los pequeños agricultores son determinantes para la seguridad alimentaria y
su actividad ayuda a aliviar la pobreza” así pues, se reconoce por diversos agentes y
expertos, representantes del sector agroindustrial y económico la necesidad de
intervención tecnológica en los procesos de los pequeños productores, sin limitar su
condición ecológica, por el contrario, potenciar esta categoría para que sea ampliamente
reconocido, convirtiéndose en un producto diferenciado en el mercado y capaz de cubrir
la demanda de los implicados en segundo nivel de la problemática analizada, siendo los
consumidores directos, quienes encontrarán en este mercado un beneficio para su salud y
un desarrollo para su región.
3. Objetivos
1.3 Objetivo General
Tecnificar la etapa de deshidratación de cúrcuma por medio de un dispositivo tecnológico
asequible a las condiciones económicas y contextuales permitiendo una continuidad en el
proceso productivo de los pequeños productores de Santa Rosa
1.4 Objetivos específicos
Implementar materiales y tecnologías que faciliten la replicabilidad y apropiación técnica
del dispositivo de secado Mejorando los procesos de los pequeños productores
Reducir la manipulación de los rizomas con sistemas que aumenten la autonomía en el
proceso de secado
Utilizar un sistema energético de bajo costo a partir de energías renovables
aprovechando las condiciones climáticas del medio
Construir un prototipo del deshidratador de cúrcuma permitiendo la realización de
pruebas de secado
4. Deshidratación de rizomas en pequeños productores
4.1 Marco Conceptual
4.1.1 Cúrcuma
Figura 4. Especificaciones de la Cúrcuma. Elaboración propia
La cúrcuma es una planta rizomatica: bulbos subterráneos que se conectan a las raíces y donde
almacena nutrientes y agua. Es "una planta tropical, que crece en zonas cálido-húmedas con una
alta pluviosidad" (Saiz de Cos, 2014, p.2) originaria de Sudeste asiático, (Figura 4)
específicamente de la India, punto desde el cual se ha difundido y adaptado a la condiciones
climáticas de otros países, como en Colombia, afirmado esto por el Investigador Francisco
Ospina (2007) de la región cafetera, quien alude en sus estudios que esta especie vegetal " es
reportada por los campesinos como azafrán de raíz o azafrán de huevo"(p.1) debido a su uso
principal como colorante natural de alimentos, No obstante este autor resalta las bondades de la
cúrcuma, entre las cuales se encuentra "su actividad medicinal (como antioxidante,
hepatoprotector, antibacteriano, antifúngica, etc.), uso industrial (como colorante) y uso
alimenticio (como condimento)" (p.2) aspectos por los cuales su cultivo se ha ido difundiendo y
tomando relevancia en diferentes sectores que buscan aprovechar las capacidades del rizoma.
La cúrcuma es también implementada "en la industria cosmética" donde se potencian sus
capacidades naturales obteniendo resinas oleorresinas y su agente principal la curcumina, que
además son beneficiosas, según diferentes estudios científicos que se han propuesto descubrir
nuevas propiedades medicinales, para tratar "la inflamación en caso de artritis prevención de
arteriosclerosis, efectos hepatoprotectores, desordenes respiratorios y gastrointestinales,
afecciones de la piel como psoriasis o eczemas, prevención de cáncer y capacidad antioxidante"
(VISTEL VIGO et al., 2003). Citado por (Saiz de Cos, 2014, p.5). En general se puede
establecer el rizoma como un tipo de "cultivo promisorio" (Zuniga, O. eta.l, 2017,p. 4) el cual en
el País se "ha explotado muy poco constituyéndose en una alternativa para la diversificación de
cultivos en el eje cafetero, con un alto potencial para la exportación." (Ospina, 2007, p.2)
4.1.2 Deshidratación
La Deshidratación es un proceso mediante el cual se reduce o elimina el nivel de humedad de un
cuerpo, a través de diversos procesos que van evaporando el agua paulatinamente hasta dejar la
masa seca del elemento. "sus orígenes se relacionan con el nacimiento de la agricultura hace 15
000 años,” con el fin principal de conservar los alimentos en periodos de escases,
particularmente “cuando nació la necesidad de almacenar y preservar los alimentos restantes de
las producciones estacionarias" (Rocha, 2016, p. 90). Etapa productiva indispensable en la
transformación de alimentos "por diversas razones, tales como la preservación, la reducción de
peso y el mejoramiento de su estabilidad" (Correa, 2016, p2). Resaltando que es una forma
natural de conservar los alimentos sin necesidad de adicionar sustancias sintéticas, aspecto que
confiere valor en los modelos de producción orgánica, sin embargo "los métodos tradicionales de
secado de alimentos sólidos no presentan productos de bajo costo y alta calidad de manera
simultánea. " (Correa, 2016, p2) A pesar de la diversidad de métodos entorno a esta actividad.
Reconociendo que "El exceso de agua (...) en vegetales es responsable del crecimiento de
bacterias y hongos, además de la hidrolisis de sus constituyentes" (Enrique y Prieto, 2007, p.36)
Se debe propender por dejar un nivel de humedad que permita la transformación y manipulación
del alimento en etapas posteriores de producción, pero que no constituya un riesgo para la
proliferación de bacterias, a causa de ello Se recomienda que el valor de humedad en la
deshidratación de los rizomas sea menor o igual al 10 %, rango expuesto por la ESA (Asociación
Europea para las especias) en el documento publicado en el 2011 describiendo las condiciones
mínimas de calidad (p.10). Análogamente, se debe controlar no solo el volumen de agua, sino
también las temperaturas a las que se someten los alimento en el proceso de deshidratación,
puesto que calentamiento excesivo como lo afirman Enrique y Prieto (2007) pueden alterar las
propiedades nutricionales y organolépticas de los rizomas.
Conjuntamente las variables que alteran las propiedades organolépticas van desde la temperatura
misma, pasando por la forma en la que se dispone el elemento a deshidratar, la capacidad de los
materiales en la difusión térmica, además de otras categorías esenciales como las que
establecen Ceballos & Jiménez, (2012): la velocidad de deshidratación, el tiempo de secado, el
nivel de temperatura, la humedad relativa, las características del equipo de secado y las
propiedades del alimento. Los cuales deben ser debidamente controlados para obtener un
alimento estable y de calidad en sus propiedades nutricionales, donde expertos definen ejemplos
que dan cuenta clara como esas categorías intervienen en el proceso:
"Las técnicas de deshidratación que utilizan bajas temperaturas son de tipo estético y
emplean aire forzado o estufas a vacío. También se emplean sistemas de deshidratación
por contacto directo, como los equipos de rodillos que utilizan altas temperaturas y
funcionan de manera continua. Sin embargo, este procedimiento afecta en gran medida el
contenido nutricional y las características organolépticas y funcionales de las pulpas"
(Caparino et al.,2012). citado por (Cerquera, 2012 p. 172)
4.1.3 Tipos de deshidratación
4.1.3.1 Ventana refractiva
La ventana refractiva comienza a desarrollarse en 1986 como "una nueva técnica de secado (...)
patentada por MCD Technologies, Inc. (Washington, EE.UU.), llamada Ventana Refractiva"
(Correa, 2016, p3), el cual en comparación con el secado solar estructurado en bandejas presenta
una ventaja considerable teniéndose que "el contenido de humedad llega a niveles más bajos que
el secado en bandejas." (Correa, 2016, p2) a razón de que en él se controlan y se aísla el
alimento, es decir se crea una atmosfera con la temperatura y velocidad idóneas para la
deshidratación, sin influencias directas del medio exterior, como la humedad del entorno y
demás.
Es un proceso mediante el cual se seca el alimento a partir del calor generado por la ebullición
del agua, de manera más específica se "utiliza agua a 95°C como principal medio de
transferencia de calor para transmitir energía, principalmente por radiación térmica. El proceso
permite que la radiación proveniente del agua caliente pase a través de una película que
literalmente está flotando en la superficie del agua, de esta forma, la radiación térmica llega al
producto, provocando la evaporación del agua que constituye al alimento, como consecuencia, se
genera una rápida deshidratación del alimento a presión atmosférica" (Nindo, et al. 2003) citado
por (Correa, 2016, p3) La cual presenta una efectividad considerable en relación a demás
modelos de deshidratación puesto que "esta técnica fue capaz de reducir el contenido de
humedad del 80 % al 5 % en menos de 5 minutos"
Otro aspecto a resaltar de este modelo es su costo ya que en relación a métodos más tecnológicos
y emergentes como el liofilizado, devela un nivel alto de efectividad y un costo moderado,
contraponiéndose al segundo, el cual requiere de tecnologías de mayor valor y de difícil acceso,
exponiéndose que "Para el secado de una cantidad similar de producto, el coste de un equipo de
VR es alrededor de un tercio del costo de un secador por congelación, mientras que la energía
consumida por VR es menos de la mitad la energía consumida por un liofilizador" (Correa,
2016, p3)
4.1.3.2 Horno
La deshidratación de alimentos implementado el horno como sistema principal, presenta
considerables ventajas en la calidad y uniformidad del lote pues que "El secado puede hacerse a
la sombra o la estufa. Al usar la estufa se tiene un proceso más controlado y el producto final
tiene una mejor calidad. (Enrique y Prieto, 2007, p.36), poniendo por caso el jengibre,
"Se recomienda que para el secado del jengibre en hornos se usen temperaturas de secado de 55
c, 65 C Y 75 C. La forma del producto que se ponga a secar es la que ejerce mayor influencia en
el tiempo final del proceso, así pues, cuando se utiliza picado se necesita menor tiempo en
procesos y se facilita la operación de molienda"(Enrique y Prieto, 2007, p.36)
4.1.3.3 liofilización
La liofilización es un proceso con la capacidad de de mantener al máximo las propiedades
organolépticas de los alimentos. Puesto que “ preserva el sabor, color y las vitaminas" (Correa,
2016, p2), No obstante es una tecnología moderna de alto costo, al estar fundamentada en el
principio que propende crear una atmosfera o entorno al vacío, para aplicar temperaturas frías
extremas, que oscilan entre los – 40 C aproximadamente con el propósito de que ocurra “ la
sublimación, o sea el producto pasa directamente de solido a gas sin pasar por líquido” "(Enrique
y Prieto, 2007, p.40)
4.1.4 Producción orgánica
Es un proceso de transformación de materias primas en productos comercializables a partir de un
sistema que tiene como prioridad la protección medio ambiental, así como se plantea en el
reglamento de productos agropecuarios ecológicos, publicado por el Ministerio de Agricultura y
Desarrollo Rural en el 2016:
“los sistemas de producción ecológica tienen como objetivo garantizar la sostenibilidad y
renovabilidad de la base natural, mejorar la calidad del ambiente mediante limitaciones en
la utilización de tecnologías, fertilizantes o plaguicidas, antibióticos y otros de origen
químico sintético, que puedan tener efectos nocivos para el medio ambiente y la salud
humana”. (p.1)
En general se promueve a partir de estos modelos ecológicos, concebir todos los factores que
intervienen en la obtención, producción, comercialización, venta y consumo de los productos,
desde una perspectiva que sea ambientalmente responsable, estableciendo la estrategia
comercial, desde el diferencial de mercados verdes, así como lo plantean Javier Gómez y
Ernesto Duque, en su libro Ecosellos (2004) “ impulsando además un desarrollo sostenible,
desde la intervención Social, Económica, y Ambiental.”( pág. 103).
4.2 Marco Geográfico
Figura 5. Mapa Santa Rosa de Cabal. Recuperado de Informe Socio-económico Santa Rosa de Cabal de la Cámara
de Comercio
La investigación se desarrolla en Santa Rosa, municipio de Risaralda “localizado a 1701m sobre
el nivel del mar. Su Temperatura media es 18,6°C. Limita por el Norte con el departamento de
Caldas, por el Este con los departamentos de Caldas y Tolima, por el Sur con Pereira y por el
Oeste con Pereira, Dosquebradas y Marsella” (figura 5) (Alcandía de Santa Rosa de Cabal,
2011), Teniendo como objeto de estudio la producción orgánica realizada por pequeños
sembradores asentados en la vereda el manzanillo (Figura 6) área categorizada como una de las 5
veredas de mayor cultivo de café en Santa Rosa según el informe socio económico del 2011
hecho por la Cámara de Comercio de Santa Rosa, donde además se establece esta zona como
bosque muy húmedo premontano, caracterizado por tener una temperatura entre los 18co
y 24co y
grandes extensiones de vegetación arbórea (Figura 7).
Figura 6. Mapa Santa Rosa de Cabal. Recuperado de Informe Socio-económico Santa Rosa de Cabal de la Cámara
de Comercio
Figura 7. Mapa Zonas de Vida Santa Rosa de Cabal. Recuperado de Informe Socio-económico Santa Rosa de Cabal
de la Cámara de Comercio
Este Municipio además presenta hacia la parte oriental, aledaña al Parque Nacional Natural de
los Nevados un nivel de precipitación aproximada a los 2.607 mm/ año (Figura 8), planteado en
el Documento sobe el diagnóstico de Riesgos ambientales de Santa Rosa. Apoyado esto con la
documentación de la Alcaldía de Santa Rosa (2011).
Figura 8. Climograma Santa Rosa de Cabal. Recuperado. Figura adaptada recuperada de climate.org
Indicando la presencia de suelos en la región que “van desde los 1500 msnm hasta los 3800”
msnm. Donde además “Se presentan dos períodos húmedos y dos períodos secos” (CARDER,
2013 p. 23), comprendiéndose en los periodos más calurosos una temperatura de 19.1 co entre
Abril- mayo y de 17.8 co entre octubre-noviembre (Figura 9).
Figura 9. Diagrama de temperatura de Santa Rosa de Cabal. Figura adaptada recuperada de climate.org
Con una variación en la precipitación entre ambos periodos mencionacionados de 186 mm
(Figura 10). Esta región cuenta además con una humedad relativa de “de 80,7%, con 3,85 horas
de brillo solar diario promedio anual” (Ospina (2007). Entre otras especificaciones técnicas que
se ven reflejadas en las siguientes tablas tomadas de Climate-data.org en el año 2015:
Figura 10. Tabla climática/Datos históricos del tiempo Santa Rosa de Cabal. . Figura adaptada recuperada de
climate.org
4.3 Marco legal
4.3.2 Buenas prácticas de manufactura (BPM)
Las BPM se conciben como los “principios básicos y prácticos generales de higiene en la
manipulación, preparación, elaboración, envasado, almacenamiento, transporte y distribución de
alimentos para consumo humano” (Resolución 267, 2013 p. 4) Se convierte en la guía ineludible
para la manipulación de cualquier tipo de alimentos, teniendo en cuenta cómo el contacto de esa
materia orgánica con cierto tipo de materiales o bajo la ejecución de determinadas técnicas,
pueden alterar sus propiedades, e incluso acelerar su proceso de descomposición. De igual forma,
estas permiten generar un marco referencial para la evaluación de la calidad del alimento, por
parte de entes revisores con el poder jurídico de conceder certificaciones sobre la inocuidad del
alimento. En anexo Albarracín y Carrascal (2005) definen el objetivo de las BPM, el cual,
“busca garantizar que los productos se fabriquen en condiciones sanitarias y se disminuyan los
riesgos inherentes a la producción” (p. 18).
4.3.3 Aspectos legales
Tabla 1. Aspectos legales. Elaboración propia
Normativa Descripción
“Reglamento para la producción
primaria, procesamiento, empacado,
etiquetado, almacenamiento,
certificación, importación y
comercialización de Productos
Agropecuarios Ecológicos”
Resolución 199
Ministerio de Agricultura y Desarrollo
Rural
2016
El reglamento es una guía bajo la cual el productor
puede encontrar los requisitos mínimos de calidad
para certificar su proceso de cultivo y de
transformación de materias primas bajo la categoría
del sello ecológico, donde de manera específica se
puede encontrar el siguiente apartado, pertinentes
para el enfoque en la etapa de deshidratación
Resolución 2674
Ministerio de Salud y Protección Social
2013
Plantea los lineamientos que se deben cumplir en
cuanto a las condiciones del entorno, como la
temperatura, humedad, ventilación, distribución de
instalaciones, entre otros aspectos que deben velar
por el mantenimiento de las salubridad del sistema
productivo para obtener el registro sanitario,
estableciéndose que los equipos a trabajar “deben
estar diseñados, construidos, instalados y
mantenidos de manera que se evite la
contaminación del alimento, facilite la limpieza y
la desinfección” (P. 13)
Título II. Capitulo II
Equipos y Utensilios
Para esa sección se especifican detalladamente las
condiciones de los materiales y pinturas de los
dispositivos tecnológicos, definiendo que su
superficie debe ser lisa, impermeable, de fácil
limpieza, montaje y desmontaje, de igual forma se
debe tener en cuenta los las propiedades de los
revestimientos químicos como pinturas o sellantes
ya que estos deben garantizar al igual que las otras
medidas la inocuidad del alimento.
Reglamento interno sobre los requisitos
sanitarios que deben cumplir los
materiales, objetos envases,
equipamientos metálicos, destinados a
entrar en contacto con alimentos y
bebidas para el consumo humano
Resolución 4142
Ministerio de Salud y Protección Social
2012
Se enumeran los materiales metálicos autorizados
en el uso de dispositivos de equipos que entraran en
contacto con el alimento, así como los
revestimientos poliméricos de los que se pueden
disponer, referenciando unas “listas positivas de
monómeros”. Describe además los niveles
aceptados en las “tolerancias analíticas de los
límites de migración total” entendido esto como el
nivel desprendimiento de los materiales bajo
diversas condiciones de uso, temperatura,
ventilación y demás, que no perjudiquen las
propiedades y la inocuidad del producto
Resolución 683
Ministerio de Salud y Protección Social
2012
Esta resolución es un complemento del numeral
anterior la cual se rige por los mismos principios,
pero se enfoca en la clasificación de los materiales,
según su naturaleza, si derivan de polímeros,
metales, o de algún tipo de proceso de reutilización
o reciclaje, los cuales deben tener un tratamiento
diferente y un uso restrictivo en el contacto con los
alimentos. Por otro lado especifica los materiales
que no deben implementarse en los modelos de
producción, como guacales en maderas, que sean
de primero uso; o corcho, en general se plantea
implícitamente la responsabilidad el productor en el
seguimiento y trazabilidad de los equipos e
insumos usados para la transformación de cultivos
orgánicos.
4.4 Antecedentes
La investigación dirigida por Paula Saiz, en el 2014 en Madrid compilada en el documento
Cúrcuma I (Curcuma longa L.) indica la importancia actual y repercusión de la cúrcuma, siendo
rica en nutrientes y en propiedades apetecidas en diferentes sectores: medicinales, estéticos,
industriales y domésticos, siendo aprovechada como: un agente saborizante y colorante
anaranjado presente en mantequillas, quesos, cheddar, diversas conservas, mostaza, palomitas de
maíz de colores, cereales, sopas, caldos, productos cárnicos y lácteos (BENAVIDES et al.,
2010). Así mismo, posee componentes antiinflamatorios, anticancerígenos, cicatrizantes y
rejuvenecedores. La cual, para ser transformada requiere un proceso de deshidratación donde
debe llegar a presentar entre el 10-12 % de humedad, valor indicado para posibilitar una menor
perdida de nutrientes y una conservación del aroma, sabor y color.
Apoyando lo anterior Maupoey, P., Grau, A., Bbiera, J. & Sorolla, A. en su documento
Introducción al secado de alimentos por aire caliente realizado en el 2016, afirman la
importancia de la deshidratación de alimentos para conservar las propiedades organolépticas de
los mismos, especificando las medidas necesarias a tomar en cuenta para preservar las
condiciones óptimas del alimento, poniendo por caso la “intensidad de la radiación incidente en
función del tiempo (…) Circunstancia que requiere una estrategia de control adecuado” (pág. 14)
como el uso de colectores de calor. En contraste, establecen que cuando la radiación solar es
baja, es necesario el uso de grandes superficies colectoras.
Otra de las investigaciones en el tema de secado de alimentos, es la presentada por Coronel, A.
en el 2015, Donde se analizó el rendimiento del proceso, realizándose diferentes pruebas de
secado, estableciendo variables como: solubilidad, contenido de humedad final, actividad de
agua, parámetros de color. Para las cuales se determinó que las temperaturas de secado no
tuvieron influencia sobre las variables mencionadas, pero si sobre la higroscopicidad y
concentración de curcumina, componente principal de la cúrcuma, concluyéndose que “con el
incremento en la temperatura de entrada existe un mayor gradiente de temperatura entre el aire y
el producto a secar lo que permite una mayor transferencia de calor y masa, lo que favorece el
incremento de la tasa de evaporación de agua” (pág. 42) (Tabla 2).
Tabla 2. Variables del desempeño del proceso. Recuperado de informe
Ensayo Ti
(oC)
Tf (o
C)
Rendimiento
(%)
Humedad
(%) Higroscopicidad
Concentracion
(mg/g)
1 140 95 89 3,3 ±0,0 12,7 ±0,0 4,9 ±0,2
2 140 85 95,88 3,2 ±0,0 10,9 ±0,0 4,7 ±0,4
3 150 95 86,16 2,7 ±0,0 11,2 ±0,0 5,3 ±0,4
4 150 85 96,89 3,1 ±0,0 11,0 ±0,0 5,4 ±0,2
5 160 85 78,63 2,1 ±0,0 10,6 ±0,0 5,1 ±0,5
6 150 75 75,8 2,4 ±0,0 10,3 ±0,0 6,2 ±0,1
7 150 85 81,84 2,1 ±0,0 10,7 ±0,0 5,4 ±0,3
8 140 75 61,96 3,1 ±0,0 9,4 ±0,0 5,4 ±0,2
9 160 75 83,49 2,9 ±0,0 10,3 ±0,0 5,5 ±0,0
1 150 85 85,03 2,0 ±0,0 11,1 ±0,0 5,4 ±0,3
11 160 95 88,97 1,8 ±0,0 11,8 ±0,0 4,7 ±0,3
Con el propósito de conservar las propiedades de la cúrcuma, se han evaluado además los
materiales que la protegen de la exposición, en la investigación realizada por Llano, S. en el
2016, en la cual se evaluaron los materiales de los empaques (vidrio, bolsa metalizada,
polietileno de baja densidad) siendo sometidos, con igual contenido de harina de cúrcuma, a la
radiación ultravioleta de una lámpara, estudiando la concentración de curcuminoides, el color y
la capacidad antioxidante de los mismos. Concluyéndose en primer lugar que la cúrcuma
expuesta a la radiación sin ningún tipo de empaque, genera una disminución en el contenido de
curcuminoides de un 14%, valor que disminuye cuando se repiten las pruebas con el empaque,
donde el material que preservo en mayor medida a los curcuminoides fue la bolsa metalizada, al
haber permanecido constante el contenido de curcuminoides (Figura 11).
Figura 11. Efecto de la radiación UV en el contenido de curcuminoides. Recuperado del trabajo de investigación
sobre el establecimiento de protocolos de harina de cúrcuma
Otra de las investigaciones referenciadas para este proyecto consiste en la construcción de un
deshidratador solar de un costo aproximado de 8-15 USD/m2 con una gran ventaja y es la
utilización de materiales de fácil adquisición como la madera rolliza, y el polietileno “Durasol”,
prototipo con el cual se realizaron pruebas a diferentes alimentos entre ellos la cúrcuma para
determinar su efectividad, estableciendo variables como la humedad inicial y final; Cantidad
inicial y final; la tecnología, entendida como la forma bajo la cual se somete el alimento al calor;
la calidad y el rendimiento térmico; pruebas que arrojaron, un ahorro aproximado del 50 % en el
tiempo de secado, determinándose además, una humedad final del 10% en la cúrcuma
deshidratada. (Tabla 3).
Tabla 3. Prueba de secado de cúrcuma secador solar. Tabla adaptada de informe secador MINAGRI de la
Universidad Oriente
Producto Tecnología Carga
Inicial
Humedad
inicial %
Carga
específica
inicial (Kg/m2)
Tiempo(días) Cantidad
final(kg)
Humedad
final %
Cúrcuma Molida y
Lavada 35 85% 1.75 8-9 9 6-10
100% 26%
5. Metodología
La investigación se define bajo un modelo de análisis de tipo exploratorio, que se inicia con una
recopilación descriptiva de manera “estructurada y sistémica” (Herrera, 2008, p.8) bajo el
método TRIZ o Teoría para la resolución de problemas de inventiva, propuesta por el ingeniero
Ruso Genrich Altshuller a principios de los años 70´s luego de analizar un millón y medio de
patentes de invención, para concluir que: “a pesar de que los inventos que analizó resolvían
problemas muy diferentes, en campos también muy diferentes, las soluciones aplicadas podían
obtenerse a partir de un conjunto relativamente reducido de ideas básicas o principios de
invención generales.” (Nishiyama, Zagorodnova, & Requena, 2013 pág. 3) es decir, determinó
como los sistemas podían descomponerse para tomar solo una parte e implementarse en otros
ámbitos, por medio de los pasos representados en la figura 12 y contrastados según los objetivos
transversales en el documento, determinando que fase de la metodología dará solución a cada
uno de los cuatro objetivos
Figura 12. Método Triz. Figura adaptada de Informe metodología Triz del Instituto Politécnico Nacional
Las etapas condensadas en el método Triz son simplificadas en la investigación, específicamente
en el momento de la evaluación pues se categorizan los 40 principios de inventiva en 7 ejes
principales, de la siguiente forma:
1. Segmentación ( 1 – 2 Segmentacion, separacion ) donde se establecen los criterios para
analizar un objeto desde cada una de sus partes
2. Calidad local ( 3 – 8 calidad local, cambio de simetría, combinación, multifuncionalidad, la
muñeca anidad, compensación de peso) variación o simplificación de la funcionalidad de las
partes
3. Neutralización ( 9 – 11 Neutralizacion preliminar, acción preliminar, amortiguamiento)
aplicación de mecanismos que permitan la eficiencia disminuyendo el tiempo o daños en la
ejecución
4. Partes dinámicas ( 12 – 24 Equipotencialidad, funcionamiento inverso, incrementeo de la
curvatura, partes dinámicas, acciones parciales, cambio de dimensión, vibración mecánica,
acción periódica, continuidad de acción, aceleración, convertir daños en beneficios,
retroalimentación) análisis del sistema para simplificarlo aprovechando al máximo las
propiedades de los elementos
5. Autoservicio (25 – 28 Autoservicio, copiando, disposiciones baratas, sustitución de
interacción mecánica) asequibilidad y aprovechamiento de materiales y sistemas
6. Sistemas y materiales ( 29 – 31 Neumáticos e hidráulicos, escudos flexibles y películas,
materiales porosos) análisis de materiales y sistemas más adecuados
7. Cambios de propiedades ( 32 – 40 cambios de color, homogeneidad, descartar y
recuperación, cambios de parámetros, transiciones de fase, expansión térmica, oxidantes
fuertes, atmosfera inerte, materiales compuestos) establecimiento del as propiedades físicas
Concibiendo la innovación desde la practicidad del elemento, resolviéndose elementos técnicos
como: forma, materiales, principio de funcionamiento, área, tiempo, entre otros; enumerándose,
posteriormente las dificultades y las herramientas o recursos, que permitirán llegar a una fase de
comprobación de llamadas: las contradicciones técnicas.
6. Análisis de datos
Se inició la investigación indagando sobre los espacios de compra-venta de productos agrícolas,
generando entrevistas a 10 pequeños productores de los mercados de la Florida y UTP, y 10
encuestas a usuarios, que toman la decisión de compra en sus hogares, analizando en una primera
etapa los nichos de mercado, diferenciando si están asentados en la urbe o en zonas campestres;
así como los medios de comercialización. Encontrándose una alta participación de los pequeños
sembradores en mercados agroecológicos itinerantes (figura 13), para la venta de sus productos,
lo que influye en la cantidad de artículos elaborados, debido a que estos mercados se realizan una
vez al mes, por lo que complementan sus ventas a partir de encargos solicitados por clientes
residentes del área metropolitana de Pereira.
Figura 13. Análisis Medio de comercialización. Elaboración propia
Se concluyó además, que si hay espacios para comercializar sus productos, pero por diversos
factores no pueden cubrir la demanda de todos ellos, así como lo plantea Guillermo Giraldo,
Líder y fundador del mercado agroecológico de la Vereda el Porvenir (Florida) a pesar de que
hay una red de mercados a los que se puede asistir regularmente, por el hecho de preservar el
valor orgánico de las materias primas, respetando los ciclos naturales de crecimiento, y contando
con procesos productivos poco o nada tecnificados, tardan un mayor tiempo para transformar el
producto. En suma, uno de los sembradores orgánicos y miembros del comité de la tienda
agroecológica el cogollo, de Pereira; afirma que se pierden ventas, por el hecho de no mantener
un lote constante de productos.
Consecutivamente se generaron 17 entrevistas a pequeños productores orgánicos que participan
en mercados itinerantes, indagando sobre: la mano de obra, las etapas, los tiempos, y la
maquinaria en el proceso de fabricación, así como, las condiciones de las herramientas, para
determinar el grado de tecnificación y automatización en la producción, (Figura 14 y 15) Se llegó
a la conclusión de que una de las fases constantes en la elaboración de productos de diversa
naturaleza, que van desde la descomoditización de las plantas hasta la elaboración de panes, es la
etapa de deshidratación, la cual permite prolongar la durabilidad de los productos sin
implementar conservantes sintéticos. Afirmación avalada en la entrevista realizada con un
tecnólogo químico.
Figura 14. Maquinaria que interviene en el proceso productivo. Elaboración propia
Figura 15: Condiciones de la maquinaria industrial. Elaboración propia
Seguidamente se identificó cuál de los negocios verdes presentaba un proceso más organizado y
constante, seleccionándose a Orgánicos la finca, productor principalmente de Cúrcuma, en
conjunto con el sagú, y el ají. Se visitó la propiedad ubicada en la vereda el manzanillo en Santa
Rosa donde se cultiva y procesan los rizomas, observándose todo el proceso que llevan a cabo, el
cual cuenta para la etapa de deshidratación con dos alternativas: un secador solar y un prototipo
de deshidratador a gas, con capacidad para secar dos kilos de rizoma; donde el primero
mencionado, está constituido por una plancha de concreto del cobertizo de la finca, con un
espacio disponible de aproximadamente 2 m2 y un techo corredizo, que tarda entre 8 a 10 horas
para el secar el producto, intervalo determinado por las condiciones climáticas, resaltando el
hecho de que en la zona donde se ejecutó el estudio, según el Ministerio de Agricultura en el
documento sistema de información geográfica municipal, presenta un índice de lluvia media de
2662mm; siendo necesario una atención constante de las variaciones del clima para proteger los
rizomas, de lloviznas que perjudiquen la producción y el tiempo de secado, moviendo
manualmente el cobertizo.
En cuanto al deshidratador a gas de 6 rejillas (figura 16), compuestas por rines reciclados de
bicicleta y una malla metálica de hierro; un contenedor principal de metal, soportado en guadua y
una fuente de calor, pipa de gas propano de 40 libras, útil por un periodo cercano a los 6 meses;
permite el secado de rizomas solamente cuando las condiciones meteorológicas no son óptimas,
tardando un tiempo que oscila en el mismo rango del secado solar: 8 horas, a razón de que la
temperatura debe ser media-baja para extraer la humedad sin alterar sus propiedades
organolépticas, por ello debe mover las rejillas de acuerdo a la cercanía a la fuente de calor, en
las primeras 4 horas se mueven cada 60 minutos, posteriormente se rotan cada 30 minutos y en el
transcurso de la ultima hora de secado, debe realizarse una monitoria y cambio de lugar de las
planchas cada 20 minutos.
Figura 16. Prototipo de deshidratador de Orgánicos la finca. Registro fotográfico orgánicos la finca
En la visita se indago además por todo el proceso productivo (Figura17) llevado a cabo por
orgánicos la finca para la transformación de la cúrcuma, iniciando las etapas desde la
recolección, y el proceso de preparación previo del rizoma para entrar en la fase de
deshidratación, donde es necesario un lavado, que evidentemente aumenta los niveles de
humedad en el alimento a secar, así como el cortado en rodajas, analizándose el grosor y las
herramientas que se posee para determinar una homogeneidad y la facilidad para generar cortes
finos que faciliten el secado.
Figura 17. Proceso productivo de rizomas generado por Orgánicos la finca Elaboración propia
Posteriormente se realizaron diferentes entrevistas con el fin de precisar los propósitos y alcances
que pretende el pequeño productor, estudiar sus fortalezas, consideradas desde el entorno, hasta
el nivel de diferenciación con respecto a los demás agricultores participantes de mercados
agroecológicos. Recopilándose toda esta información en un mapa de empatía plasmado en la
figura 18, pretendiendo lograr con esto la propuesta de un diseño capaz de adaptarse a las
condiciones personales y contextuales del pequeño productor, dando primacía a elementos como
el bajo costo, materiales y sistemas de fácil adquisición y una fácil replicabiliad, pue su cultura
está determinada por fuertes lazos de compañerismo, lo que con lleva a la posible difusión del
diseño con otros pequeños productores de la zona.
Figura 18. Mapa de empatía. Elaboración propia
Simultáneamente se indagó con expertos, para abarcar una perspectiva más técnica de los
procesos, entrevistándose a un emprendedor de la región de Pereira fundador de la empresa
Frutix, que comercializa frutas deshidratadas, para lo cual construyó un prototipo de
deshidratador eléctrico en acero inoxidable, revestido de fibra de vidrio para conservar el calor,
adaptando una fuente energética, inicialmente eléctrica que por los altos costos, modificó a una
de gas propano de 100 libras. Ubicada en la base del contenedor, contando en la zona superior
con un extractor, que posibilitara la circulación de aire.
De manera análoga se contactó a un Tecnólogo químico, para vislumbrar diversas técnicas de
deshidratación y conocer las alteraciones que presentan los alimentos cuando son sometidos a
temperaturas tan elevadas, determinando la resistencia de las vitaminas y minerales, así mismo
referenció diversos métodos utilizados en la industria para conservar los alimentos o
deshidratarlos usando principios básicos, como evaporación, precipitación, empacado al vació,
entre otras alternativas posibles a implementar en el proyecto.
Para complementar la investigación se entrevistaron 3 ingenieros, entre ellos un Ingeniero
mecánico de la Universidad Tecnológica que referenció, como punto de partida para la
deshidratación a bajo costo, el secador solar tipo túnel, con el principio de funcionamiento de
secado por arrastre, entrevista que además proporcionó la información idónea para la
construcción de un modelo de este tipo, especificándose los materiales, y las variables que deben
ser controladas para garantizar la eficiencia del sistema. En paralelo se realizaron ensayos de
deshidratación con dos sistemas alternos:
Secado al Vacío
Una de las alternativas funcionales se basa en sistemas de vacío para acelerar la evaporación del
agua, teniendo como referencia los principios básicos de diferencia de presión, Para lo cual se
realizaron dos ensayos, el primero consistió en tomar una muestra de 13 gramos de cúrcuma
cortada en rodajas de entre 1 y 2 milímetros de espesor, sometidas a una bomba de vacio y
almacenados en una bolsa ziplock conectada a la manguera que generaba la fuerza de absorción
del aire a partir de un orificio asegurado con cinta aislante. Las rodajas de cúrcuma se dejaron
por 1 hora, donde se percibió desde los primeros 5 minutos una absorción del agua, al cubrirse
las paredes internas de la manguera con gotas de un tono amarillo (Figura19). Al finalizar los 30
minutos se pesó nuevamente la muestra encontrándose una reducción de 1 gramo del peso inicial
total.
Figura 19. Secado al vacío, bolsa Ziplock. Elaboración propia
Con el propósito de analizar la eficiencia del secado al vacío, se repitió la prueba por el mismo
periodo de tiempo, pero propiciando un contenedor que posibilitara un vacío más eficiente,
cambiando la bolsa por un tubo de PVC (Figura 20), cerrado por ambos lados y con dos orificios,
uno para introducir la manguera y el otro al lado opuesto, para generar una circulación de aire.
Se tomó una muestra de 15 gramos, que al cabo de una hora, presento una reducción de 2
gramos.
Figura 20. Prueba de Secado al vacío en Tubo dePVC. Elaboración propia
Deshidratación por presión
Análogamente se tomaron 15 gramos de cúrcuma, de entre 1 a 2 mm de grosor, para estudiarse el
efecto de la presión sobre los cortes y la perdida de agua alcanzada, Para ello se ubicó la
cúrcuma entre un bloque de servilletas con mayor cantidad en la zona inferior con el fin de
recibir el agua que sale del alimento (Figura 21). Se ejerció una fuerza continua de 2 toneladas
en una prensa hidráulica, teniéndose a los pocos minutos una disminución del agua de 3 gramos
Figura 21. Prueba de Deshidratación por presión. Fuente propia
Con base en los resultados de las pruebas realizadas, se determinó que la deshidratación de la
cúrcuma con la bomba de vacío, no es un proceso eficiente por el alto costo energético, y la gran
cantidad de tiempo que requiere para una desecación óptima. En contraste el secado por presión
aunque si bien tarda poco tiempo, el agua que es expulsada de los rizomas está cargada de los
nutrientes de la cúrcuma.
Por lo anterior se realizó el prototipo de secado por arrastre, construyéndose un modelo
estructurado por triplex de 12 mm de grosor, una cubierta convexa de Policarbonato alveolar, un
colector de calor compuesto por una teja de zinc y una bandeja en acero para ubicar las rodajas
de cúrcuma, cortadas con un pelador de papas, obteniendo un grosor menor de 1 mm. Así como
se muestra en la figura 22.
Figura 22. Prototipo Deshidratador tipo túnel. Elaboración propia
La prueba se inició paralelamente con otra muestra, ambas de 100 gramos de cúrcuma, secada a
la intemperie, con el objetivo de comprobar la rapidez del secado por arrastre. Donde se fijaron
como variables de estudio el tiempo y la humedad del deshidratador. Aclarando que para
disminuir el porcentaje de humedad que marcaba el termo higroscopio, fue necesario la
utilización de un ventilador de 12v ubicado en uno de los extremos, posibilitando la circulación
del aire.
7. Tipologías
Las tipologías son referencias que representan los atributos o categorías esenciales del proyecto
en curso, denotando como el mercado ha solucionado esas características a resaltar. Para este
caso, inicialmente se plantearon tres tipologías directas de deshidratadores comerciales y
artesanales (Figura 23, 24 y 25)
Figura 23. Tipología Deshidratador de café. Elaboración propia
Figura 24 .Tipología Deshidratador solar. Elaboración propia
Figura 25. Tipología Deshidratador Semi-industrial. Elaboración propia
Dando continuidad con el Método TRIZ, se enfocó la búsqueda de tipologías hacia patentes,
locales como la cocina solar desarrollada por el CINDETEMM en Dosquebradas (Figura 26); e
internacionales con patentes Norteamericanas (Figura 27 y 28)
Figura 26. Tipología Cocina Solar CINDETEMM. Elaboracion propia
Figura 27. Tipología Patentes Solar food Dryer. Elaboración propia
Figura 28. Tipología Patente Food Dryer. Elaboración propia
Con fin de encontrar elementos de mayor innovación y practicidad en materia del secado y
aprovechamiento de energía solar, se realizó una esquematización de referencias, de acuerdo a su
funcionalidad (Figura 29)
Figura 29. Análisis Tipologías. Elaboración propia
8. Proceso de diseño
8.1 Requerimientos
Entendidos como los parámetros que se deben tener en cuenta para la ejecución en cada uno de
los objetivos del proyecto
Tabla 4. Requerimientos objetivo 1. Elaboración propia
Objetivo 1
Implementar materiales y tecnologías que faciliten la replicabilidad y apropiación técnica
del dispositivo de secado Mejorando los procesos de los pequeños productores
Requerimiento Uso Factor determinante Parámetros
Mantenimiento
Debe contar con materiales
asequibles, y de fáciles
sistemas de montaje
Debe construirse usando
materiales que se
comercialicen en la región a
un costo asequible
El montaje de las piezas
debe realizarse a partir de
encajes, pliegues,
ensambles macho-hembra
Debe llevar un sistema de
montaje y materiales de
fácil Limpieza
Impermeables y resistentes
a la manipulación a la hora
de lavarse
Reparabilidad
Debe contar con piezas que
se reparen o sustituyan con
facilidad
Uso de tornillería comercial
Uso de materiales altamente
trabajados en la zona
aledaña
Percepción
El Funcionamiento del
deshidratador debe ser de
fácil comprensión para el
operario
Implementación de
elementos indicativos que
enseñen los puntos de
anclaje
Tener el mínimo de
elementos aditivos que
complejicen la estructura
Requerimiento Función Factor determinante Parámetros
Mecanismos
El deshidratador debe
contar con mecanismos
simples
Debe construirse a partir de
mecanismos de ensamble
Confiabilidad
El secador debe contener y
reflejar la luz solar de
manera efectiva
Debe fabricarse con
materiales termo
conductores, que reflejen
la luz solar
Implementarse una forma
que direccione y focalice
los rayos solares
Resistencia
El deshidratador deberá
resistir los condiciones
climáticas del medio
exterior
Utilización de materiales de
larga durabilidad e
impermeables
Uniones a partir de encajes
con tornillería de refuerzo
Requerimiento Estructurales Factor determinante Parámetros
Número de componentes
El deshidratador debe
contar con la mínima
cantidad de componentes
Generar formas
multifuncionales que
disminuyan la adición de
elementos
Unión
Las piezas del secador se
deben unir por medio de
ensambles de fácil
construcción
Mecanismo de ensamble
Macho-Hembra
Requerimiento Formales Factor determinante Parámetros
Estilo
Debe diseñarse la
estructura con coherencia al
espacio campestre en el que
se desarrollará
Implementación de
tonalidades verdes y claras
Formas geométricas
básicas, bordes
redondeados, estructura de
percepción simple
Unidad
El deshidratador debe
constituirse por la
repetición modular de
formas simples
Construirse con referencia
en los poliedros básicos
Requerimiento simbólicos Factor determinante Parámetros
Condiciones sociales
Debe concebirse una
operatividad de fácil
comprensión
Función indicativa a partir
de encajes y formas
simétricas
Debe presentar un
funcionamiento
medioambiental
Materiales de baja índice de
contaminación.
aprovechamiento de
recursos renovables
uso de elementos reciclados
Tabla 5. Requerimientos Objetivo 2. Elaboración propia
Objetivo 2
Reducir la manipulación de los rizomas con sistemas que aumenten la autonomía en el
proceso de secado
Requerimiento Uso Factor determinante Parámetros
Seguridad
Debe mantener
temperaturas que no
representen riesgos para el
operario
Uso de energías renovables
que no alcanzan
naturalmente altas
temperaturas
Manipulación
Debe ser de fácil
transportabilidad dentro del
espacio aprovechando las
condiciones ambientales
Fácil anclaje y ubicación de
los elementos para los
operarios
Estructura liviana para su
fácil movilidad
Requerimiento Estructurales Factor determinante Parámetros
Carcasa
Las paredes del
deshidratador deben
contener y proteger la
cúrcuma así como reflejar
los rayos del sol
Protección de la cúrcuma
de la intemperie, con un
sistema de circulación de
aire para generar un secado
efectivo
Estructurabilidad
Se debe construir un
sistema modular
termoreflectante
Composición de los
elementos que conduzcan
los rayos hacia un foco
Tabla 6. Requerimientos Objetivo 3. Elaboración propia
Objetivo 3
Utilizar un sistema energético de bajo costo a partir de energías renovables aprovechando
las condiciones climáticas del medio
Requerimiento Uso Factor determinante Parámetros
Practicidad
El secador no debe requerir
de una constate supervisión
del productor
debe funcionar a partir del
secado solar por arrastre
Conveniencia
El sistema de secado debe
contar con las medidas de
salubridad básica
Debe ceñirse a las normas
condensadas en el presente
marco legal Que sugiere el
uso de aceros, plásticos o
vidrios para superficies en
contacto con alimentos
Requerimiento Identificación Factor determinante Parámetros
Función indicativa Deben disponerse zonas de
anclaje
Implementando las
funciones booleanas sobre
las superficies del secador
Tabla 7. Requerimiento Objetivo 4. Elaboración propia
Objetivo 4
Construir un prototipo del deshidratador de cúrcuma permitiendo la realización de
pruebas de secado
Requerimiento
Técnico-Productivos Factor determinante Parámetros
Mano de obra
Debe exigir un mínimo de
operarios para su y
implementación
Mecanismo de ensamble
Macho-Hembra
Costos de producción Debe elaborarse con bajos
costos de producción
Facilidad en la
construcción y ensamble de
piezas reduciendo el tiempo
de trabajo
Requerimiento Ambientales Factor determinante Parámetros
Desecho Materiales de bajo índice de
contaminación
Uso de materiales de larga
vida útil que no deban
reemplazarse
constantemente
Implementación de botellas
de plásticos reutilizadas,
siendo de fácil adquisición
8.2 Concepto de diseño
El pensamiento cruzado es un método que permite por medio de la jerarquización de atributos,
evidenciar la esencia del proyecto. Ilustrado esto en la figura 30:
Figura 30. Pensamiento cruzado. Elaboración propia
En síntesis de lo esbozado en el gráfico, El proyecto se concibe a través de la función practico
técnica del diseño, definiéndose como concepto, uno donde se denote con claridad el fin último
para lo cual fue forjado. Llegándose a la palabra SECO, no solo por ser el objetivo principal,
sino porque corresponde a las siglas de S: secador; E: ecológico; de C: cúrcuma; O: orgánica
(Figura 31) Componiendo con claridad y precisión la esencia del proyecto.
Figura 31.SECO. Elaboración propia
8.2.1 Propuesta de valor
La identificación del grado de innovación de la propuesta se fundamenta por medio del gráfico
de curva de valor, tomando tres referentes de secadores, siendo para este caso, el secador solar
tipo túnel, Secador Termopanel, y la patente Solar Food Dryer, mencionada antes en el texto. Las
cuales, fueron contrastadas a partir de categorías como la replicabilidad, usabilidad,
automatización, entre otras (Figura32)
Figura 32 Curva de Valor Elaboración propia
Funcionalidad: Eficiencia en el secado de cúrcuma aprovechando las condiciones del medio
Replicabilidad: Fácil reproducción del dispositivo a un costo y con materiales asequibles
Automatización: Continuidad en el funcionamiento del dispositivo con el mínimo de vigilancia
del operario
Impacto ambiental: Uso de elementos reciclados o con un bajo índice de contaminación
Usabilidad: Facilidad con la que el operario hace uso del dispositivo.
Implementación: Fácil construcción y puesta en marcha del dispositivo aprovechando las
condiciones del medio.
Concluyéndose a partir del estudio que el Termo panel presenta innovación desde el principio de
modularidad, estructurado con un mínimo de elementos, materiales reciclables y de larga vida
útil, Capaz de optimizar el espacio, asegurándose en paredes o techos
8.3 Alternativas de diseño
8.3.1 Alternativas funcionales
El proceso de diseño comienza con la proyección de modelos de secado, simulando sus
principios de funcionamiento, donde se plasmaron como posibles métodos de secado: secado
asistido, aprovechando una fuente energética a gas o renovable, a partir de paneles solares o
motores eólicos, que alimentaran una red, similar al sistema de la energía aerotermica (Figura
33) ; Secado por presión (Figura 34); Secado al vacío (Figura 35); y Secado por arrastre, el cual
se indicó como el modelo de funcionamiento, al poder ser implementado a muy bajo costo
(Figura 36).
Figura 33. Secado asistido. Elaboración propia
Figura 34. Secado por presión. Elaboración propia
Figura 35. Secado al vacío. Elaboración propia
Figura 36. Secado por arrastre. Elaboración propia
8.3.2 Alternativas formales
Con base en la propuesta de funcionamiento del Secado por arrastre, se idearon dos alternativas
formales, complementándose con el sistema de espejos solares, con referencia a las torres de
calor (Figura 37, 38 y 39)
Figura 37. Secador modular. Elaboración propia
Figura 38. Variaciones secador modular. Elaboración propia
Figura 39. Termopanel. Elaboración propia
8.4 Evaluación de alternativas
La dinámica del proceso de secado se estudió en tres modelos de deshidratadores, secado a la
intemperie, Deshidratador Tipo Túnel, Termopanel botellas, los cuales fueron evaluados a partir
de los 4 objetivos que guían el trascurso de la investigación. (Figura 40)
Figura 40. Termopanel. Elaboración propia
8.5 Diseño de detalles
Uno de los objetivos del proyecto es la simplificación de elementos aprovechando al máximo la
estructura y materialidad del modelo, con el fin de reducir elementos aditivos que complejicen y
aumenten los costos totales del producto, por lo cual como se establece en la figura 41, se
resumen tres propuestas para el desarrollo del contenedor principal del deshidratador.
Figura 41. Simplificación de elementos. Elaboración propia
8.6 Modelos y/o simuladores
En la fase exploratoria se plantearon tres modelos, elaborándose inicialmente un secador tipo
túnel, (Figura 42) permitiendo una indagación del comportamiento de la materia prima a trabajar,
Consecutivamente, se optó por un funcionamiento de secado que permitiera aprovechar de
manera más efectiva los rayos solares, tomándose como referencia las torres de calor, para
construir un termo panel (Figura 43) que focalizará la energía térmica del sol.
Figura 42 .Modelo secador Tipo Túnel. Elaboración propia
Figura 43. Modelo Termopanel. Elaboración propia
Posterior a unas simplificaciones en la estructura y en los elementos de cierre como las tapas de
las botellas, se llegó a un modelo más preciso y estilizado, sustituyendo la madera de las tapas,
por tela mosquitero que permita la circulación del aire (Figura 44)
Figura 44. Modelo Termopanel. Elaboración propia
8.7 Propuesta definitiva
Luego del proceso investigativo se llega al diseño de un deshidratador a partir del aluminio como
estructura básica, botellas PET recicladas, y acrílico. (Figura 45) El cual por su disposición
formal focaliza los rayos del sol en un punto donde están los contenedores plásticos con la
cúrcuma en rodajas, logrando una etapa de deshidratación que puede efectuarse
permanentemente sin una vigilancia del operario.
Figura 45. Prototipo propuesta final. Elaboración propia
8.8 Render
Figura 46. Prototipo propuesta final. Elaboración propia
8.9 Secuencia de armado y/o de uso
Figura 47.Secuencia de armado Botellas. Elaboración propia
Figura 48. Secuencia de armado Botellas 2. Elaboración propia
Figura 49.Secuencia de armado SECO. Elaboración propia
8.10 Planos técnicos
Figura 50.Vistas Seco . Elaboración propia
8.11 Despiece
Figura 51. Plano de Despiece. Elaboración propia
8.12 Proceso Productivo
Tabla 8. Procesos productivos. Elaboración propia
Proceso Productivo Descripción
Corte Laser
Corte de lámina de acrílico de 6 mm
dirigido a partir de un dibujo digital,
elaborado previamente
Pulido
Acabado prolijo en los cantos del acrílico,
usando una lijadora orbital,
posteriormente se debe pasar sobre la
lámina un paño con y pasta para pulir,
logrando un acabado brillante y una
superficie uniforme
8.13 Materiales especificaciones
Tabla 9. Especificaciones técnicas. Elaboración propia
Material Propiedades Implementación Especificaciones
comerciales /
Acrílico
El peso de la lámina de acrílico
corresponde al 50% del peso del vidrio
y al 43% del peso del aluminio.
Resiste la exposición a radiación solar
intensa, al frío extremo, a cambios
súbitos de temperatura, a la brisa
salada y a otras condiciones
metereologicas, No hay un
envejecimiento apreciable en 10 años
de exposición exterior.
Termoplástico reciclable
Transparencia de alrededor del 93%.
Alta resistencia al impacto, de unas 10
a 20 veces la del vidrio.
Excelente aislante térmico y acústico.
De dureza similar a la del aluminio: se
raya fácilmente con cualquier objeto
metálico
Estructura de
anclaje de los
elementos.
Módulo de
Soporte a la
pared para
generar una
inclinación.
Lamina 6 mm
800 x 500 mm
Lamina de
Aluminio Material ligero, sobre un tercio del
peso del cobre y el acero
Cuerpo central
del producto
100 x 100 mm
Calibre 20
Resistente a la corrosión
Buen conductor de electricidad y calor,
no es magnético ni tóxico, buen
reflector de luz (idóneo para la
instalación de tubos fluorescentes o
bombillas),
Impermeable e inodoro, y muy dúctil.
Metal reciclable, se puede reciclar
indefinidamente sin perder cualidades.
lamina
reflectante
Botellas
plásticas
(PET)
Alta resistencia al desgaste y
corrosión.
Buena resistencia química y térmica.
Muy buena barrera a CO2, a O2 y
humedad.
Aprobado para su uso en productos
que deban estar en contacto con
productos alimentarios.
Levemente tóxico: se ha descubierto
que las botellas para embotellar zumos
de frutas ácidos liberan algo de
antimonio(Sb), aunque por debajo de
los límites que admite la OMS
(20μg/L)[cita requerida].
Resistente a esfuerzos permanentes y
al desgaste, ya que presenta alta
rigidez y dureza.
Estabilidad a la intemperie.
Alta resistencia al plegado y baja
absorción de humedad que lo hacen
muy adecuado para la fabricación de
fibras..
Reciclable, No es biodegradable
Contenedor
primario para el
secado de
Cúrcuma
Material
Obtenido del
Reciclaje de
plásticos
Tornilleria
Acero
inoxidable
Resistente a la corrosión, de apariencia
brillante, propiedades de fijación óptimas.
Refuerzo de
ganchos
Pegamento
Epoxi
Pegamento capaz de dar rigidez a los
elementos a unir
Resistencia térmica de hasta 200°C.
Cuenta con alta resistencia química y
buenas propiedades aislantes.
Refuerzo unión
lamina de
aluminio y
acrílico
Componente A y
B
8.14 Costos de producción
Tabla 10. Costos de producción, Materiales. Elaboración propia
Materiales
Materia Prima Especificación
comercial Cantidad Costo Unitario Total
Acrílico
Calibre
6 mm calibre
Blanco
800 x 500mm $ 90000 $ 90000
Lamina
Aluminio
Calibre 20
1000 x 1000 mm 300 x 500mm $ 5000 $ 5000
Cloruro de
metileno 60 ml 60 ml $ 3000 $ 3000
Pegamento
epoxi Componente A y B 10 ml $ 8000 $ 8000
Tornillos
De acero 2 $ 1500 $ 1500
Total $ 107500
Tabla 11. Costos de producción, Mano de Obra. Elaboración propia
Mano de Obra
Proceso
Productivo Tiempo Costo Total
Corte Laser $ 800 x minuto 20 minutos $ 16000
Ensamble y
Acabado 40 minutos $10000 $ 10000
Corte Manual 15 minutos $ 5000 $ 5000
Transporte Desplazamiento
vehículo particular $ 10000 $10000
Gastos
administrativo Sueldos $ 70000 $ 70000
Total $ 111000
El costo de producción total del Deshidratador corresponde a un valor de $ 217500, sumado a
esto el 30% de ganancia, se tendría como valor comercial: $ 282750
8.15 Viabilidad Comercial
Figura 52. Viabilidad comercial. Elaboración propia
Conclusiones
La tecnificación en el proceso de transformación llevado a cabo por pequeños productores de
Santa Rosa, es una necesidad imperante reflejada en la indagación de campo, ya que los
agrónomos de la región no cuentan con los recursos para implementar maquinaria industrial,
manteniendo por ello modelos artesanales y rústicos, que dificultan su labor y crecimiento
económico.
Análogamente, el concepto medio ambiental bajo el cual se funda los modelos productivos, con
lo que se trabajó en la investigación, aumentan la dilación en el proceso, ya que deben respetarse
los tiempos naturales de crecimiento y posteriormente tomar las medidas necesarias para generar
el menor índice de contaminación posible en las etapas de transformación, Sin embargo, esta
naturaleza ecoamigable, es el diferencial y oportunidad de mercado establecida, por lo cual debe
garantizarse su curso, sin que esto se torne como un obstáculo para la manufactura. Con base en
lo anterior se propuso un modelo de deshidratador sin ningún tipo de mecanismo o dependencia
energética, para aprovechar las condiciones del medio potenciando la luz solar a través de
materiales y formas que la concentren, implementando por tanto las geometrías curvas de los
espejos parabólicos, reflejando los rayos que llegan en diferentes direcciones hacia un solo
punto.
Durante la búsqueda de referencias, generación de ideas y selección de la propuesta, se delimitó
el proyecto teniendo en cuenta la facilidad con la que el productor podría replicar el diseño,
concebido además a partir de un mínimo de elementos, uniones por ensambles, materiales
económicos y fáciles de obtener, como lámina de aluminio de calibre 20, lámina de acrílico de
80 x 50 cm, y botellas plásticas recicladas, los cuales están concebidos para que se acoplen, por
medio de canales y machihembrados, reforzados con pegamento epoxico de cualquier referencia
comercial. En suma, las formas y distribución, se determinan buscando una fácil y correcta
interpretación de uso.
Con el objetivo de mejorar las condiciones de secado en función de la higiene y salubridad de la
cúrcuma, se logró una protección de la intemperie por medio de contenedores construidos con
botellas Pet recicladas, aludiendo la esencia medio ambiental de proyecto, lo que a su vez limita
la implementación de energías contaminantes o procesos que no apoyen el objetivo de cuidar y
preservar los recursos naturales. Contándose además con materiales de larga vida útil como el
aluminio, que por sus propiedades reflectantes y siendo buen conductor de calor focaliza la
energía del sol, potenciando el secado del producto, sin la exigencia al operario de estar en
constante vigilancia del alimento con los constantes cambios climáticos en la zona, ya que la
cúrcuma es protegida por los contenedores plásticos transformados de las botellas.
Paralelamente se ejecutaron diversos modelos de deshidratadores, que iban aportando
información sobre materiales y las formas más idóneas para permitir una circulación del aire,
acelerando el secado y evitando la oxidación de la cúrcuma, hasta llegarse a un prototipo de
secador con capacidad para deshumidificar más de 100 gramos, en Aluminio, Plástico de botellas
PET, y Madera como sostén. El cual permitió la realización de ensayos, analizando la eficiencia
del dispositivo desde las formas de reflexión de los rayos, las áreas abiertas para permitir el paso
del aire, así como la facilidad en la construcción.
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