Este documento presenta un proyecto de diseño de un dosificador de alimento para peces. Incluye una lista de los integrantes del equipo de diseño, un resumen de los antecedentes y la justificación del proyecto, así como descripciones de las funciones, requerimientos, análisis de la competencia, especificaciones de ingeniería, generación y evaluación de conceptos, y la presentación de la alternativa de diseño seleccionada. El objetivo general del proyecto es diseñar un dispositivo que dosifique automáticamente alimento para peces

1. INTEGRANTES DEL EQUIPO
FABIÁN EMILIO BÁEZ ARIAS 233885
JULIÁN ENRIQUE MILLAN BARRERA 233924
JORGE BUITRAGO
Bogotá D.C., 26 de junio de 2010
Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica
Línea de Investigación, Innovación y Desarrollo Tecnológico
XXVI MUESTRA
DE MÁQUINAS Y PROTOTIPOS
DOSIFICADOR DE ALIMENTO PARA PECES

2. ANTECEDENTES Y FUNDAMENTACIÓN
 Este proyecto nace como una necesidad de algunos poseedores de
peces, los cuales deben dejar solos por algún tiempo y no tienen quien se
los alimente. Este dosificador incluye el diseño y cálculo de sistemas
como el dosificador (tornillo sin fin) y el temporizador que calcula el giro
del tornillo.
 Este es un proyecto financiado por los integrantes del grupo, los cuales
se harán cargo de la fabricación y compra de todos los materiales,
componentes y parte del diseño de la máquina (se hizo con la ayuda de
los ingenieros a cargo del curso).
 Para el desarrollo del proyecto, contando diseño, compra de materiales
y fabricación se invirtió $ 300,000.00 pesos.
 Para el proyecto se destino un capital de $ 350,000.00 pesos, los
cuales incluyen costos de transporte, fabricación y gastos varios que
fueron necesarios incluir en el desarrollo de la máquina. Este desarrollo
requirió una inversión de tiempo de 4 (cuatro) meses, de los cuales cada
integrante del grupo (3 estudiantes) destino 8 horas semanales.

3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE DISEÑO
El problema al cual nos vemos enfrentados en este proyecto
consiste en dosificar una cantidad de alimento a una cierta
cantidad de peces durante un tiempo especifico, esto debido a
la ausencia temporal o falta de tiempo por parte del usuario
poseedor de una pecera y que debe alimentar sus peces, pero
nadie más puede realizar esta acción. Vemos entonces, que el
dosificador de alimentos para peces debe satisfacer la
necesidad de alimentar una cantidad de peces durante el
tiempo de ausencia del poseedor de la pecera y que debe
recibir unas variables que se determinan por la cantidad de
alimento y de peces que el usuario posea.

4. REQUERIMIENTOS DEL CLIENTE

5. ANÁLISIS DE LA COMPETENCIA
(BENCHMARKING)
La forma y funcionamiento del dosificador de alimento es, por lo
general, similar en muchos diseños que existen en el mercado, se
utilizan un tornillo sinfín que al programarse su giro en un tiempo
determinado, dosifica una cantidad específica de alimento a la
pecera, la misma función se puede observar en dosificadores que
utilizan un disco giratorio que se coloca sobre la pecera y funciona
de manera similar al tornillo sinfín.

6. ESPECIFICACIONES DE INGENIERÍA (QFD)
ImportanceoftheWHATs1
5,0
4,0
3,0
2,0
4,0
4,0
4,0
1,0
5,0
5,0
4,0
4,0
Dimensiones
Peso
Volumen
Gradosdelibertad
Ruido
Color
Tipodealimentacionelectrica
Capacidaddesalida
Forma/estructura
Numerodevariablesamedir
Numerodeentradasdeusuario
Numerodepartesindependientes
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
CompetitiveAnalysis1
Hatch'nfeeder2
5,0
3,0
2,0
2,0
0,0
0,0
0,0
1,0
5,0
4,0
3,0
3,0
Aquachef3
4,0
4,0
4,0
3,0
4,0
2,0
2,0
3,0
4,0
4,0
1,0
3,0
Eheim4
3,0
4,0
4,0
3,0
5,0
4,0
3,0
4,0
4,0
4,0
2,0
3,0
Max=5,0
Hatch'nfeeder
Aquachef
Eheim
Min=0,0
OverallImportance6
5,0
4,0
3,0
2,0
4,0
4,0
4,0
1,0
5,0
5,0
4,0
4,0
PercentImportance7
11,1
8,9
6,7
4,4
8,9
8,9
8,9
2,2
11,1
11,1
8,9
8,9
Max=11,1
PercentImportance
Min=2,2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
D irec tion of Im provem ent 1
E c onom ic o
P ortatil
E s tetic o
Gran c apac idad
A utom atic o
N otific a c uando el s um inis tro de alim ento es ta bajo
N otific a c uando es ta dos ific ando alim ento
E s c alable
B ajo c ons um o elec tric o
Fac il operac io n
Fac il m antenim iento
Menor tam año pos ible
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
U nits 1
mm
kg
l
#
dB
DC-AC
g
#
#
#
Im portanc e of the HOW s 2
362,2
273,3
335,6
602,2
326,7
153,3
597,8
264,4
375,6
615,6
473,3
380,0
P erc ent Im portanc e of the H OW s 3
7,6
5,7
7,0
12,7
6,9
3,2
12,6
5,6
7,9
12,9
9,9
8,0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Tradeoffs
S ynergy 1,0
N ot related 0,0
C om prom is e -1,0
Direction of Improvement
Maxim ize 1,0
T arget 0,0
Minim ize -1,0
Standard 9-3-1
S trong 9,0
Moderate 3,0
W eak 1,0
QFD Dosifish

7. FUNCIONES:
DIAGRAMA DE DESCOMPOSICIÓN FUNCIONAL
Fuente de Energía
Alimento para peces Alimento Dosificado
Interfaz al Usuario
Sonido de Alarma
Entradas del Usuario
CAJA NEGRA

8. FUNCIONES:
DIAGRAMA DE DESCOMPOSICIÓN FUNCIONAL

9. GENERACIÓN DE CONCEPTOS:
VALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE
SOLUCIÓN GENERADAS

10. EVALUACIÓ DE CONCEPTOS
Tuvimos muchas ideas pero debido a que no eran factibles hemos desechado
algunas que son muy fáciles de obviar. Debido a que le dimos más importancia a
cuatro subproblemas que a nuestro criterio eran importantes tratar por encima de
los otros, que fueron: almacenar la energía, pesar o medir la cantidad de alimento
y utilizar la energía eléctrica para medir y dosificar el alimento

11. EVALUACIÓN DE CONCEPTOS

12. GENERACIÓN DE CONCEPTOS

13. Para escoger los conceptos que mejor se adapta alas necesidades del cliente,
pensamos que lo mas apropiado era que sus apreciaciones eran las mas indicadas, por
lo cual descartamos muchos conceptos por no ajustarse a estos requerimientos y salirse
de nuestras especificaciones objetivo, por lo cual decidimos, por ejemplo, que baterías
recargables era la mejor opción dado que los otros sistemas de almacenamiento de
energía requieren un mayor tamaño, mayor peso, mayor uso de equipamiento para su
manufactura, uso de mayores elementos mecánicos y todo esto haría que se
aumentaran los costos de producción, la intervención de recursos humanos para la
fabricación, lo que se verá directamente en el costo de adquisición del producto. Además
utilizar sensores para medir la cantidad de alimento que se encuentra almacenado
dentro del tanque de almacenamiento seria algo muy costoso así que decidimos que la
manera mas viable es utilizar una palanca que caiga por gravedad y que haga un
contacto que avise cuando la cantidad de alimento este llegando a su fin, del mismo
modo escogimos que utilizar un tornillo sin fin sería la mejor opción al momento de
escoger un mecanismo que utilice la energía mecánica para medir y dosificar la comida
a los peces debido a que se pueden cumplir las dos tareas con el mismo elemento y por
que usar los otros elementos sería muy costoso y difícil de implementar debido a su
complejidad.
GENERACIÓN DE CONCEPTOS

14. GENERACIÓN DE CONCEPTOS

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

16. PRESENTACIÓN DE LA ALTERNATIVA DE
DISEÑO GLOBAL DOMINANTE Y
JUSTIFICACIÓN
Nos parece que el concepto 3 (anteriormente
presentado) es el que más se ajusta a los
requerimientos del cliente y es el concepto que por
economía y facilidad de manufactura nos parece más
viable y fácil de construir. La facilidad de conseguir
comercialmente sus partes estandarizadas y
fabricadas además más económicas que los otros
conceptos, son factores que nos direccionaron a
escogerlo.

17. GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DEL
PRODUCTO
ARQUITECTURA DEL PRODUCTO)
Diagrama geométricoDiagrama esquemático y agrupación de los elementos en componentes

18. GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DEL
PRODUCTO
SELECCIÓN DE COMPONENTES ESTANDARIZADOS
Para el desarrollo y manufactura de nuestro producto, utilizaremos materiales y elementos mecánicos de ingeniería que se
encuentran en su gran mayoría disponibles en el mercado o que no son difíciles de manufacturar. Uno de los componentes mas
complicados de conseguir es el tornillo sin fin, debido a su geometría, es difícil conseguirlo, ya que la mayoría de fabricantes de
este elemento manejan una gama de tamaño que exceden los requerimientos de nuestro diseño, pero intentamos acoplarnos lo
mejor posible a encontrar componentes que se ajusten a parámetros comerciales. Algunos de los elementos que deseamos
utilizar no se encuentran estandarizados o son poco comunes en el mercado nacional, debido a esto debemos recurrir a su
fabricación en algún taller o compañía que se dedique a la fabricación de estos elementos, lo cual nos implican mayores costos
de manufactura del producto. Los elementos que nombramos a continuación son los que se utilizaran para la fabricación de
nuestro producto:
-Motor-
-Cables
-Rodamientos (bujes)
-Display
-Baterías
-Acoples
-Microcontrolador
-Tecaldo matricial 4x4
Los costos de adquisición de estos elementos están sometidos al mercado en el cual se vallan a comprar que sueles ser muy
variantes, aunque son comercialmente vendidos. Aunque, como mencionamos algunas partes del producto, no es comercial o es
difícil de conseguir, por lo cual se deben fabricar de acuerdo a nuestros requerimientos. Una de las partes por diseñar es el
componente del sistema de control o el tornillo sin fin, los cuales son difíciles de conseguir de acuerdo a nuestros requerimientos:

19. GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DEL
PRODUCTO
SELECCIÓN DE MATERIALES Y PROCESOS DE
FABRICACIÓN
Debido a que estábamos trabajando con alimentos, las normas de
sanidad exigían utilizar materiales que no reaccionaran con el ambiente
ni con el alimento tratado, para este caso escogimos el ACRILICO, el
cual no reaccionaba con el alimento de los peces. Para la caja de
control escogimos este mismo material ya que solo se encuentra
sometida a esfuerzos estáticos los cuales son muy pequeños o
despreciables.

20. GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DEL
PRODUCTO
APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE INGENIERÍA
la herramienta de ingeniería que más usamos para el desarrollo de nuestros
informes y los planos de la maquina fue SOLIDEDGE, esta herramienta nos
permitió elaborar cada uno de los planos y calcular los volúmenes y aéreas
de algunas partes del dosificador.
La parte del dosificador que mayor complejidad y la cual fue de mayor
interés para nosotros fue el sistema del tornillo sinfín y la parte donde se
une con el motor.

21. DESCRIPCIÓN DE LA MÁQUINA
EXPLICACIÓN DEL MODO DE FUNCIONAMIENTO
La maquina recibe los datos o variables de entrada por medio
de botones es decir el usuario ingresa la cantidad de peces y el
intervalo de tiempo entre dosificaciones según esta información
el sistema de control hace girar un motor el cual le trasmite
este movimiento a un tornillo sin fin y este tornillo es el que
dosifica.

22. DESCRIPCIÓN DE LA MÁQUINA
ASPECTOS DE SEGURIDAD Y CONTROL DE LA MÁQUINA
• Asegúrese que el dispositivo este instalado de manera que no este en
contacto con el agua de la pecera y que se pueda ingresar el alimento
sin inconvenientes.
• Siempre que se realice mantenimiento al dispositivo se debe oprimir el
botón de arranque para que éste se calibre.
• si el alimento entra en contacto con el agua, éste se debe retirar de la
tolva de almacenamiento en el menor tiempo posible, y si el dispositivo
llegara a entrar en contacto con agua, se debe dejar secar por dos días
antes de instalarlo nuevamente.
• Mantener el dosificador en un lugar seco y fresco cuando no lo tenga
en funcionamiento por mucho tiempo.
• No utilice alimento diferente al granular cono las hojuelas, ya que
podría averiar el dispositivo.

23. DESCRIPCIÓN DE LA MÁQUINA
ASPECTOS DE ERGONOMÍA CONSIDERADOS
Para el correcto funcionamiento e instalación
del dispositivo dosificador, se consideraron dos
formas de instalación a la pecera: sobre la tapa
de la pecera y en una de las paredes laterales
de la pecera cuando esta no tiene tapa.

24. APORTE Y VALOR SOCIAL DEL DISEÑO
EXPLICACIÓN BREVE DE LA RESPUESTA AL
PROBLEMA PLANTEADO
Para solucionar el problema planteado decidimos
utilizar un sistema mecánico controlado por un
sistema electrónico el cual regula el giro de un motor
que transmite un movimiento rotacional a un tornillo
sin fin encargado de empujar o mover el alimento
hasta un orificio por donde el alimento puede salir
hacia la pecera.

25. ANÁLISIS ECONÓMICO
Dentro de los costos de producción y diseño del prototipo
tenemos que el material no era muy costoso comparado
al acero es decir hubiese costado mas hacerlo en acero
pero la norma de manejo de alimento lo impedia, tambien
se hubiese podido fabricar en acero inoxidable pero se
salia del presupuesto base

26. ANÁLISIS ECONÓMICO
Los costos de fabricación del prototipo costaron cerca de
$150000 pesos ya que las piezas fueron mandadas a cortar
en laser y el metro cuadrado de acrílico costo $90000
pesos.

27. ANÁLISIS ECONÓMICO
COSTOS DE ENSAMBLE
El ensamble de la máquina la realizamos los mismos integrantes del
grupo, y nos tardamos un tiempo aproximado de 4 horas/hombre, por lo
cual se podría hacer un costo aproximado de 12 horas/hombre.

28. ANÁLISIS ECONÓMICO
DESPERDICIOS (EXPERIENCIAS Y RECOMENDACIONES)
Las partes de nuestra máquina fueron construidas por
herramientas especializadas, que trabajaban con acrílicos,
por lo cual los desperdicios fueron tratados por la empresa
que hizo las partes.

29. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
• Para proyectos como éste en donde no se cuenta con un apoyo financiero, es fundamental el
factor económico; ya que su omisión puede ocasionar rediseños forzados y no siempre óptimos del
diseño propuesto inicialmente.
• En la etapa de diseño se aprendió a seguir una metodología para realizar proyectos, esta
metodología demostró gran eficacia ya que así como pudo servir para el dosificador de alimento
para peces también servirá para cualquier otro tipo de proyecto ingenieril (hasta edificaciones y
cosas afines).
• La generación de un proyecto desde su inicio requiere de la unión y comunicación constante del
grupo ya que tuvimos muchas falencias por este hecho.
• Las partes no estandarizadas o no comerciales exigen un diseño tomando en cuenta estas partes
lo cual restringe mucho al diseñador y los costos.
• Para futuros trabajos recomendamos que en cambio de buscar empresas donde hacer algunas
partes de la máquina, solicitar algunas de las maquinas con las que contamos en la facultad (tornos
manuales y CNC).
• Trabajar con materiales como el acrílico y muchos plásticos facilitan la fabricación de elementos
de la máquina que no estén sometidos a mucha carga.

30. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y
HERRAMIENTAS DE INGENIERÍA
EMPLEADAS
ULRICH KARL, EPPINGER STEVEN; Diseño y desarrollo de productos, Enfoque
Multidiciplinario. Editorial McGraw-HILL. 2004. 11-70p.
AVALLONE, Eugene, BAUMEISTER, Theodore; Manual del Ingeniero Mecánico. 9ª
Edición. TOMO 1. Editorial McGraw-HILL. 1995.
ULLMAN DAVID. The mechanical design process. Editorial McGraw-HILL International
editions. 1992.
• SOLID EGDE ®siemens.

31. MUCHAS GRACIAS
Fabián Emilio Báez A. – fenaeza@unal.edu.co
Julián Enrique Millán B. – jemillanb@unal.edu.co
Jorge Buitrago – jabuitragog@unal.edu.co