Diseño de una máquina de carga y descarga de bolsas de cemento para lugares de limitada área de almacenamiento

Abstract

Este trabajo es el resultado de una iniciativa personal, motivada por mi experiencia en la industria ferretera y, en particular, en la venta de materiales de construcción. En un entorno marcado por la alta informalidad, especialmente en la edificación de viviendas y la comercialización de productos esenciales como el cemento y los aceros, surgió la necesidad de desarrollar una máquina, conforme a la normativa VDI 2221, cuyo objetivo principal es mejorar el traslado de bolsas de cemento de manera ergonómica y eficiente. Para abordar este desafío, en la primera fase del proyecto se realizó un análisis exhaustivo del estado de la tecnología y de las prácticas actuales en la manipulación de estos productos. Luego se analizó los posibles conceptos solución para obtener, finalmente, el proyecto preliminar óptimo. Se optó por un sistema de sujeción basado en el principio de Venturi, con un nivel de vacío por debajo del 60 %, siguiendo las recomendaciones de los fabricantes, con la finalidad de evitar costos adicionales asociados al consumo energético. Además, se incorporó un winche eléctrico de 1.5 caballos de fuerza seleccionado para gestionar la elevación de la carga. Finalmente, con el objetivo de lograr un diseño óptimo y validar su eficacia, se desarrolló un producto mínimo viable (MVP) a escala 1:10. Este prototipo permitió la medición de parámetros como la presión de vacío y la presión de trabajo, así como la realización de pruebas de control básicas en un motor de corriente continua, el cual incluyó reductores fabricados mediante impresión 3D. Además, se desarrollaron moldes y modelos para la fabricación de ventosas de vacío utilizando elastómeros como silicona y poliuretano, en diversos tamaños y niveles de dureza. Es importante destacar que este proceso de mejora continua tiene el potencial de reducir los costos de manufactura mediante el uso de fabricación aditiva. Asimismo, permite visualizar el proceso y proponer futuras mejoras para lograr un diseño ergonómico y eficaz para el usuario.