Capítulo 2. Antecedentes y Caracterización de la Tuna - Udlap

Diámetro del polo menor. Peso. 2.8.5 Resultados. Tabla 2.2 Datos de la caracterización de la tuna. Muestra. Longitud. Diámetro mayor. Diámetro polo mayor.
2MB Größe 95 Downloads 94 vistas
CAPÍTULO 2  ANTECEDENTES Y CARACTERIZACIÓN DE LA TUNA 

2.1 Introducción. 

Con  más  de  25  mil  años  de  historia  de  cultivo,  el  nopal  caracteriza  propiamente  a  la  cultura  mexicana.  Este  ha  acompañado  a  los  primeros  pobladores  que  supieron  aprovecharlo  de  diferentes  maneras,  tales  como  fuente  de  alimento,  bebida,  medicina  y  forrajes para animales silvestres y domésticos. 

El nopal además cuenta con propiedades importantes para promover la conservación de  los  suelos  ya  que  debido  a  su  rusticidad,  su  poca  demanda  de  nutrientes  y  de  humedad,  resulta ser un cultivo adecuado en programas alternativos de reconversión productiva para  aquellos suelos con baja fertilidad o pendientes pronunciadas que a causa de ser utilizados  con cultivos básicos han sido erosionados, dañando además su flora y fauna silvestre. 

Este tipo de cactáceo se encuentra en diferentes condiciones extremas, ya sea de clima o  suelo  aunque  generalmente  se  desarrolla  en  las  regiones  subtropicales  de  clima  árido  y  semiárido donde las precipitaciones pluviales alcanzan entre 400 y 750 mm anuales y de 13  a 18 º C. Actualmente en México el nopal ocupa una área aproximada de 3 millones de ha.;  mayoritariamente silvestres de las cuales se extraen productos con numerosas aplicaciones.  (SIAP­SAGARPA, 2001).

Los principales productos alimenticios del nopal son la tuna y el nopalito, aprovechados  el primero como fruta y el segundo como verdura. Sin embargo su aprovechamiento no se  limita    a  estos  productos  ya  que  también  se  emplea  el  nopal  como  forraje  aunque  es  una  práctica  regional  poco  estudiada.  Sus  productos  medicinales  derivados  se  aprovechan  en  gran  medida en  la  medicina  naturista  y   casera. Otra importante aplicación es una amplia  gama de productos cosméticos. 

En  nuestro  país,    el  nopal  cultivado  abarca  poco  mas  de  210  mil  ha,  de  las  cuales  150,000  ha  se  aprovechan  en  forraje,  50  000  ha  para  tuna;  10,000  ha  para  nopalitos  y  aproximadamente 100 ha para producción de grana de  cochinilla. El   nopal  en México se  reconoce por pertenecer a la familia Cactaceae de los géneros Opuntia y Nopalea. Debido a  la gran diversidad de especies, México es considerado como uno de los centros de origen. (  ASERCA, CIESTAAM,1995)  2.2 Variedades y productos de la tuna. 

La taxonomía del nopal tunero es la siguiente: 

Tabla 2.1 Taxonomía de la tuna. 

VEGETAL  REINO   SUBREINO   EMBRYOPHITA  ANGIOSPERMAE  DMSION  DYCOTYLEDONEA  CLASE   SUBCLASE   DIALIPETALAS  OPUNTIALES  ORDEN  CACTACEAE  FAMILIA  SUBFAMILIA  OPUNTIOIDEAE  OPUNTIAE  TRIBU  Opuntia.  GENERO   Fuente: ASERCA, CIESTAAM,1995.

Al  fruto  perteneciente  a  esta  familia  se  le  denomina  genéricamente  Opuntia  spp  y  en  México  es  conocido  comúnmente  con  el  nombre  de  “tuna”.  La  tuna  es  una  baya  polispérmica,  carnosa  ovoide  o  piriforme,  de  dimensiones  variables  con  la  epidermis  normalmente  poblada  de  pequeñas  espinas  llamadas  gloquidas  y  cuya  pulpa  puede  ser  blanca,  amarilla,  naranja,  roja  o  purpúrea,  es  normalmente  jugosa,  comestible  y  con  numerosas semillas. 

Entre las variedades de tunas más comunes y con mayor demanda se encuentran: 

Opuntia  ficus­indica:   Cuyos  frutos  son  generalmente  de  color  verde  claro,  aunque  en  algunas variedades son amarillentos o rosados; se les conoce con el nombre de “ tuna fina”,  “tuna  blanca”,  “tuna  mansa”  o  “  tuna  de  Castilla”.  Se  cultiva  generalmente  en  todo  el  altiplano. 

Opuntia megacantha :  cuyos frutos presentan características similares a los opuntia ficus­  indica , recibiendo los mismos nombres comunes. Se le cultiva principalmente en la porción  sureste del estado de Zacatecas, en el Valle del Mezquital, Hidalgo y en los alrededores de  San Juan Teotihuacan en el Edo. de México. 

Opuntia amyclaea :  que parece ser tan sólo una forma hortícola de opuntia megacantha   y un posible  sinónimo de opuntia alfajayucca, que produce frutos maduros de color verde  claro, comúnmente llamados, “ tuna de Alfajayuca” aunque también “ tuna blanca” y “ tuna  mansa”.

La cosecha de la tuna varía de acuerdo a la zona del país y se divide en sur y centro. La  primera comienza a mediados del mes de mayo, que es cuando el fruto toma su coloración  amarilla  y  finaliza  en  agosto;  la  segunda  inicia  en  julio  y  termina  en  septiembre.  En  la  región centro, la cosecha es desde finales de agosto hasta inicios del mes de noviembre. Las  tunas  son  frutos  no  climatéricos  y  dependiendo  de  su  especie  presentan  diferentes  características.  Generalmente  llegan  a  pesar  de  0.1  a  0.25  kg  y  están  formadas  por  una  cáscara gruesa y carnosa, la cual llega a representar del 30­40 % del total peso de la fruta.  Dicha  cáscara  envuelve  una  pulpa  jugosa  que  constituye  del  60­70%  del  peso  total  de  la  fruta,  la  pulpa  contiene  varias  semillas  que  conforman  del  5­10%  del  peso  de  la  pulpa.  (  CLARIDADES AGROPECUARIAS, Julio, 1999) 

El aprovechamiento del fruto de la tuna posee un gran potencial y actualmente se puede  clasificar en dos: productos de  la  industria alimentaria tradicional  y tecnificada  y también  en productos de la industria extractiva y de la biotecnología. 

Productos de Industria alimentaria: 

Colonche: es un fermentado alcohólico artesanal a base de tuna.  Melcocha  :  este  producto  es  un  preparado  a  base  de  pulpa  de  tuna  con  una  alta  viscosidad, tiene una coloración café claro u oscuro y se asemeja a la cajeta, puede contener  semillas propias del fruto y resulta ser un producto intermedio en la elaboración del queso  de tuna.

Queso  de  tuna:  la  melcocha  se  enfría  y  se  masajea,  como  resultado  de  ello  pierde  humedad y se convierte en una masa chiclosa que se coloca en moldes para su secado y su  posterior envoltura.  Mermelada de tuna: este tipo de mermelada se procesa nivel artesanal y se comienza a  procesar a nivel industrial en los lugares donde se cosecha tuna.  Jugo de tuna: es un producto reciente con alto potencial  productivo además de ser un  sabor  nuevo.  Con  él  se  evitan  los  problemas  ocasionados  por  la  presencia  de  cáscara,  ahuates, y semillas incluyendo problemas fitosanitarios.  Yogurt:  recientemente  empresas  incursionaron  en  el  mercado  de  productos  con  frutas  mexicanas incluyendo la tuna. 

Industria extractiva y de la biotecnología: 

De este fruto es posible obtener azúcares (glucosa y fructosa) que puede ser usada para  producir  proteína  unicelular,  alcohol,  jarabes  fiuctosados  (aditivos  edulcorantes  o  espesantes)  para  la  industria  alimentaria,  mucílagos,  celulosa,  aceite  comestible  de  la  semilla, colorantes y pectinas. 

Teniendo  una  optimización  del  proceso  de  extracción  de  mucílagos  y  pectinas,  estas  pueden ser utilizadas como gelificantes y espesantes en la industria alimentaria. 

En  el  campo  de  los  colorantes,  surge  la  necesidad  de  encontrar  colorantes  de  origen  natural y entre las posibles fuentes de pigmentos rojos naturales se encuentran los frutos de  algunas especies de Opuntia.

2.3 Producción nacional y comparativa a nivel mundial 

En el ámbito mundial, cada día aumenta el número de productores de tuna. Actualmente  este  fruto  se  cosecha  en  muy  diversos  países  entre  los  que  se  encuentran:  Argentina,  Bolivia,  Chile,  Colombia,  Perú,  México,  EE.UU.,  Sudáfrica,  Argelia,  Marruecos,  Egipto,  Jordania,  Libia, Túnez,  Pakistán, Israel, Grecia, Italia, España y Portugal. En la mayoría  de estos países, la tuna es un producto secundario del nopal y su producción y cosecha es  muy  poca.  Sin  embargo  también  existe  un  grupo  de  países  que  enfoca  su  producción  a  mercados  internacionales.  Estos  son  México,  Italia,  Sudáfrica,  Chile,  Israel  y  Estados  Unidos. 

Durante  los  últimos  años,  la  superficie  cultivada  con  nopal  en  los  principales  países  productores, ha alcanzado cerca de 60  mil  hectáreas, de  las cuales el 90% se  localizan en  México, lo que ha influido para que nuestro país se haya convertido en el productor de tuna  más  importante  del  mundo  con  79.4%(aproximadamente  500  mil  toneladas)  de  la  producción mundial, seguido de Italia con 12.2% y Sudáfrica con 3.7%. (SIAP­SAGARPA,  2001). 

2.4 Transfor mación industrial de la tuna y su procesamiento 

En México no existe una verdadera transformación industrial de la tuna. Esto se debe a  diversos  factores  que  no  propician  su  desarrollo  entre  los  cuales  destacan  los  problemas  tecnológicos  para  la  obtención  de  jugos  y  néctares(problemas  como  la  eliminación  de  la  semilla  y  el  lograr  obtener  un  producto  homogéneo  y  estable),  además  de  un  escaso

mercado  en  desarrollo  para  estos  productos  procesados.  Otro  factor  son  los  equipos  y  la  tecnología  empleada  ya  que  resulta  ser  rudimentaria  y  como  consecuencia  no  se  obtiene  una buena eficiencia para las grandes producciones que serían requeridas. 

En cuanto a los procesos, no  existe alguno tecnificado que pueda garantizar calidad e  higiene ya que existen muchos a nivel artesanal pero con problemas de sanidad que como  consecuencia impiden las exportaciones. 

2.5 Integración campo­industria. 

En el caso de la industria artesanal, el nivel de integración con el campo es alto ya que  es  muy  cercana  a  los  productores  primarios  y  este  es  en  general  el  tipo  de  industrias  procesadoras  en  el  país.  Sin  embargo  para  las  empresas  más  grandes  que  inician  la  producción de jugos, el nivel de integración resulta bajo, ya que deben adquirir su materia  prima en el mercado de la fruta. 

2.6  Objetivos para incrementar la eficiencia en el procesamiento e industrialización de  la tuna. 

En  base  a  los  problemas  y  requerimientos  del  mercado  nacional  y  mundial  de  la  industria del procesamiento de la tuna, existen 4 áreas en las que cumpliendo objetivos en  cada una de ellas, la eficiencia del procesamiento y la industrialización aumentaría.

Estos son los siguientes: 

1. Mejorar los procesos de desespinado.  2. Ampliar y estandarizar los procesos de industrialización de la tuna.  3. Desarrollar técnicas de conservación en fresco, para ampliar la temporada de oferta.  4. Mejorar la presentación del producto procesado. 

Para el cumplimiento de estos objetivos, resulta necesario aplicar ciertas estrategias las  cuales consisten el lo siguiente: 

­ Mejoramiento de los procesos de desespinado. 

La  calidad final del fruto y su manejo en postcosecha, tendría ventajas si se lograra la  eliminación  parcial  o  total  de  las  espinas  o  gloquidas  desde  poco  antes  de  la  cosecha  (métodos  químicos).Para  el  caso  de  desespinado  en  postcosecha,  un  método  mecánico  resulta  ser  el  conveniente  realizado  en  máquinas  de  diseño  ingenieril  o  realizando  las  mejoras pertinentes a las máquinas ya existentes. Otra estrategia supone la combinación del  proceso de desespinado con el de preenfriamiento(aire frío forzado empleado en frutas para  la eliminación inmediata del calor de campo disminuyendo así su perecibilidad). La acción  de este aire produciría el efecto mecánico para remover parcial o totalmente las gloquidas. 

­Ampliar los procesos de industrialización de la tuna.

Una alternativa para el proceso industrial de la tuna es aplicar las tecnologías conocidas  como  precortado  y  procesamiento  mínimo  que  han  resultado  efectivas  en  otros  productos  hortofrutícolas.  La  extracción  de  jugo  de  tuna  es  una  opción  importante,  ya  que  para  beneficio  del  consumidor  presenta  las  ventajas  de  evitar  cáscara,  espinas  y  semillas.  Otra  estrategia  consiste  en  poder obtener  el  producto  en  otro tipo  de  presentaciones  como  concentrado  y  congelado. 

­Desarrollo de técnicas de conservación para ampliar la temporada de oferta.  En  este  campo  se  requiere  mejorar  las  técnicas  de  frigoconservación  y  de  almacenamiento  refrigerado  en  atmósferas  controladas  y/o  modificadas,  para  obtener  ventajas  y  aumentar  las  posibilidades  en  los  procesos  de  comercialización  e  industrialización de la tuna durante los meses en que no hay oferta. Debido a que este fruto  es  susceptible  a  daños  por  frío,  es  necesario  investigar  las  temperaturas  y  periodos  de  frigoconservación idóneos para las variedades existentes. 

­  Mejora de la presentación del producto.  La  presentación  del  producto  podría  mejorar  con  la  opción  de  emplear  charolas  de  empaque  en  cajas  adecuadas  con  envolturas  individuales  para  cada  fruta  e  instrucciones  impresas  de  como  remover  la  cáscara  y  consumir  la  tuna.  El  logotipo  de  la  empresa  y  productores  también  debe  ir  impreso  y  adherido  a  cada  fruta.  (  ASERCA,  CIESTAAM,1995)

2.7 Pelado de la Tuna 

Dentro  de  los  objetivos  anteriormente  mencionados  no  se  toma  en  cuenta  una  parte  importante  del  proceso  de  transformación  de  la  tuna  como  lo  es  el  proceso  de  pelado.  Actualmente no se cuenta con la tecnología para realizar este proceso de manera mecánica  en  forma  semiautomática  o  automática  y  es  por  eso  que  en  los  objetivos  y  estrategias  de  mejoras existentes para incrementar la eficiencia del proceso no se menciona. 

El pelado de la tuna se realiza de la siguiente manera:  Después de haber sido lavada y desinfectada, se realiza el proceso de pelado manual de  la tuna. Este se inicia cortando ambos polos de la fruta con un cuchillo(Figuras 2.1 y 2.2),  posteriormente se realiza una incisión por la mitad a lo largo del eje mayor de la tuna con  una profundidad de alrededor de 30 mm(Figura 2.3), pues lo que se busca es seccionar todo  el  espesor  de  la  cáscara  por  ese  lado.  Una  vez  seccionada  la  cáscara,  se  sostiene  la  tuna  entre las manos y con los dedos pulgares se separa la cáscara de la pulpa hacia fuera hasta  que se desprende completamente (Figura 2.4). 

Figura 2.1.Corte polo mayor.                                         Figura 2.2.Corte polo menor.

Figura 2.3. Incisión. 

Figura 2.4.Desprendimiento de cáscara. 

A  pesar  de  que  una  persona  con  habilidad  en  esta  técnica  puede  realizar  el  pelado  de  una tuna en aproximadamente 5 segundos, para la cantidad de producto requerido en base a  los  niveles  de  producción,  resulta  ser  un  método poco  conveniente  ya  que  la  cantidad  de  personal y el tiempo requerido son altos. 

Por lo tanto al  lograr  implementar un  método automático o semiautomático de pelado  de  la  tuna,  la  eficiencia  de  los  procesos  de  transformación  de  la  misma  también  se  incrementaría logrando un impacto favorable en el mercado de la industria de la tuna. 

2.8 Caracterización de la tuna. 

2.8.1 Objetivo. 

Determinar  las  dimensiones  geométricas  de  la  tuna,  con  la  finalidad  de  obtener  todos  los datos mínimos necesarios para el diseño de la máquina peladora de tunas.

2.8.2 Material y equipo utilizado. ·  Mesa de acero inoxidable. ·  Vernier. ·  Materia prima (tuna). 

2.8.3 Metodología. 

Para realizar  la caracterización de  la tuna  se tomaron datos de 50 muestras,  las cuales  pertenecen a un tipo de tuna que la máquina debe de pelar (en este caso variedad cristalina).  Los  parámetros  medidos  fueron  los  siguientes:  longitud  de  la  tuna  (Figura  2.5),  diámetro  mayor (Figura 2.6), diámetro polo mayor (Figura 2.7), diámetro polo menor (Figura 2.8) y  peso (Figura 2.9). 

Figura 2.5 Longitud 

Figura 2.6  Diámetro mayor

Figura 2.7 Diámetro polo mayor. 

Figura. 2.8 Diámetro polo menor. 

Figura 2.9 Peso. 

2.8.4 Procedimiento. 

La medición de los parámetros se realizó en el siguiente orden: 

­  Longitud de la tuna.

­  Diámetro del polo mayor.  ­  Diámetro del polo menor.  ­  Peso. 

2.8.5 Resultados. 

Tabla 2.2 Datos de la caracterización de la tuna. 

Muestra  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25 

Longitud  [mm]  96.3  100.78  93.7  79.55  86.0  92.15  100.75  93.45  103.45  78.65  94.75  109.55  95.0  104.2  100.5  101.5  106.9  91.4  105.15  102.2  102.3  88.3  105.3  102.7  98 

Diámetro  mayor  [mm]  60.55  70.1  70.25  60.5  61.0  64.0  67.25  62.7  65  58.55  62.2  70.15  60.45  63.8  64.35  69.0  66.8  61.5  71.2  69.65  63.0  56.1  67.4  59.6  64.7 

Diámetro polo  mayor  [mm]  32.25  34  37.15  30.3  32.95  34.9  36.7  34.35  38  30.85  37.7  38.6  33.95  39.5  38.45  41.3  40.7  34.4  36.0  36.2  34.35  31.2  40.4  31.8  35.2 

Diámetro polo  menor  [mm]  24  19.0  20.6  17.9  21.35  24.65  21.2  26  21.45  24.15  25.2  25.25  25.85  26.9  23.7  26.5  20.2  28.6  22.0  19.6  22.4  25.5  23.3  23.75  19.5 

Masa  [kg]  0.229  0.2  0.193  0.12  0.147  0.178  0.229  0.184  0.216  0.143  0.182  0.265  0.207  0.209  0.229  0.243  0.253  0.17  0.173  0.192  0.2  0.151  0.234  0.167  0.19

Tabla 2.2 continuación, Datos de la caracterización de la tuna. 

Muestra  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50 

Longitud  [mm]  101.5  95.8  110.7  120.7  93.2  103.3  89.65  108.3  91.1  111  93.1  101.65  94.3  101.6  103.3  107.95  92.7  106  96  100  109.35  98.25  98.4  86.6  109.7 

Diámetro  mayor  [mm]  66.2  58.2  69.2  71.8  64.5  66.3  60.9  63.8  62.2  62.95  64.3  55.2  60.15  70.4  59.15  60.45  61.35  58.3  58.6  60  72.85  63.75  57.3  60.45  70.95 

Diámetro polo  mayor  [mm]  37.55  35.8  41.0  43.0  38.3  37.7  34.8  36.2  34.65  38.65  35.45  35.1  35.5  39.2  34.85  34  34.15  36.1  32.95  34.45  42.5  33.8  33.7  35.95  40.7 

Diámetro polo  menor  [mm]  25  22.3  22.8  27.9  28.0  24.7  24.9  24  20.25  22.5  27  22.8  25.9  33.8  27  25.75  22.25  19.2  24.9  24.5  24.8  24.65  22.55  24.85  22.9 

Masa  [kg]  0.22  0.142  0.274  0.27  0.213  0.226  0.178  0.198  0.154  0.213  0.205  0.146  0.175  0.256  0.168  0.184  0.185  0.158  0.167  0.176  0.301  0.194  0.155  0.165  0.248 

2.8.6 Análisis de resultados. 

Con  los  valores  obtenidos  y  mostrados  en  la  Tabla  2.2,  se  calcularon  la  media,  desviación  estándar  y  la  varianza;  para  con  ellos  tener  los  parámetros  que  ayuden  a  un  mejor cálculo de diseño.

Tabla 2.3 Desviación estándar, media y varianza en caracterización de la tuna.  Longitud  Diámetro mayor  Diámetro polo mayor  Diámetro polo menor  Masa  [mm] 

[mm] 

[mm] 

[mm] 

[kg] 

Media 

99.1 

63.8 

36.1 

23.9 

0.1975 

Desviación 

8.24 

4.53 

3.01 

2.90 

0.3957 

Varianza 

67.95 

20.52 

9.08 

8.43 

0.00157 

Observando  la  media  y  la desviación estándar de  los parámetros medidos a  la tuna  se  puede obtener un  valor estimado del  mínimo  y  máximo en cada caso. Para propósitos de  diseño servirán como referencia. 

2.9 Medición de las fuer zas de corte. 

2.9.1 Objetivo 

Obtener  las  fuerzas  de  corte  necesarias  para  cortar  la  tuna  en  su  polo  mayor,  polo  menor,    y  corte  longitudinal.  También  medir  el  espesor  de  la  cáscara  una  vez  cortada  la  tuna. 

2.9.2 Material y equipo utilizado. 

­ 

Máquina universal del laboratorio de ciencia de los materiales. 

­ 

Materia prima(tuna). 

­ 

Navajas de acero inoxidable afilada( espesor 0.8 mm).

­ 

Vernier 

­ 

Texturómetro 

2.9.3 Metodología 

Inicialmente las pruebas para la obtención de las fuerzas de corte se intentaron realizar  con  ayuda  del  texturómetro  que  normalmente  se  emplea  para  pruebas  en  alimentos.  Al  realizar  los  primeros  ensayos  a  la  tuna  con  el  texturómetro  (TA­TX2),  se  encontró  la  limitante de requerir una fuerza de corte superior a la que el texturómetro puede ofrecer ya  que este marcaba sobrecarga. Debido a esto se decidió emplear la máquina universal en su  escala menor(600 kg), ya que esta escala permite registrar una fuerza mínima de 0.5 kg. 

2.9.4 Procedimiento 

Para  la  prueba  se  colocó  una  tuna  sobre  la  base  de  la  prensa  y  se  procedió  a  aplicar  carga, para que la placa afilada realizara el corte.  El orden de las pruebas se realizó de la siguiente manera: 

­  Corte del polo mayor (Figura 2.10).  ­  Corte del polo menor (Figura 2.11).  ­  Corte longitudinal (Figura 2.12).

Figura 2.10 Corte polo mayor. 

Figura 2.11 Corte polo menor. 

Figura 2.12 Corte longitudinal. 

Figura 2.13 Espesor de cáscara. 

Una  vez  cortada  la  tuna,se  realizó  también  la  medición  del  espesor  de  la  cáscara  con  ayuda del vernier ( Figura 2.13). 

2.9.5 Resultados  En la tabla 2.4 se muestran los resultados obtenidos con las fuerzas de corte en kg  ya que es la unidad que maneja la máquina de tensión universal, y en la tabla 2.5 se  muestran los mismos resutlados en N.

Tabla 2.4. Fuerzas de corte y espesor de cáscara. 

Muestra  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15 

Polo mayor  [kg]  5.0  4.0  4.0  3.0  2.0  2.0  4.0  3.0  2.5  5.0  2.5  2.0  3.0  5.0  4.0 

Polo menor  Longitudinal  [kg]  [kg]  4.5  6,0  7.0  11.0  3.0  6.0  2.5  5.5  3.0  6.0  5.0  5.0  3.5  2.5  4.0  7.0  2.5  2.5  2.5  6.0  2.0  3.0  4.5  4.5  2.5  3.5  3.0  5.0  3.0  5.0 

Espesor cáscara  [mm]  6.0  9.0  5.9  5.8  4.3  6.2  6.7  6.1  6.8  5.7  6.7  6.1  6.7  6.1  5.8 

Tabla 2.5 Fuerzas de corte. 

Muestra  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15 

Polo mayor  [N]  49.1  39.2  39.2  29.4  19.6  19.6  39.2  29.4  24.5  49.1  24.5  19.6  29.4  49.1  39.2 

Polo menor  Longitudinal  [N]  [N]  44.1  58.9  68.7  107.9  29.4  58.9  24.5  54.0  29.4  58.9  49.1  49.1  34.3  24.5  39.2  68.7  24.5  24.5  24.5  58.9  19.6  29.4  44.1  44.1  24.5  34.3  29.4  49.1  29.4  49.1

2.9.6 Análisis de resultados. 

En base a los valores obtenidos en las tablas 2.4 y 2.5 se obtuvieron la media, varianza  y la desviación estándar. Estos datos se presentan en kg la tabla 2.6 y en N en la tabla 2.7. 

Tabla 2.6  Media, varianza y desviación estándar para fuerzas de corte y espesor de cáscara. 

Polo mayor [kg]  Polo menor [kg]  Longitudinal[kg]  Espesor cáscara [mm]  Media  3.4  3.5  5.23  6.26  Desviación  1.11  1.31  2.11  0.972  Varianza  1.22  1.71  4.46  0.945 

Tabla 2.7 Media, varianza y desviación estándar para fuerzas de corte en newtons 

Polo mayor  [N]  Media  33.35  Desviación  10.84  Varianza  117.54 

Polo menor  [N]  34.33  12.84  164.97 

Longitudinal  [N]  51.34  20.71  429.16 

La  consulta  de  estos  valores  de  fuerza  resultan  importantes  pues  servirán  como  referencia para el diseño y serán útiles para poder estimar la fuerza máxima necesaria para  desarrollar el corte en la máquina.

2.10 Medición de fuer zas de compresión. 

2.10.1 Objetivo 

Determinar  las  fuerzas  de  compresión  sobre  los  ejes  longitudinal  y  transversal  con  la  finalidad de conocer los valores de fuerzas máximos para no dañar la tuna. 

2.10.2 Material y equipo utilizado.

-  Máquina universal del laboratorio de ciencia de los materiales. -  Materia prima(tuna). 

2.10.3 Metodología 

Al igual que en la prueba anterior, se utilizó la máquina universal en compresión con su  escala menor (600 kg). Se tomó lectura de la fuerza de compresión en el momento en que la  aguja alcanzaba su primer límite y descendía, que es el momento en el que la cáscara de la  tuna cede a la fuerza aplicada.

2.10.4 Procedimiento 

Colocando la tuna sobre la prensa de la máquina universal se comienza a aplicar carga a  compresión.  Inicialmente  se  mide  la  compresión  de  la  tuna  a  lo  largo  de  su  eje  longitudinal(Figura 2.14) y en otra prueba a lo largo de su eje transversal(Figura 2.15). Esto  con la finalidad de conocer la compresión máxima en ambos ejes que el fruto es capaz de  soportar sin dañarse. 

Figura 2.14 Compresión longitudinal. 

Figura 2.15 Compresión transversal.

2.10.5 Resultados 

Tabla 2.8 Fuerzas de compresión [kg.] 

Muestra  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10 

Compresión longitudinal  [kg]  14.5  20  17.5  15  20  20  11  10  23  22 

Compresión transversal  [kg.]  30  13  22  20  15  23  17  25  30  19 

Tabla 2.9 Fuerzas de compresión [N] 

Compresión longitudinal  Muestra  [N]  1  142.245  2  196.2  3  171.675  4  147.15  5  196.2  6  196.2  7  107.91  8  98.1  9  225.63  10  215.82 

Compresión transversal  [N]  294.3  127.53  215.82  196.2  147.15  225.63  166.77  245.25  294.3  186.39 

2.10.6 Análisis de resultados. 

De  las  tablas  2.8  y  2.9,  se  calculó  la  media,  desviación  estándar  y  la  varianza.  Estos  datos se presentan en kg en la tabla 2.10 y en N en la tabla 2.11.

Tabla 2.10 Media, desviación estándar y varianza de fuerzas de compresión [N] 

Compresión longitudinal  [kg]  Media  17.3  Desviación  4.50  Varianza  20.28 

Compresión transversal  [kg.]  21.4  5.79  33.6 

Tabla 2.11 Media, desviación estándar y varianza de fuerzas de compresión [N] 

Compresión longitudinal  [N]  Media  169.71  Desviación  44.18  Varianza  1952.52 

Compresión transversal  [N]  209.93  56.86  3233.53 

Estos valores obtenidos, son otro parámetro importante a tomar en cuenta en el diseño  de la máquina, debido a que permiten conocer el esfuerzo máximo a compresión que la tuna  puede soportar.