Este documento presenta el diseño de una máquina peladora y tajadora de papas. Describe los antecedentes y justificación del proyecto, los requerimientos del cliente, el análisis de la competencia, y las especificaciones de ingeniería. Explica el diseño conceptual y detallado de la máquina, incluyendo los sistemas, componentes y funcionamiento. Finalmente, analiza aspectos económicos y presenta conclusiones y recomendaciones.

1. Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica
Línea de Investigación, Innovación y Desarrollo Tecnológico
XXVI MUESTRA
DE MÁQUINAS Y PROTOTIPOS
MAQUINA PELADORA Y TAJADORA DE PAPA
MIGUEL ANGEL PACAVITA MUÑOZ - 234010
DIEGO ANDRES GUTIERREZ MENDOZA - 233997
JOHAN ENRIQUE ESCORCIA FONSECA - 233986
Bogotá D.C., junio de 2010

2. MAQUINA PELADORA Y TAJADORA DE PAPA

3. ANTECEDENTES Y FUNDAMENTACIÓN
•Antecedentes
•Consumo de papa como uno de los principales alimentos utilizados
en la preparación de platos.
• Realización manual del proceso de pelado y tajado que conlleva a la
necesidad de mejorar este proceso.
• Escasez de tecnología que brinde soluciones tanto al componente de
pelado como al componente de tajado.
•Presupuesto estimado
Componente pelador  1’200.000 + Componente tajador (y ensamble)  600.000
TOTAL: 1’800.000

4. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE DISEÑO
¿A quién?
Hoteles, restaurantes
Procesar papa en grandes, casas de
banquetes y colegios.
poco tiempo por
medio del pelado y
tajado, generando el
¿Para qué?
mínimo desperdicio
Para reducir el desperdicio
con un bajo consumo y el tiempo empleado.
de energía, y
garantizando la
seguridad del ¿Porqué?
operario. Porque se necesitan papas
peladas y tajadas en forma
específica en el menor
tiempo.

5. REQUERIMIENTOS DEL CLIENTE
ERGONOMIA MANUFACTURA FUNCIONALIDAD CONFIABILIDAD ECONOMIA
Comodidad Estabilidad Bajo desperdicio Seguridad Precio económico
Resistencia mecánica Bajo consumo agua Vida útil
Bajo consumo energía Costo/Beneficio
Fácil de operar Área de operación Fácil mantenimiento
Estética Eficiencia Fácil reciclaje Repuestos
Efectividad

6. ANÁLISIS DE LA COMPETENCIA
(BENCHMARKING)
PELADORAS TAJADORAS
Se evidencia que hay una escasa oferta de máquinas que hagan las dos funciones.

7. ESPECIFICACIONES DE INGENIERÍA (QFD)
1) Fuerza de Corte
2) Variación de la masa
3) Vibración
4) Consumo de energía eléctrica
5) Tasa de corte
6) Tasa del pelado
7) Revolución de motor
8) Número de controles para operar
9) Tamaño de la máquina
10)Peso de la máquina
11)Potencia del motor

8. FUNCIONES:
DIAGRAMA DE DESCOMPOSICIÓN FUNCIONAL
CAJA NEGRA

9. CAJA GRIS. Desglose de la caja negra en sistemas a tener en cuenta para el
funcionamiento de la maquina. Estos sistemas interactúan con las entradas y dan
lugar a salidas, entre ellas el producto deseado.

10. Descomposición funcional

11. Descomposición funcional

12. CONCEPTOS
GENERACIÓN DE CONCEPTOS:
VALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE
SOLUCIÓN GENERADAS
Búsqueda interna  Lluvia de ideas

13. Búsqueda interna Scamper
Ideas de la fase de Tabla con diferentes
tormenta de ideas alternativas para cada
subfunción.
Ideas para:
Sustituir
Combinar
Adaptar
Modificar
Disponer para otros
usos
Eliminar
Reorganizar

14. Búsqueda externa  Visita a empresas y revisión del estado del arte

15. Potencial y valor de las ideas adquiridas
Las ideas adquiridas fueron de gran valor, puesto que
proponían mejoras en los modelos de maquinas peladoras
de papa existentes y presentaban una tajadora manual de
papa industrial, de la cual no se encontró referencias en el
mercado.
Del desarrollo de las ideas adquiridas con las
metodologías empleadas se llego al planteamiento de
cuatro posibles diseños de maquina, de los cuales se
seleccionó un modelo dominante.

16. PRESENTACIÓN DE LA ALTERNATIVA DE
DISEÑO GLOBAL DOMINANTE Y
JUSTIFICACIÓN

17. GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DEL
PRODUCTO
•Arquitectura: Ranura modular •Mejora de detalles
•Componentes estandarizados
•Diseño del eje y transmisión de potencia
•Materiales y procesos de fabricación

18. DESCRIPCIÓN DE LA MÁQUINA

19. Funcionamiento

20. Conjunto Pelador
Aspectos de seguridad
Tapa transparente para aislar el proceso y
hacer el seguimiento de éste sin que el
operario entre en contacto con esta zona
Control sencillo ON/OFF para que el operario
no tenga complicaciones cuando la máquina
este trabajando
Aspectos de ergonomía
Altura adecuada para la manipulación de la
válvula y el ingreso de la papa a la máquina
Manija para facilitar el paso de las papas
peladas a la zona de tajado
Disco diseñado con facilidades de ensamblaje
para el mantenimiento y reparación de los
componentes.

21. Conjunto Tajador Aspectos de seguridad
Tope para evitar la salida de la
cuchilla de cubos
Escudo para evitar que las
papas cortadas queden
atrapadas en las cuchillas
Aspectos de ergonomía
Volante diseñado para facilitar
la aplicación de fuerza
Altura adecuada al promedio
de la población colombiana
Palanca para con las
dimensiones adecuadas para
facilitar el uso de la cuchilla de
cubos

22. Subconjunto Cubos
Subconjunto Presión
Subconjunto Cajas

23. APORTE Y VALOR SOCIAL DEL DISEÑO
•Facilita el procesamiento de las papas, evitando
problemas físicos en las personas que realizan esta
tarea, por medio de un proceso eficiente, ahorrando
tiempo y garantizando un producto de calidad
•Aunque es un prototipo con un costo elevado por
los materiales con los que se construye, representa
un buena inversión al ahorrar los tiempos de trabajo
y evitar que los empleados sufran accidentes, con lo
cual se beneficia la calidad de vida de las personas
y del producto que se quiere obtener

24. ANÁLISIS ECONÓMICO
Los costos relacionados con el diseño de la maquina fueron:
• Aproximadamente de 100.000 pesos para la papelería y
materiales de miscelánea
• El costo de manufactura para el prototipo fue de 1’200.000
pesos, se incrementa al doble al utilizar Acero inoxidable 304.
• El costo de ensamble se acerca a 700.000 pesos incluyendo el
maquinado, soldadura y mano de obra
Se estima que el costo de la maquina con los materiales
apropiados sería de 4’000.000 pesos

25. CONCLUSIONES
• La máquina se presenta como una solución tecnológica de
mayor alcance a la necesidad de pelado y tajado de papas.
• El diseño en detalle permitió aterrizar el concepto generado
en la etapa de diseño conceptual conllevando a la remoción
de componentes innecesarios, la adición de otros y la
evaluación constante del producto.
• La peladora y tajadora tienen la misma capacidad por ciclo
a fin de garantizar la comodidad del operario.
•No se puede considerar un sistema de recirculación de
agua debido a que esta resulta contaminada con carga
orgánica en cada ciclo.

26. RECOMENDACIONES
•Implementar un filtro para la separación sólidos-líquido del agua
residual del proceso de pelado.
•Automatizar el proceso de tajado para su uso en industrias más
grandes.
• Implementar un sensor con el fin de que avise cuando las papas
estén listas para el proceso de tajado y que produzca la apertura de
la compuerta de manera automática.
•Implementar un regulador de velocidad para el proceso de pelado.

27. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y HERRAMIENTAS DE INGENIERÍA EMPLEADAS
•Fundamentos de diseño de máquinas, Shegley. Joseph E. 6ªed, Editorial Mc Graw
Hill, 2002.
•Diseño de máquinas, Norton L., Editorial Pearson, 1999.
•Diseño de experimentos. Principios estadísticos para el análisis y diseño de
investigaciones, Kuehl R.O 2ªed, Editorial Thomsom, 2000.
•Fundamentos del corte de metales, y de las máquinas-herramienta, Boothroyd G.,
Editorial Mc Graw Hill, 1978.
•Manufactura, ingeniería y tecnología, Kalpakjian, 4ªed, Editorial Pearson, 2002.
• Rodamientos de bolas y de rodillos, Svenska Kullagerfabriken, Editorial SFK, 1972.
•Heizler W., Machine for cutting potatoes, United states patent office.
•Palombo, F., Potato Peeling Machine, Unites States Patent Office, 1934.
•Determinación de las características físicas y propiedades mecánicas de papa cultivada
en Colombia, Revista FacultadNAcional de Agronomía, vol.58 no.2, Medellín
Julio/Dec. 2005
Software empleado · Solid Edge V. 20 y ST2 ·MITCalc

28. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y
HERRAMIENTAS DE INGENIERÍA
EMPLEADAS
•PRESENTAR LAS REFERENCIAS REVISADAS
(LIBROS, REVISTAS, PATENTES, NORMAS,
ETC.)
•SOFTWARES EMPLEADOS PARA EL
DESARROLLO DE LA MÁQUINA

29. MUCHAS GRACIAS
Diego Andrés Gutiérrez M. (dagutierrezm@unal.edu.co)
Johan Enrique Escorcia F. (jeescorciaf@unal.edu.co)
Miguel Angel Pacavita M. (mapacavitam@unal.edu.co)