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I N S T I T U T O P O L I T E C N I C O N A C I O N A L
SECCIN DE ESTUDIOS DE POSGRADO E INVESTIGACIN
DISEO DE COLECTOR DE SEMILLAS
DE ACHIOTE PARA LOS PRODUCTORES DEL
ESTADO DE TABASCO
T E S I S QUE PARA OBTENER EL GRADO DE:
MAESTRO EN CIENCIAS
EN INGENIERA MECNICA PRESENTA:
ING. JUAN CARLOS ROSETE FONSECA
DIRECTOR DE TESIS MC SERGIO A. VILLANUEVA PRUNEDA. MXICO D.F.
2000
Agradecimientos.
-
Muchas son en realidad las personas a las que debo agradecer el
presente trabajo de
tesis, y que a la par representa un gran esfuerzo y parte
importante en mi vida.
Muchas gracias !
Padres y hermanas
Por su apoyo y paciencia todo el tiempo.
Mnica
Por brindarme tu cario.
Noelia
Por ser una verdadera y nica amiga.
Martn Por animarme a estudiar la maestra.
Oswaldo Por ser un gran amigo.
Dr. Alejandro ( Q.E.P.D.)
Por ensearme lo ms valioso, el verdadero valor de nuestro
trabajo.
MC Sergio
Por su dedicacin en la revisin de la tesis.
Hortensia
Por confiar en mi.
Gladys
Por darme la oportunidad de participar en el proyecto
Al pueblo tabasqueo
Por ensearme el lado mas bello del ser humano.
-
Glosario de trminos
Afluente Ro secundario que desemboca en otro principal.
Albufera Laguna litoral, en costa baja, de agua salina o
ligeramente salobre,
separada del mar por una lengua o cordn de arenas.
Alcaloide Cualquiera de los compuestos orgnicos nitrogenados de
carcter
bsico, producidos por vegetales.
Carotina Hidrocarburo rojo anaranjado que forma parte de la
clorofila y de
muchas otras clulas de ciertos rganos vegetales.
Copal Dcese de la resina de varios rboles tropicales que se
emplea en
barnices o masticatorios de alta calidad.
Copra Designacin de la pulpa del coco, utilizada como materia
prima en la
elaboracin de aceites.
Criba Plancha metlica con agujeros o con red de malla de
alambre.
Cutcula Pelcula, piel delgada y delicada.
Defoliacin Cada prematura de las hojas de rboles y plantas.
Disentera Enfermedad infecciosa que se caracteriza por diarrea
con pujos y
-
alguna mezcla de sangre.
Embadurnado Untado, embarrado, manchado, pintarrajeado
Exiguo Insuficiente, escaso.
Fluvial Relativo a los ros.
Gavillas Conjunto de sarmientos, mieses, etc., mayor que el
manojo y menor
que el haz.
Granza Residuos de paja, espiga y grano sin descascarillar,
etc., que quedan
de las semillas cuando se avientan.
Guadaa Instrumento para segar a ras de tierra, formada por una
cuchilla curva
enastada en un mango.
Hacinas Conjunto de haces colocados unos sobre otros
Harnero Especie de criba
Haz Porcin atada de mieses, lino , lea o cosas semejantes.
Latencia Oculto y escondido; estado que guardan plantas y
animales en los
cuales se minimizan sus funciones fisiolgicas vitales,
aguardando un
estmulo externo para reactivarse.
Lepidptero Dcese de los insectos con boca chupadora y cuatro
alas abiertas de
membranas imbricadas, como la mariposa.
Macerar Ablandar una cosa estrujndola o golpendola
Manglar Terreno que en la zona tropical cubren de agua las
grandes mareas,
lleno de esteros, que lo cortan, formando muchas islas bajas,
donde
crecen los rboles de agua salada.
Meseta Planicie o elevacin a considerable altura sobre el nivel
del mar.
Mesocarpio Capa intermedia de los tres que forman el pericarpio
de los frutos;
como la parte carnosa del melocotn.
Mies Cereal maduro. // Tiempo de la siega y cosecha de los
granos.
Muclago Sustancia viscosa de mayor o menor transparencia que se
halla en
ciertas partes de algunos vegetales
Valva Pieza dura que sirve de proteccin
Yuca Planta lilicea de Amrica tropical, con flores blncas y raiz
gruesa de
-
la que se saca harina alimenticia.
Zapa Pala con un corte acerado.
-
i
DISEO DE COLECTOR DE SEMILLAS DE ACHIOTE PARA LOS PRODUCTORES
DEL ESTADO DE TABASCO.
NDICE I NOMENCLATURA V GLOSARIO. VII NDICE DE FIGURAS IX NDICE
DE TABLAS XI RESUMEN XII ABSTRACT XIV OBJETIVO XVI JUSTIFICACIN
XVII INTRODUCCIN XX CAPITULO I GENERALIDADES
1.1 El Estado de Tabasco 1 1.1.1 Condiciones geogrficas 1
1.1.2 Clima 3
1.1.3 Poblacin 4
1.2 El achiote 6 1.2.1 Historia 6 1.2.2 Generalidades agronmicas
6 1.2.3 Rendimiento por planta 9 1.2.4 Enfermedades y plagas del
achiote 10
1.3 Usos 11 1.3.1 Componentes del achiote 11 1.3.2 Bixina 12
1.3.3 Sector domstico 13 1.3.4 Sector industrial 14 1.3.5 Sector
medicinal
16 1.3.6 Mercado 16
CAPITULO II ESTADO DEL ARTE 18
2.1 Generalidades de la cosecha de granos 18 2.1.1 Cosecha
manual de granos 19 2.1.1.1 Operacin de cosecha manual 19 2.1.1.2
Corte de cultivo 19 2.1.1.3 Secado y maduracin 20
-
ii
2.1.1.4 Trilla 20 2.1.1.5 Limpieza 21
2.2 Trilla y limpieza del achiote 21 2.2.1 Separacin de la
semilla 22 2.2.2 Coleccin de la semilla en verde 22 2.2.3 Coleccin
de semilla en seco 23
2.3 Equipos Industriales y semi-indutriales de coleccin 26 2.3.1
Maquina trituradora de granos
26 2.3.2 Maquina trituradora manual 26 2.3.3 Maquinas
trilladoras 31
2.3.3.1 Maquinas trilladoras estacionarias 31 2.3.3.2 Maquinas
trilladoras combinadas 34
CAPITULO III DESPLIEGUE DE LAS FUNCIONES DE CALIDAD EN EL EQUIPO
40
3.1 Despliegue de las funciones de calidad 40
3.2 Identificacin de los grupos vinculados 42 3.2.1 Consumidor
del producto 42 3.2.2 Financiamiento del proyecto 45 3.2.3
Fabricacin del producto 46 3.2.4 Ensamblado del producto 46 3.2.5
Mantenimiento al equipo 46
3.3 Determinacin de los requerimientos del cliente 47
3.3.1 Requerimientos funcionales 47 3.3.1.1 Medio ambiente de
funcionamiento 47 3.3.1.2 Rendimiento 48 3.3.1.3 Desempeo funcional
49 3.3.1.4 Fiabilidad 50
3.3.2 Restricciones espaciales 50
3.3.3 Apariencia 51 3.3.3.1 Forma 51 3.3.3.2 Textura 51
3.3.4 Manufacturabilidad 51 3.3.4.1 Cantidades a fabricar 51
3.3.4.2 Capacidades de la empresa 52 3.3.4.3 Facilidad de
fabricacin 52
-
iii
3.3.4.4 Facilidad de ensamble 52
3.3.5 Conservacin 52
3.4 Identificacin de requerimientos obligatorios y deseables 53
3.4.1 Identificacin de los requerimientos 53 3.4.2 Ponderacin de
los requerimientos deseables 54
3.5 Estudio comparativo ( Benchmarking) 55
3.6 Traduccin de los requerimientos del cliente en trminos
mensurables 57
3.6.1 Trabajo dentro de reas rurales en condiciones rsticas 57
3.6.2 Sencillez de operacin 58 3.6.3 Obtencin de semilla seca
limpia 59 3.6.4 Bajo nivel de dao a la semilla
59 3.6.5 Operacin segura 59
3.7 Fijacin de las metas de diseo 61
CAPITULO IV DISEO CONCEPTUAL Y DE DETALLE
4.1 Diseo conceptual 63 4.1.1 Descomposicin funcional 64 4.1.2
Generacin de conceptos 66 4.1.3 Evaluacin de las propuestas con los
requerimientos del cliente 71
4.1.3.1 Matriz de ponderacin de conceptos 72 4.1.3.2 Definicin
del equipo de trilla 74
4.2 Diseo de detalle 76 4.2.1 Diseo del conjunto de trilla 76
4.2.2 Dimensionamiento de las barras rompedoras superiores 79 4.2.3
Diseo de la barra A 81 4.2.4 Barras rompedoras intermedias (B) 86
4.2.5 Diseo por fatiga 88
4.2.5.1 Diseo del tornillo 88 4.2.5.2 Clculo por fatiga del
tornillo 90
4.2.6 Diseo de la barra central por fatiga 92 4.3 Diseo de los
brazos soporte 96
4.3.1 Distribucin de las barras 97
4.4 Diseo de la placa central de apoyo 109 4.5 Seleccin del
sistema de transmisin 115
-
iv
4.5.1 Seleccin del motor 116 4.5.2 Seleccin de las bandas
118
4.5.2.1 Procedimiento de seleccin de transmisin por bandas V
118
4.5.3 Seleccin de la cadena 120
4.6 Diseo del rbol de transmisin 121 4.6.1Analisis de carga en
el rbol de transmisin A 122
4.6.1.1 Dimensionamiento del alojamiento de la catarina 125
4.6.1.2 Clculo por fatiga del alojamiento de la catarina 127
4.6.2 Diseo del rbol B 131 4.6.3 Dimensionamiento del
alojamiento de las cuas 136
4.7 Soportes superiores del armazn
137 4.7.1 Anlisis de la soldadura en el extremo 143 4.7.2
Dimensionamiento de la placa de apoyo 149 4.7.3 Evaluacin del
espesor de la placa por aplastamiento 151
4.8 Dimensionamiento de los soportes 152
4.9 Consideraciones para el tnel de viento 155 4.9.1 Resistencia
de los fluidos al movimiento de los cuerpos 155
4.9.1.1 Capa limite: Resistencia de superficie 155 4.10 Tabla de
resultados 159 CONCLUSIONES 1. Vinculacin con el medio productivo
162
2. Aspecto social 163
3. Aspectos educativos y culturales 164
4. Aspectos econmicos 166
5. Influencia del medio ambiente 168
ANEXOS
1. Aspectos tcnicos del achiote 170
2. Diseo por fatiga, concentradores de esfuerzos 174
3. Torsin de barras de seccin no circular 184
4. Seleccin del sistema de transmisin ( bandas y cadenas )
188
5. Planos de construccin de los componentes de la mquina 194
-
v
BIBLIOGRAFA 216
NOMENCLATURA. a Coeficiente que depende de la resistencia ltima
a tensin del material. A rea de una seccin. Ancho de barra b Base
beq Base equivalente c Distancia del extremo al centro de la seccin
transversal, pudiendo tomar los
valores y, y Cv Coeficiente de correccin por volumen Cvc
Coeficiente de carga variable de Wler Cr Coeficiente de correccin
por rugosidad Cc Coeficiente de correccin por confiabilidad Cs
Coeficiente de correccin por soldadura d Dimetro e Espesor Ff
Fuerza flexionante Ft Fuerza tangencial h Altura l Longitud in
Relacin de transmisin itotal Relacin de transmisin total. Ix
Momento de inercia alrededor del eje x Iu Momento de inercia
unitario Iz Momento de inercia alrededor del eje z. J Momento polar
de inercia Ju Momento polar unitario Kf Coeficiente real de
concentracin de esfuerzos Kt Coeficiente terico de concentracin de
esfuerzos. M = Mf Momento flexionante Mmx Momento flexionante mximo
n Velocidad de trabajo en rpm N Potencia NT Potencia total P Carga
actuante q Carga uniformemente repartida a lo largo de una viga.
Coeficiente de
sensibilidad a la entalla r Radio de la entalla, radio R Reaccin
en apoyos Rf Resistencia a la fatiga real
-
vi
Rf Lmite de resistencia a la fatiga del elemento mecnico. S
Mdulo elstico T Par torsor actuante sobre una seccin Ttpol motriz
Par torsor en el rbol motriz v Velocidad V Volumen Vmx Carga mxima
cortante W Peso del conjunto y Distancia del extremo al centroide y
Distancia complementaria del extremo al centroide de la seccin.
x,y,z Coordenadas rectangulares ,, Coeficientes que dependen de la
relacin h/b en la ecuacin de esfuerzo
cortante para seccin no redonda. Eficiencia de la transmisin.
Sumatoria adm Esfuerzo admisible eq. Esfuerzo normal equivalente c
Esfuerzo de cedencia m Esfuerzo medio mx. Esfuerzo mximo u Esfuerzo
ltimo v Esfuerzo variable x Esfuerzo normal en la direccin del eje
x y Esfuerzo normal en la direccin del eje y z Esfuerzo normal en
la direccin del eje z Esfuerzo cortante primario Esfuerzo cortante
secundario mx Esfuerzo cortante mximo xy Esfuerzo cortante sobre el
plano xy Velocidad angular F.S. Factor de seguridad
-
vii
GLOSARIO DE TRMINOS
Afluente Ro secundario que desemboca en otro principal.
Albufera Laguna litoral, en costa baja, de agua salina o
ligeramente salobre,
separada del mar por una lengua o cordn de arenas.
Alcaloide Cualquiera de los compuestos orgnicos nitrogenados de
carcter
bsico, producidos por vegetales.
Carotina Hidrocarburo rojo anaranjado que forma parte de la
clorofila y de
muchas otras clulas de ciertos rganos vegetales.
Copal Dcese de la resina de varios rboles tropicales que se
emplea en
barnices o masticatorios de alta calidad.
Copra Designacin de la pulpa del coco, utilizada como materia
prima en la
elaboracin de aceites.
Criba Plancha metlica con agujeros o con red de malla de
alambre.
Cutcula Pelcula, piel delgada y delicada.
Defoliacin Cada prematura de las hojas de rboles y plantas.
Disentera Enfermedad infecciosa que se caracteriza por diarrea
con pujos y
alguna mezcla de sangre.
Embadurnado Untado, embarrado, manchado, pintarrajeado
Exiguo Insuficiente, escaso.
Fluvial Relativo a los ros.
Gavillas Conjunto de sarmientos, mieses, etc., mayor que el
manojo y menor
que el haz.
Granza Residuos de paja, espiga y grano sin descascarillar,
etc., que quedan
de las semillas cuando se avientan.
Guadaa Instrumento para segar a ras de tierra, formada por una
cuchilla curva
enastada en un mango.
Hacinas Conjunto de haces colocados unos sobre otros
-
viii
Harnero Especie de criba
Haz Porcin atada de mieses, lino , lea o cosas semejantes.
Latencia Oculto y escondido; estado que guardan plantas y
animales en los
cuales se minimizan sus funciones fisiolgicas vitales,
aguardando un
estmulo externo para reactivarse.
Lepidptero Dcese de los insectos con boca chupadora y cuatro
alas abiertas de
membranas imbricadas, como la mariposa.
Macerar Ablandar una cosa estrujndola o golpendola
Manglar Terreno que en la zona tropical cubren de agua las
grandes mareas,
lleno de esteros, que lo cortan, formando muchas islas bajas,
donde
crecen los rboles de agua salada.
Meseta Planicie o elevacin a considerable altura sobre el nivel
del mar.
Mesocarpio Capa intermedia de los tres que forman el pericarpio
de los frutos;
como la parte carnosa del melocotn.
Mies Cereal maduro. // Tiempo de la siega y cosecha de los
granos.
Muclago Sustancia viscosa de mayor o menor transparencia que se
halla en
ciertas partes de algunos vegetales
Valva Pieza dura que sirve de proteccin
Yuca Planta lilicea de Amrica tropical, con flores blancas y raz
gruesa de
la que se saca harina alimenticia.
Zapa Pala con un corte acerado.
-
ix
INDICE DE FIGURAS FIGURA
No: CONCEPTO PAGINA
1 Aspecto de la serrana en el municipio de Tenosique 2 2 Cuerpo
lagunar 3 3 Localizacin geogrfica de Tabasco 5 4 Racimo de achiote
7 5 Frutos del achiote 7 6 Aspecto de achiote maduro 8 7 Estructura
interna del fruto del achiote 8 8 Pasta de achiote producida
domsticamente 17 9 Corte con machete de los frutos del achiote 23
10 Proceso manual de coleccin de semillas 23 11 Desechos de la
coleccin de semillas 24 12 Proceso de separacin `por golpeo 25 13
Molino de granos 26 14 Colector de semillas por vaco 28 15 Maquina
trilladora manual 29 16 Trilladora de frijol marca EL PROGRESO 32
17 Funcionamiento de las mquinas trilladoras 32 18 Esquema
funcional de la trilladora de frijol 33 19 Configuracin general de
la cosechadora de granos, adaptada
como banco frijolero. 34
20 Esquema de aparatos trilladores de cilindro cncavo 38 21
Mujeres Tzotziles encargadas del cultivo de achiote. Ranchera
Ignacio Allende, Tenosique, Tabasco 44
22 rea de preparacin de pasta de achiote. Ejido Nios Hroes,
Tenosique, Tabasco.
48
23 Aspecto tpico de comunidad rural 50 24 Condiciones tpicas
municipales ( Nacajuca, Tabasco). 58 25 Transicin de la necesidad
al producto 63 26 Objetivos del diseo conceptual 63 27
Descomposicin funcional del equipo 65 28 Modelo conceptual del
equipo 75 29 Modelo del conjunto de trilla 76 30 Relacin de
proporcin de un racimo de achiote 78 31 Modelo descriptivo del
primer nivel de trilla 79 32 Accin de corte 80 33 Identificacin de
barras con cargas similares 80 34 Carga en la barra 81 35 Sistema
de carga equivalente 81 36 Cargas actuantes en la seccin
transversal 82 37 Cargas sobre la barra intermedia 86
-
x
38 Seccin transversal de la barra. 87 39 Carga sobre el tornillo
89 40 Comportamiento de carga 93 41 Ejemplo de obtencin de Kt 94 42
Identificacin de los brazos soporte 96 43 Acomodo de las barras
rompedoras en el brazo 97 44 Descripcin de las condiciones de carga
del brazo 98 45 Cargas actuantes sobre el brazo soporte 100 46
Conformacin del brazo soporte 101 47 Ejes principales de la seccin
y momentos actuantes 101 48 Seccin rectangular equivalente 103 49
Identificacin de los concentradores de esfuerzo 105 50
Identificacin de la placa central de apoyo 109 51 Accin del brazo
soporte sobre las entradas de la placa 110 52 Esquema del sistema
de transmisin 115 53 Configuracin del sistema de transmisin de la
mquina 116 54 Identificacin del rbol de transmisin 121 55
Dimensionamiento aproximado del rbol. 123 56 Geometra del rbol de
transmisin 131 57 Identificacin del rbol B 132 58 Detalle de
conjunto del rbol B 132 59 Cargas actuantes en el rbol B 133 60
Identificacin de las barras en la estructura 137 61 Disposicin de
la barra superior 137 62 Dimensionamiento preliminar del soporte y
barras 138 63 Cargas actuantes sobre el soporte superior 138 64
Dimensiones bsicas del perfil 139 65 Comportamiento del momento
flexor y torsor 139 66 Identificacin del rea de la garganta del
cordn 143 67 Segunda alternativa de construccin y regin resistente
146 68 Cargas actuantes sobre la seccin 149 69 Accin del proceso de
trilla sobre la placa 150 70 Identificacin de los soportes 152 71
Cargas actuantes sobre los soportes 152 72 Comportamiento de los
fluidos 155 73 Capa lmite y desprendimiento de la corriente 156 74
Formas tpicas de material trillado 157 75 Comportamiento del flujo
ante el contorno de los trozos de rama 157 76 Comportamiento del
flujo ante los trozos de cpsula 157 77 Concepcin del tnel de viento
para separacin de semilla 158 78 Modelo conceptual de la mquina
trilladora de achiote 161 79 Cultivo de achiote 162 80 Productor
chol de achiote 162 81 Vista frontal de la mquina 165 82 Prototipo
de mquina construida en herrera 167 83 Armado de los soportes
superiores. 167
-
xi
INDICES DE TABLAS TABLA
No: CONCEPTO PAGINA
1 Composicin del achiote 12 2 Productos y usos del achiote 14 3
Principales consumidores de achiote en Mxico 15 4 Requerimientos
del producto 53 5 Ponderacin de los requerimientos deseables 54 6
Estudio comparativo 56 7 Traduccin de requerimientos 60 8 Fijacin
de metas de diseo 61 9 Generacin de conceptos 66 10 Evaluacin de
conceptos 72
-
xii
RESUMEN
El presente proyecto de diseo forma parte de la serie de
investigaciones
multidisciplinarias que en el Estado de Tabasco y que a travs
del Instituto Tecnolgico de
Villahermosa se estn llevando a cabo con el fin de mejorar los
niveles de aprovechamiento
y procesamiento del achiote.
Bajo los auspicios del Instituto del Trpico Hmedo, el Instituto
Nacional Indigenista,
Gobierno del Estado y diversos grupos de productores, se inician
los trabajos de
caracterizacin, regionalizacin de especies, tcnicas de extraccin
de colorantes, secado y
separacin de semillas, entre otros. Se pretende que antes de
llegar al quinto ao de siembra
de la planta se cuente con una infraestructura lo
suficientemente desarrollada para permitir
que los niveles de produccin de bixina ( colorante extrado del
achiote ) y de semilla seca,
estn al nivel de competencia exigida por el mercado
internacional.
Es lgico entender que tal meta ser imposible de lograr si antes
no se cuenta con
tecnologa capaz de reemplazar las tareas de tipo artesanal que
hoy se son aplicadas por las
personas que confan en el achiote como un medio de subsistencia.
De ah que se busque el
generar la mquina de coleccin idnea al entorno.
En el primer captulo se revisan las caractersticas geogrficas,
ambientales y sociales del
Estado de Tabasco a fin de establecer el marco de referencia
donde se aplicar el equipo; de
igual manera, se lleva a cabo un profundo estudio del achiote,
revisando no tan solo sus
caractersticas fsicas necesarias para el diseo, sino tambin su
caracterizacin
agronmica, usos, plagas y enfermedades que permiten comprender
plenamente a la planta.
En el segundo captulo se busca establecer la serie de requisitos
mnimos indispensables
que debe cumplir la mquina, con objeto de satisfacer las
necesidades de los diversos
grupos involucrados.
-
xiii
En el tercer captulo se plantean una serie de alternativas
capaces de resolver los problemas
existentes en el proceso de obtencin de semilla, se exponen los
criterios de evaluacin
empleados y los resultados obtenidos, los cuales conformarn el
modelo conceptual base
para llevar a cabo la fase de dimensionamiento de cada una de
las piezas.
En la fase de diseo de detalle ( captulo IV ), se exponen los
modelos matemticos y la
base fsica que rigen el comportamiento mecnico de cada una de
las piezas que conforman
la mquina; se presentan los anlisis desarrollados para el
dimensionamiento de cada
elemento y las interacciones presentes.
Finalmente, se generan como conclusin del proyecto los planos de
cada una las partes
diseadas y las observaciones pertinentes para trabajos
futuros.
ABSTRACT
-
xiv
This design research is one of several that in Tabasco State
trough the Institituto
Tecnolgico de Villahermosa, the goberment and other institutions
are developing in order
to improve and to increase the level of annato using.
With the economical support of Instituto del Trpico Humedo,
Instituto Nacional
Indigenista, State of Tabasco and farmers groups, were
established some work groups, with
the objective to establish chemical process to extract de
colorant bixine, to design
equipment to dry and collect the seeds, to generate the
conditions to built a bixine factory,
etc. The goal, is before the fifth year of annato farming, the
state would have enough levels
of production and quality to satisfy the mexican demand and to
export annato seeds and
bixine colorant.
It is easy to understand that the goal will be impossible, if
before the farmers do not have
the technology able to reduce the time that actually they need
to obtain seeds. Important
point of view if we remember that all that people depends almost
totally of the production
reached.
In the first chapter an introduction about Tabasco is presented
in order to know the
geographical and economical conditions in which the machine has
to operate; in the same
way, a study of the annato is presented, checking not only its
properties, the reader will find
a complete information of the plant, since plagues and sicks
until the most common uses in
Mexico and the World.
Second chapter present us the variety of requirements that will
define how the machine has
to work, and how this has to satisfy the necessities of each one
of the groups that are
involved.
By the designer, a great variety of alternatives to solve a
problem can be proposed; but is
to sure, that only one or few of them, results satisfactory at
the problems of efficiency, cost,
machining and of course, operation. That is the reason because I
show in chapter 3 several
-
xv
routes that could be used to generate the annato seeds collector
and the criteria which
determinate what route had to be followed, and how the equipment
approximately is going
to look like when the research finish. This is the first step to
do if the designer pretends
develop a satisfactory product, not only by him, useful by
anywhere use the machine.
When the idea has been obtained, it is necessary to calculate
the dimensions of each
component. Whichever machine has to support a enormous variety
of adverse factors,
fatigue, environment corrosion, misuse, etc. that can destroy a
part or totally the structure.
So, by these reasons, the engineering must evaluate all the
conditions and factors involved,
and, taking the theories of strength and materials behavior it
is possible to determinate the
shapes and measurements of the components. All this process is
developed in chapter four.
Finally, construction plains and possibilities by future
researches are exposed.
OBJETIVO.
-
xvi
El objetivo del presente trabajo de tesis es el de proyectar y
generar una mquina capaz de
trillar y separar las semillas del fruto del achiote de manera
eficiente y segura, adaptada a
las necesidades econmico sociales de los campesinos y a las
exigencias del medio
ambiente.
Se pretende que tanto los materiales, procesos y fabricantes de
las mquinas se encuentren
dentro de la regin, a fin de asegurar la capacidad plena de
mantenimiento y reposicin de
piezas daadas o desgastadas, adems de no existir la necesidad de
adquirir materiales o
llevar a cabo maquinados en otras entidades.
Muchas de las piezas presentarn ventaja si son lo
suficientemente sencillas como para ser
generadas por herreros, reduciendo con ello la necesidad de
participacin de empresas del
sector metalmecnico en la manufactura de las mismas, lo que
significar menores costos
por unidad.
No debe desecharse la posibilidad de utilizar equipos de carcter
domstico entre los
componentes de la mquina, el uso de un ventilador casero en
lugar de uno industrial en el
proceso de separacin de la semilla de la cascarilla, puede
significar an menores costos.
JUSTIFICACIN
-
xvii
Por sus caractersticas fsicas, econmicas y sociales, el estado
de Tabasco presenta un
notable potencial de desarrollo en diversas reas; punto que ha
marcado una pauta dentro
de los mltiples esfuerzos realizados al interior de la
entidad.
Por su riqueza petrolera, el gobierno del estado y el gobierno
federal han invertido una
cuantiosa cantidad de recursos econmicos para que ste sector
cuente con la
infraestructura y servicios necesarios para su correcta
explotacin. El crecimiento es
notable; elevados ndices de migracin se presentaron durante la
poca del auge petrolero y
la cantidad y variedad de servicios disponibles tambin se
multiplicaron.
No obstante, la prosperidad no ha tocado a todos los grupos de
la poblacin. Los sectores
pesquero, turstico y agrcola presentan an hoy en da notables
rezagos y marginacin;
poca inversin y en muchos de los casos, sistemas y tcnicas
productivas inoperantes para
el desarrollo de la poblacin, marcan la pauta en casi todo el
estado.
En el ao de 1996, y por iniciativa del gobierno estatal como
parte de su plan de desarrollo,
se promueve la introduccin de cultivos ms rentables a los
tradicionales del pltano,
cacao, maz y arroz a todo lo largo del territorio tabasqueo.
El achiote fue una de las variedades de rboles con las que se
inici el esfuerzo para el
mejoramiento del agro; si bien era muy conocido en toda la
regin, su aprovechamiento se
limitaba a pequeas parcelas de bajo rendimiento.
El principal factor que determin la eleccin del achiote como un
cultivo de alto beneficio
econmico, es el alto costo que en el mercado internacional tiene
la bixina, un colorante
rojo muy utilizado por las industrias crnicas, lcteas, avcolas,
cosmticas y de
condimentos para
el coloreado de muchos de sus productos; adems, su semilla se
cotizaba para 1994 en $ 25
pesos el kilogramo, con lo cual las expectativas de altas
ganancias se consideraban un
aspecto seguro.
-
xviii
Si embargo, para diciembre de 1997 fecha de la primer cosecha
del fruto del achiote las
prdidas para los agricultores fueron cuantiosas; las razones se
indican a continuacin:
Pases como Per, Costa rica y Guatemala produjeron grandes
cantidades de semilla de achiote, y al ser un producto especulativo
en el mercado, los precios se desplomaron
hasta $ 7 pesos el kilogramo.
En el estado se sembraron aproximadamente 500 hectreas con la
planta; organismos como el INI1 y SAGAR fueron las encargadas de
distribuir entre las comunidades las
plantas. No obstante, no se cuid el que se distribuyeran
nicamente las variedades de
mas alto rendimiento, tenindose actualmente sembrados totalmente
heterogneos.
Debido a la poca experiencia en el cultivo del rbol por parte de
los campesinos, los rendimientos por hectrea tampoco fueron los
deseados.
Las tcnicas de cosechado, secado, procesado y obtencin de la
semilla son totalmente rudimentarios, tanto por falta de
capacitacin en el campo como por la carencia de
equipos especializados en el aprovechamiento del producto.
Ausencia de plantas de procesamiento y canales de
comercializacin adecuados que permitan al agricultor colocar su
producto en el mercado.
El potencial que tiene ste cultivo para los agricultores de
Tabasco es muy vasto. Como se
ver a lo largo del estudio de la presente investigacin, existen
mltiples alternativas para
el aprovechamiento adecuado del achiote, pero adems, las
condiciones bajo las cuales se
tiene que efectuar la explotacin del recurso son muy especficas,
por lo tanto, el
desconocimiento u omisin de las mismas redundarn nuevamente en
frustracin y pobreza
para las comunidades dedicadas a la explotacin de la planta.
En base a lo expuesto anteriormente, es notable la necesidad de
realizar investigaciones en
mltiples reas, a fin de dar solucin a mltiples carencias; las
diversas posibilidades de
comercializacin, tcnicas ms eficientes para la extraccin de
colorantes, usos alternativos
para lo que hoy se considera desecho, y por supuesto tecnologas
de procesamiento, son
quizs, las reas crticas en la produccin de achiote.
-
xix
Por ello y como respuesta a la necesidad de contar con un medio
que permita al productor
obtener la semilla en periodos reducidos de tiempo, y a la par
con un bajo nivel de dao, es
que se desarrolla el presente proyecto de diseo.
INTRODUCCIN.
La planta del achiote es conocida y utilizada desde la poca
prehispnica, se tiene
referencia a travs de diversas crnicas, de la utilizacin de las
semillas por parte de los
1 Instituto Nacional Indigenista
-
xx
habitantes de la regin maya como repelente de mosquitos, tinte
para las telas, medicina y
masticatorio.
Desde Amrica, el cultivo del achiote se extendi a otros
continentes, recibiendo notable
aceptacin sobre todo en las regiones de clima clido - hmedo del
Asia y Africa, donde
con el transcurrir del tiempo produjeron variedades
caractersticas a dichas regiones.
El nivel de utilizacin tambin se increment, en Europa adquiri un
interesante valor al
incluirse en el proceso de coloreado de embutidos y
progresivamente en la elaboracin de
cosmticos, siendo en la actualidad los principales rubros de
aplicacin del achiote, en el
extranjero; se destacan Irlanda y Rusia como los principales
pases procesadores del
colorante. En nuestro pas por su parte, es ms conocido por la
elaboracin del condimento
que lleva su nombre y con el cual se preparan una notable
variedad de platillos tpicos
como la cochinita pibil o el mixiote.
A pesar del innegable potencial del producto, pocas son an los
avances para su
comercializacin a gran escala dentro y fuera de nuestro pas; las
tcnicas empleadas por
las comunidades indgenas para la obtencin de semilla o pasta no
han variado
ostensiblemente desde mediados del siglo pasado a nuestros das:
Muy comn es encontrar
que los campesinos invierten hasta dos semanas de su jornal tan
solo en la actividad de
extraer la semilla de su envoltorio y tres das para obtener la
pasta correspondiente, ello sin
incluir la prdida de semillas y bixina por lo rudimentario de la
tcnica.
Parte de lo anteriormente expuesto encuentra su razn en la forma
en la que las personas
conciben los beneficios de la planta. Por ser una planta muy
rstica, fcilmente se
desarrollan parcelas a nivel de traspatio de las cuales se
obtienen beneficios secundarios. Al
iniciar el proceso de intensificacin del cultivo, los niveles de
produccin se incrementaron
a nivel estatal en un 300%, pero al no contarse con la tecnologa
adecuada , tuvieron que
seguirse empleando los medios manuales que se conocan generndose
problemas severos.
-
xxi
ste incremento de la produccin produjo a su vez una saturacin
del mercado local, al no
conocerse las posibles vas de comercializacin una importante
cantidad de semillas se
perdi, con el correspondiente desaliento social.
A partir del ao de 1997 se inician por iniciativa del gobierno
del estado una serie de
estudios tendientes a solucionar los problemas por los que
atraviesan las comunidades y de
los cuales sta tesis forma parte. Sin embargo, la investigacin
inici formalmente en
febrero de 1998. Con la integracin del equipo
multidisciplinario, se definieron las lneas
de investigacin que cada uno de los participantes seguiran. En
la todos los casos, se
requiri que cada integrante colaborara en el trabajo que otras
reas efectuaban a fin de
integrar el esquema general. Me es grato citar que adems de
realizar el trabajo de diseo
del colector se llevaron a cabo las siguientes actividades:
Identificacin de los principales grupos de consumidores de
achiote y productos derivados en el pas.- El objetivo de esta fase
del proyecto fue el de contar con una base
de datos que permitiera conocer las empresas y ramos que
utilizaban achiote en sus
procesos de fabricacin y aquellas que potencialmente podran
incorporarlo en el
mediano o corto plazo. Se pretenda que con los datos obtenidos
pudiese ser posible
definir los productos derivados del achiote que ms se consuman
en el mercado y por
supuesto, las cantidades de los mismos; con esta informacin se
estimara la demanda de
nuestro pas y la capacidad instalada en el Estado para
satisfacerla. Parte de los
resultados arrojados durante el proceso mostraron que cerca del
60% del achiote que es
adquirido por la industria en Mxico es en forma de semilla seca,
de la cual se elaborar
pasta para condimento.
Diseo de un secador solar .- En virtud de la exagerada facilidad
con la que una carga de fruto puede perderse por ataque de hongos (
3 das 100 kg ), es imprescindible secar
la cosecha de forma inmediata. Por la marcada pobreza que viven
gran cantidad de
comunidades, resulta prohibitivo el invertir en un secador a gas
o elctrico y por
supuesto mantenerlo. Se propuso la posibilidad de generar un
colector solar, utilizando
materiales tales como madera, tubos de chimenea, papel aluminio,
un ventilador
centrfugo, etc. para suministrar una corriente de aire caliente
que arrastrara la humedad
-
xxii
al exterior de la cmara de secado. La nica fuente energtica
aprovechada para calentar
el aire deba de ser la proporcionada por el Sol, abatiendo
ostensiblemente el costo de un
secador. Se otorgaron cinco mil pesos para construir el
prototipo por parte del Instituto
Tecnolgico de Villahermosa, en virtud de que se participara con
ste proyecto en el
XIII concurso Nacional de Creatividad realizndose pruebas
durante un mes.
Desafortunadamente, al ser eliminado el proyecto se le consider
poco viable, por lo que
anularon los apoyos para continuar con la investigacin.
Evaluacin del comportamiento del material trillado en un molino
de granos ante la corriente de aire generada por un ventilador
centrfugo de 2000 m3/h, como
medio para separar la semilla de la paja.- Originalmente se
utiliz por parte del
departamento de biologa de la Universidad Jurez Autnoma de
Tabasco y del grupo de
bioqumica del ITVH, un molino de granos generado en la
Universidad de Chapingo
como medio para romper la cpsula y los racimos de fruto. El
producto obtenido
consista en una mezcla de semillas y pajilla fina la cual es
difcil de eliminar por
cernido. Se opt por utilizar un ventilador centrfugo como medio
para separar ambos
culminndose con modelo de tnel que aprovechaba la gravedad y la
succin de aire
para arrastrar el desperdicio. Si bien no se plane para su
incorporacin en un proceso
continuo, facilit las actividades que los grupos mencionados
llevaban a cabo.
-
NOMENCLATURA. a Coeficiente que depende de la resistencia ltima
a tensin del material. A rea de una seccin. Ancho de barra b Base
beq Base equivalente c Distancia del extremo al centro de la seccin
transversal, pudiendo tomar los
valores y, y Cv Coeficiente de correccin por volumen Cvc
Coeficiente de carga variable de Wler Cr Coeficiente de correccin
por rugosidad Cc Coeficiente de correccin por confiabilidad Cs
Coeficiente de correccin por soldadura d Dimetro e Espesor Ff
Fuerza flexionante Ft Fuerza tangencial h Altura l Longitud in
Relacin de transmisin itotal Relacin de transmisin total. Ix
Momento de inercia alrededor del eje x Iu Momento de inercia
unitario Iz Momento de inercia alrededor del eje z. J Momento polar
de inercia Ju Momento polar unitario Kf Coeficiente real de
concentracin de esfuerzos Kt Coeficiente terico de concentracin de
esfuerzos. M = Mf Momento flexionante Mmx Momento flexionante mximo
n Velocidad de trabajo en rpm N Potencia NT Potencia total P Carga
actuante q Carga uniformemente repartida a lo largo de una viga.
Coeficiente de
sensibilidad a la entalla r Radio de la entalla, radio R Reaccin
en apoyos Rf Resistencia a la fatiga real Rf Lmite de resistencia a
la fatiga del elemento mecnico. S Mdulo elstico T Par torsor
actuante sobre una seccin Ttpol motriz Par torsor en el rbol motriz
v Velocidad V Volumen Vmx Carga mxima cortante
-
W Peso del conjunto y Distancia del extremo al centroide y
Distancia complementaria del extremo al centroide de la seccin.
x,y,z Coordenadas rectangulares ,, Coeficientes que dependen de la
relacin h/b en la ecuacin de esfuerzo
cortante para seccin no redonda. Eficiencia de la transmisin.
Sumatoria adm Esfuerzo admisible eq. Esfuerzo normal equivalente c
Esfuerzo de cedencia m Esfuerzo medio mx. Esfuerzo mximo u Esfuerzo
ltimo v Esfuerzo variable x Esfuerzo normal en la direccin del eje
x y Esfuerzo normal en la direccin del eje y z Esfuerzo normal en
la direccin del eje z Esfuerzo cortante primario Esfuerzo cortante
secundario mx Esfuerzo cortante mximo xy Esfuerzo cortante sobre el
plano xy Velocidad angular F.S. Factor de seguridad
-
DISEO DE COLECTOR DE SEMILLAS DE ACHIOTE PARA LOS PRODUCTORES
DEL ESTADO DE TABASCO.
NOMENCLATURA
GLOSARIO.
NDICE DE FIGURAS
NDICE DE TABLAS
RESUMEN
ABSTRACT
JUSTIFICACIN
OBJETIVO
INTRODUCCIN
CAPITULO I ANTECEDENTES
1.1 Introduccin 1 1.2 El Estado de Tabasco 3
1.2.1 Clima 5 1.2.2 Poblacin 6
1.3 El achiote 8 1.3.1 Generalidades 8
1.3.1.1 Historia 8 1.3.2.2 Generalidades agronmicas 8 1.3.2.3
Rendimiento por planta 12 1.3.2.4 Enfermedades y plagas del achiote
13
1.3.2 Usos 14 1.3.2.1 Componentes del achiote 14 1.3.2.2 Bixina
15 1.3.2.3 Sector Domstico 16 1.3.2.4 Sector Industrial 18 1.3.2.5
Sector Medicinal 19 1.3.2.6 Mercado 20
CAPITULO II ESTADO DEL ARTE 23
-
2.1 Introduccin 23
2.1.1 Cosecha manual de granos 24 2.1.1.1 Operacin de cosecha
manual 24 2.1.1.2 Corte de cultivo 25 2.1.1.3 Secado y maduracin 26
2.1.1.4 Trilla 26 2.1.1.5 Limpieza 27
2.2 Trilla y limpieza del achiote 28 2.2.1 Separacin de la
semilla 29 2.2.2 Coleccin de la semilla en verde 29 2.2.3 Coleccin
de semilla en seco 30
2.3 Equipos Industriales y semi-indutriales de coleccin 32 2.3.1
Maquina trituradora de granos
32 2.3.2 Maquina trituradora manual 36 2.3.3 Maquinas
trilladoras 38
2.3.3.1 Maquinas trilladoras estacionarias 38 2.3.3.2 Maquinas
trilladoras combinadas 42
CAPITULO III DESPLIEGUE DE LAS FUNCIONES DE CALIDAD EN EL EQUIPO
49
3.1 Introduccin 49
3.2 Identificacin de los grupos vinculados 52 3.2.1 Consumidor
del producto 52 3.2.2 Financia el proyecto 54 3.2.3 Fabrica el
producto 55 3.2.4 Ensambla el producto 56 3.2.5 Da mantenimiento al
equipo 56
3.3 Determinacin de los requerimientos del cliente 56
3.3.1 Requerimientos funcionales 57 3.3.1.1 Medio ambiente de
funcionamiento 57 3.3.1.2 Rendimiento 58 3.3.1.3 Desempeo funcional
59 3.3.1.4 Fiabilidad 60
3.3.2 Restricciones espaciales 60
-
3.3.3 Apariencia 61 3.3.3.1 Forma 61 3.3.3.2 Textura 61
3.3.4 Manufacturabilidad 61 3.3.4.1 Cantidades a fabricar 61
3.3.4.2 Capacidades de la empresa 62 3.3.4.3 Facilidad de
fabricacin 62 3.3.4.4 Facilidad de ensamble
62 3.3.5 Conservacin 62
3.4 Identificacin de requerimientos obligatorios y deseables 63
3.4.1 Ponderacin de los requerimientos deseables 64
3.5 Estudio comparativo ( Benchmarking) 65
3.6 Traduccin de los requerimientos del cliente en trminos
mensurables 67
3.6.1 Trabajo dentro de reas rurales en condiciones rsticas 67
3.6.2 Sencillez de operacin 68 3.6.3 Obtencin de semilla seca
limpia 69 3.6.4 Bajo nivel de dao a la semilla
69 3.6.5 Operacin segura 69
3.7 Fijacin de las metas de diseo 71
CAPITULO IV DISEO DEL CONJUNTO DE TRILLA 73
4.1 Diseo conceptual 73 4.1.1 Descomposicin funcional 74 4.1.2
Generacin de conceptos 76 4.1.3 Evaluacin de las propuestas con los
requerimientos del cliente 81
4.1.3.1 Matriz de ponderacin de conceptos 82 4.1.3.2 Definicin
del equipo de trilla 84
4.2 Diseo de detalle 86 4.2.1 Diseo del conjunto de trilla
86
4.2.1.1 Capacidad 86 4.2.2 Dimensionamiento de las barras
rompedoras superiores 89 4.2.3 Diseo de la barra A 91 4.2.4 Barras
rompedoras intermedias (B) 96 4.2.5 Diseo por fatiga 98
4.2.5.1 Diseo del tornillo 98 4.2.5.2 Clculo por fatiga del
tornillo 100
-
4.2.6 Diseo de la barra central por fatiga 102
4.3 Diseo de los brazos soporte 106 4.3.1 Distribucin de las
barras 107
4.4 Diseo de la placa central de apoyo 119 4.5 Seleccin del
sistema de transmisin 125
4.5.1 Seleccin del motor 125 4.5.2 Seleccin de las bandas
126
4.5.2.1 Procedimiento de seleccin de transmisin por bandas V
126
4.5.3 Seleccin de la cadena 128
4.6 Diseo del rbol de transmisin 130 4.6.1Analisis de carga en
el rbol de transmisin A 132
4.6.1.1 Dimensionamiento del alojamiento de la catarina 135
4.6.1.2 Clculo por fatiga del alojamiento de la catarina 137
4.6.2 Diseo del rbol B 141 4.6.3 Dimensionamiento del
alojamiento de las cuas 146
4.7 Soportes superiores del armazn
147 4.7.1 Anlisis de la soldadura en el extremo 153 4.7.2
Dimensionamiento de la placa de apoyo 159 4.7.3 Evaluacin del
espesor de la placa por aplastamiento 161
4.8 Dimensionamiento de los soportes 162
4.9 Consideraciones para el tnel de viento 165 4.9.1 Resistencia
de los fluidos al movimiento de los cuerpos 165
4.9.1.1 Capa limite: Resistencia de superficie 165 4.10 Tabla de
resultados 169 CONCLUSIONES 171
5.1 Vinculacin con el medio productivo 171
5.2 Aspecto social 172
5.3 Aspectos educativos y culturales 173
5.4 Aspectos econmicos 175
5.5 Influencia del medio ambiente 177
-
ANEXOS 178
GLOSARIO DE TRMINOS 205
BIBLIOGRAFA 207
INDICE DE FIGURAS
FIGURA
No: CONCEPTO PAGINA
1 Aspecto de la serrana en el municipio de Tenosique 4 2 Cuerpo
lagunar 5 3 Catedral de Tabasco 7 4 Racimo de achiote 9 5 Frutos
del achiote 10 6 Aspecto de achiote maduro 10 7 Estructura interna
del fruto del achiote 11 8 Pasta de achiote producida domsticamente
21 9 Corte con machete de los frutos del achiote 29 10 Proceso
manual de coleccin de semillas 30 11 Desechos de la coleccin de
semillas 31 12 Proceso de separacin `por golpeo 32 13 Molino de
granos 33 14 Colector de semillas por vaco 35 15 Maquina trilladora
manual 36 16 Trilladora de frijol marca EL PROGRESO 39 17
Funcionamiento de las mquinas trilladoras 40 18 Esquema funcional
de la trilladora de frijol 41 19 Configuracin general de la
cosechadora de granos, adaptada
como banco frijolero. 42
20 Esquema de aparatos trilladores de cilindro cncavo 47 21
Mujeres Tzotziles encargadas del cultivo de achiote. Ranchera
Ignacio Allende, Tenosique, Tabasco 54
22 rea de preparacin de pasta de achiote. Ejido Nios Hroes,
Tenosique, Tabasco.
57
23 Aspecto tpico de comunidad rural 60 24 Condiciones tpicas
municipales ( Nacajuca, Tabasco). 68 25 Transicin de la necesidad
al producto 73 26 Objetivos del diseo conceptual 73 27
Descomposicin 75 28 Modelo conceptual del equipo 85 29 Modelo del
conjunto de trilla 86 30 Relacin de proporcin de un racimo de
achiote 88 31 Modelo descriptivo del primer nivel de trilla 89 32
Accin de corte 90 33 Identificacin de barras con cargas similares
90
-
34 Carga en la barra 91 35 Sistema de carga equivalente 91 36
Cargas actuantes en la seccin transversal 92 37 Cargas sobre la
barra intermedia 96 38 Seccin transversal de la barra. 97 39 Carga
sobre el tornillo 99 40 Comportamiento de carga 103 41 Ejemplo de
obtencin de Kt 104 42 Identificacin de los brazos soporte 106 43
Acomodo de las barras rompedoras en el brazo 107 44 Descripcin de
las condiciones de carga del brazo 108 45 Ejes principales de la
seccin y momentos actuantes 111 46 Identificacin de los
concentradores de esfuerzo 115 47 Identificacin de la placa central
de apoyo 119 48 Accin del brazo soporte sobre las entradas de la
placa 120 49 Esquema del sistema de transmisin 129 50 Identificacin
del rbol de transmisin del conjunto de trilla 130 51 Sistema de
transmisin de la mquina 131 52 Dimensionamiento aproximado del
rbol. 133 53 Geometra del rbol de transmisin 141 54 Identificacin
del rbol B 142 55 Detalle de conjunto del rbol B 142 56 Cargas
actuantes en el rbol B 143 57 Identificacin de las barras en la
estructura 147 58 Disposicin de la barra superior 147 59
Dimensionamiento preliminar del soporte y barras 148 60 Cargas
actuantes sobre el soporte superior 148 61 Dimensiones bsicas del
perfil 149 62 Comportamiento del momento flexor y torsor 149 63
Identificacin del rea de la garganta del cordn 153 64 Segunda
alternativa de construccin y regin resistente 157 65 Cargas sobre
la placa 159 66 Respuesta mecnica del elemento 160 67 Identificacin
de los soportes 68 Cargas actuantes sobre los soportes 69
Comportamiento de los fluidos 165 70 Capa lmite y desprendimiento
de la corriente 166 71 Formas tpicas de material trillado 167 72
Comportamiento del flujo ante el contorno de los trozos de rama 167
73 Comportamiento del flujo ante los trozos de cpsula 167 74
Concepcin del tnel de viento para separacin de semilla 168 75
Cultivo de achiote 171 76 Productor chol de achiote 172 77 Vista
frontal de la mquina 174 78 Prototipo de mquina construida en
herrera 176 79 Armado de los soportes superiores. 176
-
INDICES DE TABLAS TABLA
No: CONCEPTO PAGINA
1 Composicin del achiote 15 2 Productos y usos del achiote 17 3
Principales consumidores de achiote en Mxico 19 4 Requerimientos
del producto 63 5 Ponderacin de los requerimientos deseables 64 6
Estudio comparativo 66 7 Traduccin de requerimientos 71 8 Fijacin
de metas de diseo 72 9 Generacin de conceptos 80 10 Evaluacin de
conceptos 83
-
CAPTULO I
______________________________________________________________________
1
1.1 El estado de Tabasco. 1.1.1 Condiciones geogrficas.
El estado de Tabasco se encuentra situado al sureste de la
Repblica Mexicana, en la
llanura costera del Golfo, entre los 17 15 00 y los 18 39 07 de
latitud norte y los 90
50 23 y los 94 07 49 de longitud oeste. Limita al norte con el
Golfo de Mxico; al
noroeste con Campeche; al sureste con la Repblica de Guatemala;
al sur con Chiapas y al
oeste con Veracruz. { B - 28 }
Abarca una superficie territorial de 24, 475.24 kilmetros2 que
representan el 1.24% de la
superficie total de la Repblica, ocupando el vigsimo lugar por
su extensin territorial en
la cual se asientan los 17 municipios que integran la divisin
poltica del estado. El estado
dispone de un litoral hacia el Golfo de Mxico que se extiende a
lo largo de 183.86
kilmetros al norte del estado, y de una plataforma continental
de 850 km2.
El agua es tan abundante en el estado que, a diferencia de otros
de la Repblica, es el
excedente lo que ocasiona problemas, pues se carece de
infraestructura adecuada para
drenarla, concentrndose aqu la tercera parte de los recursos
hidrulicos del pas. El
sistema fluvial se constituye con los caudales del ro Usumacinta
( mono sagrado ), el ms
grande de la Repblica, y el ro Grijalva, el segundo por su
caudal, con sus numerosos
afluentes que desembocan en el Golfo de Mxico. A los numerosos
ros, riachuelos y
arroyos que cruzan en todos los sentidos el territorio
tabasqueo, se aade un elevado
nmero de lagunas diseminadas en su territorio, destacndose los
sistemas lagunares de El
Carmen-Pajonal-Machona y Mecoacn.
-
CAPTULO I
______________________________________________________________________
2
La mayor parte del territorio es una planicie que se extiende a
la vista, sin obstculo
alguno, hasta el horizonte. Hay al sur, sin embargo, algunas
elevaciones que forman parte
de la meseta central de Chiapas. Entre los montes o cerros ms
importantes se cuentan El
Madrigal, que tiene aproximadamente 1,000 m.s.n.m. La Campana,
La Corona, Poan
Cocon Mono Pelado, y el Tortuguero.
Fig. 1 Aspecto de la serrana en el municipio de Tenosique
Seis tipos de vegetacin se dan principalmente en Tabasco: la
tupida selva de tierra
adentro; la sabana; la selva menos compacta que bordea la costa;
las formaciones bajas
propias de las playas; los manglares y la vegetacin de pantano.
Asimismo, la flora es
variada en rboles, arbustos y hierbas. Abundan los rboles
frutales, numerosos
ornamentales y subsisten aquellos de maderas preciosas, cedro y
caoba, en exiguas
cantidades.
Cabe sealar que en la actualidad gran parte de la superficie
territorial del Estado de
Tabasco ha sido desmontada de su selva para dar paso a las reas
de pastoreo y al cultivo
de productos como el cacao, pltano, maz, arroz, etc., aspecto
que ha afectado
sensiblemente las caractersticas del entorno, daando el
ecosistema y poniendo en peligro
serio de extincin a numerosas especies.
-
CAPTULO I
______________________________________________________________________
3
Fig. 2 Cuerpo lagunar
La fauna tabasquea, tanto acutica, como terrestre, es variada y
fascinante, integrada por
diversas especies de reptiles, aves y mamferos, muchas de ellas
amenazadas por la
actividad humana. La mayora de la poblacin est estrechamente
vinculada con la
vegetacin selvtica que cubri, en otra poca, casi la totalidad
del estado. Ahora solo
queda en aquellas condiciones originales en las riberas del
Usumacinta, entre Tenosique y
Balancn, muy escasamente habitadas por el hombre.
1.1.2 Clima
La ubicacin de Tabasco en la zona tropical, su escasa elevacin
con respecto al nivel del
mar y su cercana con el Golfo de Mxico, a lo largo de 190
kilmetros de costa,
determinan el desarrollo de climas clidos con influencia
martima, registrndose una
temperatura mnima de 15 C a 20 C en enero y febrero; la mxima es
de 40 C a 45 C,
de abril a junio, y la media al ao es mayor de 26 C.
-
CAPTULO I
______________________________________________________________________
4
La invasin de las masas de aire en la entidad es directa y
provoca gran parte de la
precipitacin total anual que se cuenta entre las ms altas del
mundo ( 2,750 mm. en la
zona costera y hasta 4,000 mm. en las estribaciones de la sierra
).Consecuentemente, la
temporada de lluvias abarca la mayor parte del ao; de junio a
marzo.
Solo la primavera es seca, y eso relativamente. En verano llueve
con ms intensidad: son
las lluvias torrenciales conocidas como turbonadas; cuando el
calendario marca otoo e
invierno empiezan a soplar los nortes, que se traducen en
prolongadas lluvias acompaadas
por vientos con velocidades mayores de 40 kilmetros por
hora.
As se puede concretar, que al estar el Estado de Tabasco en el
trpico hmedo de la
Repblica, se presentan dos tipos fundamentales de climas: Clido
hmedo y clido
subhmedo.
1.1.3. Poblacin
Con base en el XI Censo Nacional de Poblacin y Vivienda, se
estima que actualmente la
poblacin tabasquea asciende a 1 501, 744 habitantes, lo cual
equivale al 1.73% de la
poblacin total de la Repblica Mexicana. El 76% de los tabasqueos
pertenece al medio
rural, determina una densidad demogrfica en el estado de 61
habitantes por kilmetro
cuadrado. Se calcula que la poblacin para el ao 2000 ser
aproximadamente de 1
755,457 habitantes.
En cuanto a la distribucin territorial de la poblacin, los
municipios de Crdenas, Centro,
Comalcalco, Huimanguillo y Macuspana concentran al 62.57 % del
total; el municipio con
mayor poblacin es el de Centro y el de menor cantidad es el de
Jonuta.
-
CAPTULO I
______________________________________________________________________
5
Fig. 3 Localizacin geogrfica de Tabasco
1.2 El achiote.
1.2.1 Historia.
-
CAPTULO I
______________________________________________________________________
6
El achiote es conocido desde las pocas ms remotas; los aborgenes
de las regiones del sur
de Mxico y Centro Amrica utilizaron esta planta como colorante
para pintarse el cuerpo
al celebrar sus ritos religiosos; asimismo lo utilizaron como
medicina y repelente de los
mosquitos y para colorear un masticatorio llamado copal.
ste cultivo es originario de la Amrica Tropical, adaptndose ms a
los pases clidos,
prosperando bien desde el nivel del mar hasta los 1500 metros,
aunque su crecimiento es
ms rpido y vigoroso en las partes bajas de la costa,
preferentemente donde la
precipitacin oscila entre 1 000 y 1 500 mm y la temperatura
flucta entre 23 y 30 C con
un promedio de 26 C.
1.2.2 Generalidades agronmicas { B - 25 }
El achiote ( bixa orellana ), conocido tambin por los nombres de
onoto, achote, bija o
bixa, pertenece a la familia de las bixceas, al gnero Bixa y a
la especie Orellana. Es un
arbusto de tamao regular que mide entre 3 y 6 metros de altura,
llegando a alcanzar hasta
10 metros; consta de un tallo cilndrico recto que llega a
desarrollar en su base de 20 a 30
centmetros de dimetro, el cual est sostenido por races leosas
ramificadas y cilndricas.
Las hojas son simples valos, alternas pecioladas, anchas,
lampias y membranosas.
A pesar del notable tamao que es capaz de alcanzar esta planta,
pocas veces se le deja
crecer por arriba del 1.5 m, podndosele continuamente en forma
de copa a fin de captar la
mayor cantidad de energa solar y as aumentar la produccin;
adems, el evitar que el
achiote crezca facilita la actividad de cosecha del fruto.
-
CAPTULO I
______________________________________________________________________
7
Fig. 4 Racimo de achiote
El fruto est constituido por una cpsula espinosa de dos
centmetros aproximadamente,
que se abre en valvas entre las placentas parietales, donde se
alojan muchas semillas de las
que se obtiene un colorante preparado de la pulpa anaranjada que
recubre a las semillas. Es
un cultivo perenne que puede dar produccin rentable unos 18
aos.
Fig. 5 Frutos del achiote
-
CAPTULO I
______________________________________________________________________
8
El fruto es de forma oval, con una punta alargada o en forma de
castaa, con apndices
espinudos largos y suaves en la mayora de los tipos; su color
puede ser rojo, caf, verde o
amarillo cuando est maduro. Cada fruto puede tener de 30 a 60
semillas.
Fig. 6 Aspecto de achiote maduro
Fig. 7 Estructura interna del fruto de achiote
Las semillas se encuentran adheridas a la pared por medio de la
placenta y son pequeas,
en forma de pirmide triangular, recubiertas de una capa acuosa
de color rojo. Es
relativamente pequea, muy liviana cuando seca y est recubierta
por una resina a manera
Grupo de
semillas Espnulas
Fruto
-
CAPTULO I
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9
de pulpa, de color que varia de anaranjado brillante o rojizo a
amarillento. Esta pulpa o
capa resinosa es la que contiene el colorante que se explota
comercialmente. Del interior de
la semilla se obtiene la provitamina A , que se utiliza para
enriquecer ciertos alimentos.
El interior del fruto est compuesto por dos valvas; sin embargo,
se pueden encontrar frutos
trivalvares lo cual podra ser una caracterstica benfica para
aumentar la capacidad de
produccin.
El achiote es una planta resistente a la sequa. Con mucha
frecuencia produce considerables
cosechas en condiciones relativamente adversas de suministro de
agua. En muchos casos,
cuando el tiempo es seco, la planta entra en una etapa de
latencia e incluso presenta una
fuerte defoliacin como medio de defensa.
La clasificacin botnica de la planta es como sigue: Subdivisin :
Angiosperma
Clase: Dicotilednea
Orden: Parietales
Familia: Bixaceas
Gnero: Bixa
Especie: Orellana
1.2.3 Rendimiento por planta
La semilla seca obtenida del fruto del achiote constituye uno de
los principales productos
de consumo en el mercado de las especias, colorantes y
alimentacin avcola. Los
rendimientos de semilla seca que son obtenidos por hectrea,
representan la base de los
beneficios econmicos que los agricultores pueden esperar y el
nivel de impacto que sobre
el precio de compra se tendr en los mercados nacional e
internacional.
Los rendimientos registrados parecen variar de una fuente a
otra; es cierto que el primer y
segundo aos de cosecha son los ms bajos, estabilizndose el nivel
ptimo de produccin
-
CAPTULO I
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10
hasta llegado el cuarto o quinto aos, para los cuales se pueden
esperar producciones de 4.5
a 5 kg de semilla seca por rbol en un ao. Segn el nmero de
rboles/ha y otros factores
que pueden afectar el rendimiento un productor puede obtener de
350 a 700 kg de semilla.
{B - 1}
Otros rendimientos que han sido declarados son: India 600 kg/ha;
Colombia 200 kg/ha;
adems, se han obtenido rendimientos individuales de 4.5 a 9 kg
de semilla seca en rboles
de cuatro aos de clones seleccionados, lo cual puede
considerarse un ideal de produccin.
{B - 16}
1.2.4 Enfermedades y plagas del achiote.
Entre las ms importantes plagas y enfermedades que afectan a la
planta estn:
Mildi polvoriento.- Hongo que ataca principalmente las hojas,
brotes jvenes, flores y
cpsulas. Se manifiesta por un polvo blancuzco que cubre las
partes afectadas. En las
hojas se genera una deformacin en forma de cuchara y en
ocasiones un enrrollamieno
de las mismas. En ataques tempranos y severos puede producir la
muerte de las plantas.
Se combate mediante la aplicacin de productos fungicidas a base
de azufre.
Mancha de la hoja.- Se presenta principalmente las hojas viejas
de aquellos rboles que se encuentran creciendo bajo sombra. Esta
enfermedad se caracteriza por producir
manchas de color caf rodeadas por un halo amarillento. En casos
severos puede causar
completa defoliacin del rbol. Por mtodos qumicos se puede
combatir mediante la
aplicacin de productos a base de cobre.
Atta ( hormigas).- El dao que causan es el tpico corte de media
luna en las hojas. Araita roja.- Insecto que se alimenta
succionando la savia de las hojas provocando as
una fuerte defoliacin de estas.
Lepidptero.- Larva mvil an no identificada que destruye las
semillas en el interior de la cpsula provocando serios daos,
actualmente, es la plaga que mayores daos causa al
achiote.
1.3 Usos.
-
CAPTULO I
______________________________________________________________________
11
Anteriormente se anot que cuando los espaoles llegaron al nuevo
mundo, encontraron a
los aborgenes embadurnados con achiote, para evitar la picadura
de insectos ( mosquitos,
zancudos, etc.), as como para su arreglo previo a sus
celebraciones religiosas.
En los Estados Unidos y Europa, el achiote ha sido utilizado por
mas de cien aos en el
coloreado de quesos y embutidos. Investigaciones por mas de 30
aos han probado su
seguridad para aplicacin en alimentos y cosmticos,
incrementndose su consumo ante
una clara tendencia al no consumo de colorantes
artificiales.
Un rubro en el cual el achiote no ha podido ser aprovechado es
en el de la generacin de
colorantes para telas; dada su alta sensibilidad a la luz solar,
cuando es aplicado sobre
algn textil como el algodn, el color permanece muy poco tiempo
tornndose caf o negro
al cabo de unos cuantos das.
1.3.1 Componentes del achiote.
El achiote est compuesto de los siguientes elementos:
1. Resina
2. Orelina ( materia colorante amarilla )
3. Bixina ( Materia colorante roja )
4. Aceite voltil
5. Aceite graso.
El siguiente cuadro, elaborado por el INCAP, muestra la
composicin y el valor energtico
de 100 gramos de achiote. { B - 14 }
Composicin por 100 gramos de achiote.
NOMBRE Valor
ener- gtico
Hume dad
Protena
Grasa Fibra Ca P Fe Vit. A
Tiamina Riboflavina
Niacina
Cal % gr. gr. gr. gr. gr. gr. mg. gr. gr. gr.
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CAPTULO I
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12
Achiote
fresco
54 84.4 0.0 0.3 0.5 7 10 0.8 45 0.00 0.05 0.3
No. de
anlisis
2 1 2 2 1 1 2 1 1 1 1
Seco 334 5.6 6.6 4.6 14.5 120 116 5.6 185 0.9 0.19 1.7
No. de
anlisis
2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 2
Tabla 1. Composicin del achiote
1.3.2 Bixina.
La bixina fue identificada en 1825 como un pigmento carotenoide,
soluble en grasas y
aceites. Es el principal constituyente de la materia colorante
del achiote representando mas
del 80% del total de pigmentos. La bixina es encontrada en
varias partes de la planta, pero
su mayor concentracin est en el mesocarpio carnoso
(semilla).
El contenido de bixina en las semillas de achiote es de gran
importancia para los
importadores debido a que se toma como base en la fijacin del
precio. El porcentaje
establecido es de 2.5 - 3.0%.
La bixina se puede convertir en un pigmento amarillo ( norbixina
) soluble en aceite por
calentamiento con actico anhdro. Tiene una buena estabilidad a
la oxidacin, cierta
estabilidad a la luz, buena estabilidad al calor pero sta
disminuye a altas temperaturas,
cerca de los 125 C. { B -14 }
El colorante del achiote es estable al calor y relativamente
estable a la luz, comparado con
otros colorantes naturales. La estabilidad aumenta a bajas
concentraciones de oxgeno o en
presencia de antioxidantes, esta cualidad hace que el achiote
tenga ventajas sobre el uso de
colorantes sintticos, los cuales reaccionan fuertemente con
agentes oxidantes ( cloro o
hipoclorito ) o agentes reductores ( dioxido de azufre, cido
ascrbico, azcar invertido, y
algunos sabores ), causando degradacin del color.
-
CAPTULO I
______________________________________________________________________
13
En la actualidad el campo en el cual puede ser aplicado el
achiote es muy basto, pudindose
categorizar en los siguientes grupos:
Domstico Medicinal Industrial.
1.3.3 Sector domstico
El achiote es muy utilizado en nuestro pas como condimento para
la preparacin de
diversos platillos tpicos; ste se logra al triturar la semilla
seca la cual posteriormente es
mezclada con harina, chiles y vinagre, formando una masilla que
es laminada y cortada en
pequeos bloques de 50 gr y que son la presentacin de venta al
pblico. Otros de los
principales usos del achiote es para colorear productos lcteos y
crnicos como las
mantequillas, quesos, margarinas, chorizos, jamones, etc.
En la alimentacin de las aves de corral se ha encontrado que el
residuo que queda despus
del proceso de preparacin del achiote, es una buena fuente de
vitamina A. Se tienen
experiencias en el sentido de que agregando un 3% de harina de
achiote, a la racin
alimentaria de las gallinas ponedoras aumenta el contenido de
carotina de los huevos y por
lo tanto mejora el color de las yemas. En las raciones para
pollitos puede reemplazar del
30% al 50 % del maz.
PRODUCTO DESCRIPCIN DEL PRODUCTO
APLICACIN
Polvo soluble en agua Extracto de achiote con
carbonato de potasio e hidrxido de potasio.
Mezclas secas, sopas, bebidas, pasteles, cereales, postres,
tabletas
Lquido soluble en agua Extracto de achiote en solucin de
potasio
Quesos, cereales, pasteles, bebidas, bocadillos, conos de
helados, helados, embutidos.
Lquido soluble en aceite Extracto de achiote en aceite
vegetal.
Margarinas, grasas y aceites, mantecas, aderezos,
{ B - 16 }
-
CAPTULO I
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14
mantequillas, mezcla de especias, pastas.
Suspensin soluble en aceite
Suspensin de extracto de achiote en aceite vegetal.
Quesos procesados, confituras, cobertura de dulces, aderezos,
margarinas.
Color de la emulsin Achiote purificado, procesado y emulsificado
con propilen glicol, monoglicridos e hidrxido de potasio.
Bebidas, yoghurt, helados, mantequillas, margarina, quesos,
mantecas, dulces, confituras, bocadillos, aderezos para ensaladas,
elaboracin de coberturas.
Tabla 2. Productos y usos del achiote.
1.3.4 Sector industrial.
La materia tintoria del achiote es poco empleada en la industria
textil; bsicamente para
modificar o avivar ciertos tintes. Pero por el contrario, ha
tenido gran aplicacin para dar
color a los barnices, aceites y grasas animales. Lo anterior es
debido a que los colores del
achiote resisten mucho tiempo a la accin del jabn y los cidos,
pero cambian rpidamente
al contacto con el aire.
En nuestro pas las principales industrias consumidoras del
achiote o la bixina se
encuentran ubicadas bsicamente en el sector alimenticio, esto es
posible afirmarlo, pues se
realizaron entrevistas telefnicas y personales con
aproximadamente 30 empresas
vinculadas con los colorantes, tenindose como resultado los
mostrados en la siguiente
tabla:
EMPRESA LOCALIZACIN PRODUCTOS EN LOS QUE INCORPORAN EL
ACHIOTE
1. EL YUCATECO MRIDA,
YUCATN Elaboracin de condimento de achiote a
partir de la semilla. 2. LA ANITA MERIDA,
YUCATN Elaboracin de condimento de achiote a
partir de la semilla. 3. ESCOSA DISTRITO
FEDERAL Elaboracin de condimento de achiote a
partir de la semilla. 4. LOL - TUN DISTRITO
FEDERAL Elaboracin de condimento de achiote a
partir de la semilla.
-
CAPTULO I
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15
5. LA EXTRA MRIDA, YUCATN
Elaboracin de condimento de achiote a partir de la semilla.
6. CONDIMENTOS Y PRODUCTOS MARN
MRIDA, YUCATN
Elaboracin de condimento de achiote y carnes procesadas y
condimentadas.
7. INDUSTRIAL ALIMENTARIA DEL SURESTE
MRIDA, YUCATN
Produccin de pasta de achiote
8. PRODUCTOS LA CHATA
CULIACN, SINALOA
Preparacin de cochinita pibil enlatada
9. ANDERSON CLAYTON
DISTRITO FEDERAL
Elaboracin de bixina y norbixina.
10. INDUSTRIAS ALIMENTARIAS FABP
DISTRITO FEDERAL
Colorantes naturales para la industria lctea y de crnicos
11. KOHASTAM DE MXICO
DISTRITO FEDERAL
Elaboracin de colorantes naturales.
12. WARNER JENKINSON
DISTRITO FEDERAL
Elaboracin de colorantes naturales
Tabla 3. Principales consumidores de achiote en Mxico.
Es necesario destacar que en los ltimos aos se ha presentado un
aumento constante en el
aprovechamiento del achiote como colorante natural; esto debido
a las disposiciones de la
Secretara de Salud, que incluyen la sustitucin de los colores
artificiales como el amarillo
40 y el rojo 14 para la elaboracin de productos alimenticios de
consumo humano, por los
naturales como la bixina o el colorante de la paprica.
1.3.2.5 Sector medicinal.
El achiote es muy apreciado para la pronta curacin de
quemaduras, tanto que cuando se
aplica oportunamente evita la formacin de ampollas. Tambin es
antidisintrico y agente
til que facilita la digestin de ciertos alimentos. En
envenenamientos con la yuca brava, es
eficaz administrndose a cucharadas cada hora, variando segn la
gravedad del caso.
-
CAPTULO I
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16
Las ramas y hojas tiernas picadas y puestas a macerar en agua
fra suministran un
muclago espeso y abundante de sabor anlogo al de la goma arbiga
y que tiene
propiedades tan estimulantes como ella.
Aplicadas las hojas en la frente alivia los dolores de cabeza y
de su coccin es usada
frecuentemente para la curacin de enfermedades de la garganta,
como la angina; excelente
hemosttico en las heridas leves.
1.3.2.6 Mercado.
El achiote se comercializa principalmente en forma de semilla
seca en el mercado
internacional; en pasta o en polvo casi no se realiza,
observndose que sta es la
presentacin ms popular en la entidad.
El mercado ms importante es probablemente Rusia, que importa de
100 a 150 toneladas de
semilla al ao, principalmente de la India. Otros pases que
importan arriba de 100
toneladas anuales son Argentina, Israel, Japn, Portugal y Nueva
Zelandia; es consumido
tambin por Colombia, Cuba, Espaa y Suiza. { B - 16 }
En Mxico se tienen datos de exportacin hacia los Estados Unidos
y los pases bajos
durante los aos de 1972 y 1973, no obstante en los ltimos aos
este mercado ha sido
satisfecho por Costa Rica y el Per; inclusive, Mxico import de
Guatemala, Per y Costa
Rica en el ao de 1995 grandes cantidades de la semilla para
satisfacer las necesidades de
la industria de los condimentos del centro del pas.
En Mxico el principal productor de achiote es Yucatn, empresas
como La Anita, La
Extra; Marn, etc., consumen casi la totalidad de la produccin de
semilla.
Si bien es cierto que se tiene identificado un mercado potencial
de consumo, ste es
mayoritariamente para la semilla seca; hasta el momento, por no
existir una tecnologa
adecuada para la separacin de la semilla, esta no representa un
beneficio econmico para
el productor por lo que opta en transformarla en pasta, que si
bien tiene un precio de venta
en el mercado mucho mayor, la lentitud con la que esta se
comercializa y la elevada
-
CAPTULO I
______________________________________________________________________
17
competencia, nulifican nuevamente la posibilidad de una mas
justa retribucin al esfuerzo
del campesino. En el siguiente captulo se expondrn las tcnicas
actuales de obtencin de
semilla usadas por el campesino y diversas mquinas de trilla
desarrolladas por algunas
industrias para la obtencin de semillas como el frijol, arroz,
etc., que como podr
apreciarse no son susceptibles de aplicarse al achiote.
Fig. 8 Pasta de achiote producida domsticamente.
-
CAPITULO II
_____________________________________________________________________
18
2.1 Generalidades de la cosecha de granos.
La cosecha de granos incluye la recoleccin de granos tales como
semillas de oleaginosas,
pastos, alfalfa, lino, trbol, girasol, trigo, cebada, avena,
centeno, arroz, sorgo, maz,
arvejas, soya y frijol. Para ste efecto, se desarrollan las
siguientes operaciones bsicas:
Separacin de la parte area de las plantas con respecto a sus
races, mediante una
operacin de corte.
Secado y postmaduracin del material cortado. Separacin de las
semillas de las espigas o vainas mediante una operacin de trilla.
Limpieza y clasificacin de las semillas. La separacin de la parte
area de las plantas mediante el corte del cultivo deja un
rastrojo
en el campo. En el caso de la cosecha del maz, se arrancan las
mazorcas de los tallos,
dejando los restos de las plantas en el campo.
Por otra parte, en el caso de la cosecha de cultivos como
arveja, soya y frijol es, a menudo,
necesario levantar las plantas para evitar el corte de las
vainas que quedan cerca del suelo.
Tambin se pueden cortar las arvejas y frijoles con una cuchilla
ligeramente por debajo de
la superficie del suelo.
Luego del corte, puede ser inminente dejar que el material
cortado se seque. El secado se
requiere cuando: (1) El material contiene gran cantidad de
hierbas verdes, (2) Cuando la
maduracin de las semillas no es uniforme y, (3) Cuando el
ambiente es hmedo. El secado
es particularmente necesario en el caso de la cosecha de granos
en vainas y de semillas de
pasto y de alfalfa.
La separacin de los granos de las espigas o vainas se efecta por
impacto y/o friccin
sobre el material cortado y seco. Esta operacin se llama trilla,
cuyo resultado es una
mezcla de paja, pajilla, granos y residuos. En la operacin de
limpieza se separan los
granos de las impurezas.
-
CAPITULO II
_____________________________________________________________________
19
2.1.1 Cosecha manual de granos.
La cosecha manual se aplica cuando se trata de pequeas parcelas
y bajo condiciones que
econmica o tcnicamente no permiten el empleo de maquinaria.
2.1.1.1 Operacin de cosecha manual.
La cosecha manual requiere ms tiempo que la cosecha mecanizada
debido a que la
capacidad del hombre es limitada. Por esto, se inicia el corte
del cultivo lo ms temprano
posible para disponer de un tiempo suficiente que permita la
realizacin de las dems
operaciones.
Como resultado del corte temprano, el material necesita un
secado y un tiempo de
postmaduracin que puede demorar hasta varias semanas, para el
secado y la maduracin,
se une el material cortado en gavillas, stas se juntan en
hacinas de diferentes formas y
tamaos segn las exigencias climatolgicas; de esta manera, el
material queda protegido
contra lluvias y pjaros.
Cuando los tallos y granos estn bastante secos y maduros, el
material puede ser trillado en
el campo; sin embargo, muchas veces no se dispone de suficiente
tiempo para realizar la
trilla de inmediato. Por eso, para evitar mayores prdidas, se
junta el material en hacinas
grandes o en depsitos bajo techo para su posterior trillado.
2.1.1.2 Corte del cultivo.
El corte manual del cultivo se realiza con diferentes tipos de
herramientas, segn la regin
y el tipo de cultivo; entre las herramientas ms comunes se
encuentran la hoz, la zapa
flamenca, la guadaa, la cuchilla arrocera y el machete. La hoz y
la cuchilla arrocera se
usan principalmente para la siega de arroz, stas permiten una
siega minuciosa e impiden
que las espigas se desgranen antes de tiempo. Para la recoleccin
de otros cereales, se
-
CAPITULO II
_____________________________________________________________________
20
utiliza principalmente la guadaa y el machete, la guadaa es
fundamentalmente un
instrumento
para cegar hierba a ras del suelo. Bajo la misma lnea, la zapa
flamenca se usa por ejemplo,
para el corte de arveja, soya o frijol.
2.1.1.3 Secado y maduracin.
Despus del corte, el paso siguiente es el del secado de los
productos. Una de las prcticas
ms comunes es la de exponer directamente al sol las plantas
cortadas para eliminar la
humedad. Es importante denotar que de un adecuado secado
depender la posibilidad de un
tiempo de vida en almacn prolongado pues se evitarn la
proliferacin de hongos y moho,
que daarn rpidamente los granos pudindose tener considerables
prdidas; otro factor
importante para llevar a cabo el secado de los granos es el del
transporte, al eliminar peso
por humedad, el productor estar en la posibilidad de transportar
de forma ms econmica
su mercanca a los centros de acopio o distribucin.
2.1.1.4 Trilla
Despus del secado y la maduracin, los granos deben ser
trillados, o sea separados de las
espigas o vainas. Existen varias herramientas y equipos para
efectuar la trilla:
Trillado primitivo. Esta operacin se realiza mediante el golpeo
del material con ltigos o mayales, o haciendo que los animales
pisoteen las mieses.
Trillado rotativo. Consiste en pasar un rodillo de costillas
sobre las mieses. Trilladora de tambor. El tambor es accionado por
medio de un pedal, este equipo se
usa, por ejemplo en pases productores de arroz.
Desgranadora. Consiste en una tolva pequea, un disco desgranador
y un dispositivo para sujetar la mazorca contra el disco
desgranador. El disco es accionado por medio de
una manivela.
-
CAPITULO II
_____________________________________________________________________
21
La separacin de los granos de las espigas o vainas se realiza
mediante el impacto y la
friccin que se aplica con las herramientas y equipos sobre el
material. La separacin ser
ms completa si se golpea el material con mayor fuerza, si el
rodillo de costillas tiene ms
peso y si gira el tambor a mayor velocidad. Sin embargo, si la
trilla se realiza con
demasiada intensidad se corre el riesgo de quebrar granos, por
eso, el operario deber tener
cuidado de mantener la velocidad adecuada, la cual es difcil
lograr en la trilla manual.
2.1.1.5 Limpieza.
El material trillado requiere de limpieza para separar los
granos de la paja, de la pajilla y de
otras impurezas. Un mtodo primitivo es el que consiste en
aventar los granos al aire. Para
esto se emplean tiles tales como horcas, cestos y harneros. La
operacin depende de la
presencia de vientos continuos y constantes. Si no hay viento,
la limpieza por aventado se
realiza con la ayuda de ventiladores.
2.2 Trilla y limpieza del achiote.
Como se explic anteriormente, el achiote es un producto agrcola
muy conocido y
aprovechado, no tan solo en Mxico sino tambin en gran parte de
Amrica Central y
algunos pases de Amrica del Sur como Brasil y Colombia. Al ser
una planta rstica,
requiere en trminos generales un nivel de cuidado muy bajo, lo
que le ha permitido
adaptarse a las regiones tropicales del Africa y Asia, donde se
ha introducido
satisfactoriamente. En Europa y los Estados Unidos, se procesa
eficientemente la semilla
para obtener industrialmente la bixina e incorporarla como
colorante a los procesos de
elaboracin de quesos y embutidos principalmente.
A pesar de lo anterior, el desarrollo de una tecnologa exclusiva
para el achiote se
encuentra an en un nivel incipiente en la mayora de los pases
dedicados a su cultivo,
hasta la fecha, la gran mayora de los productores de Amrica
lleva a cabo la exposicin
directa al sol del fruto para su secado, la separacin manual de
semilla y la elaboracin
-
CAPITULO II
_____________________________________________________________________
22
domstica de la pasta, lo que conlleva a bajos niveles de
rendimiento y una ganancia
reducida del producto.
Durante el desarrollo del presente captulo, se indicarn los
procedimientos y tcnicas, as
como algunos de los equipos probados hasta el momento para el
trillado de la semilla de
achiote.
2.2.1 Separacin de la semilla.
Aunado al problema del secado del achiote, otro de los puntos en
los cuales no se cuenta
con avances tcnicos para el procesamiento del fruto es en la
separacin y coleccin de la
semilla; actividades que son realizadas completamente en forma
manual por los
productores del estado de Tabasco, bajo los siguientes
mtodos:
2.2.2 Coleccin de la semilla en verde.
Cuando el fruto ha madurado; es decir, cuando presenta una
coloracin roja intensa en su
exterior, el productor corta del rbol aquellos racimos que ya
estn listos; posteriormente,
separa las cpsulas de sus ramas y finalmente abre cada una de
ellas oprimindolas entre
sus dedos y as extraer la cutcula que contiene las semillas.
Esta actividad adems de ser
ardua, involucra un alto nivel de desperdicio de colorante, pues
al estar la semilla an
hmeda es muy posible que la pasta acuosa que contiene el
colorante sea aplastada por las
paredes del fruto o los dedos del agricultor al momento de
oprimir la cpsula.
Este procedimiento se justifica por la suavidad que presentan
los apndices espinudos de
la superficie y la facilidad con la que abre la cscara; cuando
el fruto se seca, estos
mismos apndices dificultan la extraccin, pues resultan dolorosos
y lastiman la mano;
sin embargo, el bajo nivel de aprovechamiento y la alta duracin
del proceso, lo vuelven
improductivo.
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CAPITULO II
_____________________________________________________________________
23
Fig. 9. Corte con machete de los frutos del achiote.
2.2.3 Coleccin de semilla en seco.
Una vez que el achiote ha sido secado, es susceptible de ser
almacenado durante largos
periodos; no obstante, para el campesino que pretende producir
pasta a partir de frutos
secos no le es conveniente aplicar la tcnica anterior para
separar la semilla, pues la dureza
externa del fruto y espnulas lesionan los dedos , por lo que se
procede a utilizar una
tcnica diferente, la cual se describe a continuacin.
Cpsulas por romper
Cpsulas rotas, de donde se buscan las
semillas
Bsqueda visual y coleccin manual
Fig. 10. Proceso manual de coleccin de semillas
-
CAPITULO II
_____________________________________________________________________
24
El fruto del achiote seco es extendido sobre una manta blanca,
posteriormente, se le golpea
con un palo, con lo cual se rompen las paredes externas de la
cpsula liberando as la
semilla; como la superficie es blanca, el alto contraste de la
semilla con la superficie
permite por inspeccin visual ubicar las semillas y las cscaras,
separndose manualmente
una de otra.
Este mtodo resulta an mas ineficiente que el anterior. Muchas de
las semillas no se
desprenden del envoltorio que las cubre al momento de
golpearlas, por lo que el productor
puede desechar lo que el considera basura con una cantidad
significativa de semilla; otras
semillas no son vistas entre la gran cantidad de ramas, hojas y
pedazos de cscara que se
encuentran presentes, con lo que son tambin e
