FORMATO PARA LA PRESENTACIÓN DE PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN
               FERIA DE LA CIENCIA, LA TECNOLOGÍA Y LA INNOVACIÓN 2012



    1. INFORMACIÓN GENERAL:



Título del proyecto                               DESARROLLO     DE    UN   PROTOTIPO
El título debe dar una idea clara y concisa del   DISPENSADOR DE FRUTAS Y VERDURAS
contenido de la propuesta de investigación.       PARA UNA TIENDA DÓMOTICA.


Selección del área temática más cercana al proyecto:
                                                                                       Marque con
    Área temática                                    Ejemplos
                                                                                         una x
                             Zoología (animales), botánica (plantas), microbiología
                             (microorganismos como bacterias, virus, protozoos,
Biociencias
                             etc.), genética, biología molecular y celular,
                             bioquímica, biotecnología, ecología, conservación,
                             ciencias agropecuarias y afines.
                             Química orgánica, inorgánica, analítica, fisicoquímica,
Química
                             química de los productos naturales y afines.
Ciencias                     Estadística, modelación matemática, física, biofísica,
Matemáticas y Física         óptica, acústica y afines.
Ciencias de la Tierra        Astronomía, geología, minería, climatología,
y el Espacio                 sismología y afines.
                             Psicología, educación y pedagogía, sociología,
Ciencias Sociales y          antropología, arqueología, paleontología, historia,
Humanas                      economía, comunicación, periodismo, lingüística,
                             artes, literatura, música y afines.
                             Agua, gas, energía (de combustibles fósiles y
Servicios Públicos y         alternativas), saneamiento, transporte (terrestre,
Medio Ambiente               aéreo y acuático), gestión ambiental, impacto
                             ambiental, contaminación, reciclaje y afines.
                             Ingeniería civil, electrónica, eléctrica, mecánica o de
Ingenierías y                sistemas, desarrollo de software, TICs y
                                                                                         X
Tecnologías                  telecomunicaciones, robótica, bioingeniería,
                             ingeniería de materiales, nanotecnología y afines.
                             Promoción y prevención, atención, nutrición, salud
Medicina y Salud             pública, salud ocupacional, deporte, epidemiología,
                             enfermedades y afines
Otra. Indique cuál:

Nota aclaratoria: si consideran que el proyecto hace parte de varias áreas, seleccionar sólo la de mayor
relevancia. Esto nos facilitará su evaluación y búsqueda de asesor.



Selección de la categoría del proyecto:
                                                                                                Marque con
                                        Categoría
                                                                                                  una X
Proyectos de        demostración       de    principios    y   procesos      científicos    y
tecnológicos
Consiste en una serie de actividades mediante las cuales se demuestra la validez de un
principio o se expresa un proceso científico o tecnológico. El propósito es que el estudiante
logre un aprendizaje mediante esa demostración, se apropie de ese conocimiento científico
pre-existente, lo convierta en conocimiento para sí mismo y lo comparta con los demás por
medio de su presentación en la Feria.

Proyectos de investigación científica
El proyecto se inscribe en esta categoría cuando la pregunta formulada no tiene una
respuesta conocida y responderla implica generar nuevo conocimiento o reconceptualizar el
ya existente.

Proyectos de innovación tecnológica y social
Conjunto de acciones que conducen a generar conocimiento o desarrollo tecnológico, es
decir, que permita derivar algún tipo de aplicación o transferencia de ese conocimiento a un
público específico. Esta aplicación se ve representada en servicios o productos que pueden             X
ser catalogados como una invención (nuevo) o una innovación (aplicación exitosa de la
invención). Ejemplo: la adaptación de una tecnología existente a condiciones diferentes, una
herramienta que permita dar solución a un problema social.



Selección de la modalidad del (de los) investigador(es):
                                                                                                Marque con
                                       Modalidad
                                                                                                  una X
Modalidad II. Educación básica primaria (1°- 5°)
Modalidad III. Educación básica secundaria (6° - 9°)
Modalidad IV. Media vocacional (incluye media técnica) (10°-11°)                                      X
Estudiantes investigadores que pertenecen a varias modalidades.
Nota aclaratoria: proyectos presentados por semilleros de ciencia o agrupaciones similares serán clasificados
por la organización de la Feria CT+I, bajo los siguientes criterios: el grado de escolaridad al que pertenece la
mayoría de los estudiantes o según el estudiante de más alto grado.
DATOS PERSONALES DE LOS INVESTIGADORES
  Estudiantes que hacen parte de la investigación. Sugerimos máximo 3 estudiantes por grupo, pero podrán
presentarse hasta 6 por grupo. En ese caso, agregar las filas necesarias para incluir a todos los estudiantes en
                                                este formato

         Nombre del investigador principal Estefanía Espinosa Soto
(estudiante encargado de las comunicaciones con la María Salome Vergara
                             Feria y con el asesor) Andrés Felipe Gómez

           Grado del investigador principal DÉCIMO
                                             estefaniaespinosasoto414@gmail.com
  Dirección electrónica del investigador
                                             salome0297@gmail.com
                                   principal
                                             andresfelipe5815@gmail.com
                                             4412413 - 3146218718
 Teléfono (fijo y celular) del investigador
                                             5833432 - 3116149587
                                  principal
                                             2128062 - 3124775876
                                             96052015178
Documento de identidad del investigador
                                             97020208558
                                   principal
                                             96071815827

                  Nombre del coinvestigador Juan Camilo Mejía Castro
                                            Daniel Yesid Giraldo
      (los coinvestigadores son los otros estudiantes
                                            Stiven Betancur
        investigadores que hacen parte del proyecto)

                   Grado del coinvestigador DÉCIMO
                                                juancho5060@gmail.com
Dirección electrónica del coinvestigador        daniel254211@gmail.com
                                                Jeb.poet@gmail.com
                                                5730372
                  Teléfono (fijo y celular) del
                                                2160394 - 3117928644
                               coinvestigador
                                                2370566
                 Documento de identidad del 97011111584
                               coinvestigador
DOCENTE ACOMPAÑANTE
                    (Puede ser más de uno. En ese caso, agregar las filas necesarias)

                         Nombre del docente Clementina Buitrago Arboleda

                             Área del docente Tecnología e informática

        Dirección electrónica del docente Clemen07@gmail.com

     Teléfono (fijo y celular) del docente 3016276819 - 2506996

   Documento de identidad del docente 51.594.676


                                                       Nombre: Ricardo Andrés Buitrago Arboleda
                                                       Teléfono: 3016865797 - 2864778
                                        ASESOR
Si su proyecto ha recibido asesoría por parte de un    Documento de identidad: 8.175.526
 investigador o empresario y desean continuar con
                                                       Correo electrónico:
   esta asesoría, o si conocen a alguien que puede
asesorar el proyecto, por favor indique los datos de   ricardo.buitrago@hotmail.com
                             contacto de la persona
                                                       Vinculación (entidad para la que trabaja):
                                                       IDOO



INSTITUCIÓN EDUCATIVA, COLEGIO U ORGANIZACIÓN A LA QUE PERTENECEN
                         LOS ESTUDIANTES
                                            I.E COLEGIO LOYOLA PARA LA CIENCIA Y
                   Nombre de la institución LA INNOVACIÓN

                                                       MEDELLÍN
                                      Municipio

      Nombre del adulto responsable de
              administrar los recursos MARY LUZ RODRÍGUEZ GIRALDO
  En caso de que el proyecto resulte seleccionado
     para su financiación. El adulto deberá ser un
                    docente o un padre de familia
                                                       16 MESES
       Duración del proyecto (en meses)

                     Valor total del proyecto
Indicar si este proyecto ha sido
         presentado o hace parte de otros Se presentó por Ondas el año pasado, pero
      programas de investigación escolar ahora no pertenecemos a Ondas.
      (Ejm. Programa ONDAS, RedColsi, Pequeños
              Científicos, Universidad de los Niños)
 Indicar si este proyecto es continuación
  de otro que haya participado de la Feria
            CT+I en versiones anteriores. LEGUMBRERÍA DOMÓTICA
        En caso afirmativo indicar nombre exacto del
                    proyecto y año de participación.



    2. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

RESUMEN
Representa una descripción breve del proyecto que le permite a cualquier lector identificar rápidamente y con
exactitud el contenido del mismo: qué van a realizar, cómo y qué esperan obtener. Número máximo de
palabras: 250
El grupo Robolution Loyola Team, dando continuidad a la investigación anterior, propone la
construcción de un sistema automatizado que incorpore mejoras en la descontaminación,
conservación y manipulación de las frutas, para ser utilizado en plazas de mercado y
supermercados de cadena, con el fin de minimizar el riesgo de contaminación y proteger la
salud del consumidor.

El sistema consta de un contenedor de acrílico que protege las frutas de microorganismos
que se encuentran en el ambiente, una balanza electrónica con comunicación serial que
permite conocer el peso de los alimentos, un sistema inteligente de descontaminación
basado en rayos ultravioleta, un sistema de prevención de contaminación automatizado que
promueve el uso obligatorio de gel antibacterial, sensores de humedad y temperatura que le
sirven al propietario del negocio para conocer el estado y ambiente donde se encuentran las
frutas, una red inalámbrica de xbee para transmitir la información a un computador central, y
una interfaz grafica diseñada en LabView que permite ver información, precio del producto y
redirigir la información a otros computadores, todo esto controlado por un microcontrolador
Arduino UNO.

La innovación que plantea el proyecto es un importante desarrollo tecnológico que agrupa
diferentes herramientas electrónicas para mejorar la calidad de las frutas y verduras.
Además estimula la creatividad de los estudiantes en la construcción de sistemas
automatizados que benefician la salud de los consumidores.

Para su implementación se debe sensibilizar a los consumidores sobre la importancia que
tiene la higiene de las frutas para su salud, a los comerciantes crearles la necesidad de la
automatización en sus puntos de venta.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA


    Antecedentes del Problema


    El proyecto se inició en el año de 2011, con una propuesta bastante ambiciosa de
    Legumbrería Domótica, se tomaron los datos a través de observación directa en
    diferentes puntos de venta de frutas y verduras, partiendo de estos datos se
    desarrolló un sistema automatizado en acrílico para la protección de las frutas y
    verduras expuesta al ambiente, una balanza electrónica con comunicación serial que
    permitía conocer el peso de los alimentos, un sistema automatizado de
    descontaminación basado en ultravioleta controlado con un microcontrolador de
    Motorola, y una interfaz grafica diseñada en LabView que mostraba información
    nutricional de éstas.

    Robert E en su manual de Almacenamiento comercial de frutas, legumbres y
    existencias de floristerías y viveros, presenta un estudio sobre las condiciones
    requeridas para un buen almacenamiento de frutas frescas y legumbres.
    Brian R. y su equipo de trabajo propone un sistema de eliminación de
    microorganismos patógenos empleando energía ultravioleta. Realizaron pruebas solo
    en manzanas rojas, lechugas y tomates.
    El Servicio de Investigación Agrícola (ARS, en sus siglas inglesas) de Pensilvania
    estudia un nuevo sistema de higienización de frutas y vegetales capaz de reducir la
    presencia de bacterias en la superficie de estos productos.

    El tecnólogo de alimentos Gerald M. Sapers y el microbiólogo Bassam A. Annous,
    aseguran que el nuevo sistema, que se encuentra en fase experimental, tiene como
    objetivo mejorar los métodos convencionales de limpiar las frutas y los vegetales y
    para desarrollar nuevos procesos que eliminan o inactivan los patógenos humanos
    asociados con las verduras,. Los expertos, que trabajan en la Unidad de
    Investigación de Tecnologías de Intervención sobre la Seguridad de Alimentos, se
    han basado en el uso de cloro y otros productos de saneamiento capaces de reducir
    los niveles micróbicos sin penetrar las rajas de la piel de frutas y vegetales.
    Estos procesos se han basado en la aplicación, dentro de un tanque y a diferentes
    temperaturas, de peróxido de hidrógeno y agua caliente en manzanas. Cuando la
    temperatura alcanzada ha sobrepasado los 60ºC se ha podido observar un
    descoloramiento de la fruta. Este proceso, basado en la aplicación de temperaturas
    elevadas, se completa con otros métodos experimentales. Entre otros, se encuentra
    el tratamiento de vapor, la aplicación de soluciones de saneamiento en un vacío, el
    tratamiento de las manzanas inoculadas y otras frutas y vegetales con vapores
    antimicóticos y el uso de una pasta abrasiva para pulir los patógenos de las frutas y
los vegetales.
La investigación, presentada recientemente en el encuentro nacional de la American
Chemical Society, lavar las frutas y verduras solamente, aun usando desinfectantes
o gotas de lavandina, en ciertos casos puede no ser suficiente.
Por ese motivo se está ensayando con un tratamiento alternativo basado en la
irradiación.


Justificación del estudio

Del manejo adecuado que se le da a las frutas dentro de un negocio donde éstas son
comercializadas depende la calidad, frescura e higiene que el producto exhibe a la
hora de venderse, dicha calidad puede verse afectada por diversos factores tales
como la manipulación inadecuada por parte del personal del negocio o por parte de
los consumidores, por el almacenamiento y distribución incorrecta, o por el tiempo
que la fruta lleva en el punto de venta.

La Comisión Mexicana para la Cooperación con Centroamérica en el Manual de
Almacenamiento y Transporte de Frutas y Hortalizas presenta los riesgos a los que
están expuestas las frutas y verduras: bilógicos, químicos y físicos. Además muestra
la normatividad y reglamentación que rigen todo el proceso de las frutas desde la
cosecha hasta el punto de venta.

En Colombia todo lo relacionado con producción, procesamiento, transporte,
almacenamiento y comercialización de frutas y verduras se encuentra reglamentado
por medio de la resolución 14712 de1984 del Ministerio de Salud, además por el
decreto 3075 de 1997 expedido por el presidente de la república de Colombia en el
cual se regulan los procedimientos de limpieza y desinfección que deben satisfacer
las necesidades particulares del proceso y del producto de que se trate; sin embargo
en un 60% estas normas son acatadas hasta llegar a los puntos de venta donde son
expuestas a la contaminación del ambiente.

Para comprobar lo anterior el equipo Robolution observó la contaminación a la que
están expuestas las frutas y verduras en los diferentes tipos de puntos de venta,
encontrando resultados alarmantes porque un producto es manipulado por los
clientes, entre 7 y 9 veces antes de comprarlo. Por lo tanto, dicha fruta puede
acumular en su superficie, residuos orgánicos humanos, sustancias tóxicas o
fuentes microbianas patógenas, lo que ocasionará el deterioro de su calidad, puede
disminuir su tiempo de conservación y por ende, generar enfermedades en los
consumidores. Además los ambientes no siempre fueron los más adecuados y los
consumidores no están al tanto del estado de frescura de los mismos.

El proyecto “Tienda de frutas y verduras Domótica”, nace ante la necesidad de
conservar la calidad de las frutas y verduras y de prevenir enfermedades
ocasionadas por la mala manipulación de éstas. Los estudiantes empezaron a
       desarrollar propuestas, entre ellas la más viable e innovadora fue iniciar con el
       desarrollo de un “Dispensador de frutas y verduras para una tienda Domótica”, un
       sistema capaz de combatir y disminuir la contaminación de las frutas por agentes
       patógenos, controlar la humedad relativa y la temperatura, pesar los productos y
       presentar sus propiedades nutricionales.

       Se inició el desarrollo de este proyecto en el contexto de la “FIRST Lego League”
       (FLL), una competencia promovida internacionalmente por la organización FIRST, de
       su siglas en inglés “For Inspiration and Recognition of Science and Technology” y
       otros patrocinadores como National Instruments, Lego, NASA, entre otros.

       Se considera que la innovación que plantea el proyecto es un importante desarrollo,
       no solo porque estimula la creatividad, el trabajo en equipo, el desarrollo de
       habilidades y destrezas tecnológicas y el impulso a la construcción de mecanismos
       automatizados que sirvan para mejorar las condiciones en la manipulación de las
       frutas, sino además, porque tiene un gran impacto social al proteger la salud de los
       consumidores.

   -   Formulación del problema: (enunciado descriptivo)
       Sistema automatizado que permita dispensar, descontaminar, pesar y conservar la
       calidad de las frutas para beneficiar la salud del consumidor e impulsar el desarrollo
       tecnológico de los puntos de venta.


OBJETIVOS


Objetivo general

Desarrollar un sistema automatizado que permita dispensar, descontaminar, conservar,
pesar y empaquetar las frutas, para su comercialización en almacenes de cadena y plazas
de mercado a nivel nacional.

Objetivos específicos:

   •   Identificar los tipos de microorganismos a las que están expuestas las frutas en
       plazas de mercado y en almacenes de cadena.

   •   Evaluar los factores que inciden en el proceso de maduración acelerado en las
       frutas.

   •   Construir la estructura externa del dispensador.
•   Elaborar un sistema automatizado para descontaminar y conservar las frutas
       empleando luz ultravioleta.

   •   Programar un software desarrollado en LabView que informe a los usuarios de los
       usos y nutrientes de la fruta elegida.

   •   Automatizar el proceso de lavado de manos mediante la detención de personas por
       medio de un sensor de distancia.

   •   Sensar la humedad relativa y la temperatura dentro del dispositivo para informar al
       propietario y al consumidor sobre el estado de frescura de las frutas.

   •   Evaluar la implementación de sustancias químicas comerciales para eliminar
       microorganismos patógenos en las frutas.

   •   Incorporar una pantalla LCD de color que proporcione información nutricional de las
       frutas y el sensado de variables.

   •   Incorporar una red inalámbrica XBEE entre el dispositivo y computador central que
       maneje la información de los diferentes dispositivos periféricos.

   •   Automatizar un proceso de pesado mediante la incorporación de una tarjeta o placa
       sumadora que proporcione una capacidad de 2 kilogramos.

   •   Ensamblar el sistema.

MARCO TEÓRICO O CONCEPTUAL
   -
Se entiende por automatización un sistema donde se trasfieren tareas de producción,
realizadas habitualmente por operadores humanos a un conjunto de elementos
tecnológicos. Un sistema automatizado consta de dos partes principales: Parte de Mando,
Parte Operativa.

La Parte Operativa es la parte que actúa directamente sobre la máquina. Son los elementos
que hacen que la máquina se mueva y realice la operación deseada. Los elementos que
forman la parte operativa son los accionadores de las máquinas como motores, cilindros,
compresores y los captadores como fotodiodos, finales de carrera. La Parte de Mando suele
ser un autómata programable (tecnología programada), aunque hasta hace bien poco se
utilizaban relés electromagnéticos, tarjetas electrónicas o módulos lógicos neumáticos
(tecnología cableada).

El pesado: la báscula (del francés bascule) es un aparato que sirve para
pesar. Normalmente una báscula tiene una plataforma horizontal sobre la que se coloca el
objeto que se quiere pesar. Dado que, a diferencia de una romana, no es necesario colgar
el objeto a medir de ganchos ni platos, resulta más fácil pesar cuerpos grandes y pesados
encima de la plataforma, lo que hizo posible construir básculas con una capacidad de peso
muy grande, como las utilizadas para pesar camiones de gran tonelaje.


Las plantas de producción automática de alimentos balanceados disponen de tres sistemas
de pesaje. El sistema de pesaje tiene una precisión muy alta. Aquí se muestra el error en la
dosificación de los micronutrientes. 80% de todas dosificaciones se realiza con un error
menor de ± 5 gramos. Todo el sistema se maneja desde el FlexMix.

Lo que se solicita inscribir, es aplicable en el campo de la industria hortofrutícola,
especialmente en el proceso de poscosecha en frutas frescas y consiste básicamente en un
sistema de pesaje por deformación electrónica. A lo largo de los años se han conocido
diferentes sistemas creados para la evaluación del pesaje de las frutas pero ninguna como
en forma de horquilla de un metal tan liviano y económico que va debajo de la cadena de
cinta transportadora recibiendo cada vez que pasa la fruta una señal por medio de vibración
la que manda por el costado de su pared del lado derecho directamente a un computador la
cual no da el peso aproximado de la fruta que va pasando sobre este sistema de horquilla
sobre sus cuatro o dos puntos de pesaje. Caracterizada para captar el peso de la fruta a
través del contacto con la pieza.

La FAO considera que el empaque de frutas y hortalizas debe satisfacer los requerimientos
tanto del producto como del mercado. Se considera necesario el empaquetado porque
permite: proteger el producto en todas las etapas del proceso de mercadeo desde el
productor al consumidor; eliminar la manipulación Individual del producto para de este
modo, acelerar el proceso de mercadeo y uniformizar el número de unidades del producto
por envase de modo que todos los comerciantes manejen cantidades estandarizadas

En cuanto a la higiene y preservación de las frutas y verduras se deben tener instalaciones
apropiadas y disponer de un abastecimiento suficiente de agua potable caliente y fría.
Según el decreto 3075 de 1997 expedido por el presidente de la república de Colombia
dicta “Los procedimientos de limpieza y desinfección deben satisfacer las necesidades
particulares del proceso y del producto de que se trate”

En la actualidad, la higiene en una plaza de mercado, no cumple con las normas
establecidas, ya que se encuentran plagas que pueden contaminar y provocar infecciones
y enfermedades en el usuario.
METODOLOGÍA
                                           Se propone un ciclo que se realimenta puesto
                                           que la metodología se basa en un modelo
                                           PHVA (Planear, Hacer, Verificar y Actuar), en
                                           el cual después de analizar los resultados se
                                           procede a realizar ajustes a todo el sistema
                                           para lograr una mejora continua.
                                           Transversalmente a todo el desarrollo del
                                           proyecto se realiza una revisión bibliográfica
                                           en bases de datos indexadas, libros y otras
                                           fuentes primarias y secundarias.
                                           Fortalecimiento del proyecto:
                                           En esta etapa se realiza una retroalimentación
    del proyecto donde se replantean algunos puntos de la investigación anterior.
    Principalmente se van a fortalecer la parte biológica, la automatización y el diseño del
    dispensador de frutas.
    Planeación:
    En esta etapa hizo la planeación de todas las actividades que se realizarán durante
    todo el proyecto, se asignaron tareas específicas a cada miembro del equipo, el
    presupuesto y el anteproyecto.
    Análisis biológico:
    Se realizaran visitas a diferentes almacenes y
    plazas de mercados de la ciudad con el fin de
    observar los diferentes factores que pueden
    afectar las frutas por medio de la manipulación por
    parte de los clientes y los empleados del lugar.
    Además se realizaran cultivos in vitro para la
    identificación de microorganismos en frutas como
    la pera y la manzana, extrayendo muestras de
    almacenes de cadena y plazas de mercado.
    Etapa de Diseño:
    En este paso se muestran los cambios que se le hacen al prototipo:
    Se innovó el diseño del dispensador externo, se removió la parte del pesado, se
    cambió la ubicación de los elementos, se le añadió al frente el sensor de proximidad
    que nos dice cuando alguien uso el gel, la pantalla táctil que nos muestra la
    información nutricional de la fruta además la información que proveen los sensores,
    un parlante para que la información nutricional de las frutas sea también por medio
de sonido ya que muchas veces las personas no leen.
También se cambió el diseño de la compuerta ya que esta se encontrará en la parte
superior y se abrirá completamente, dentro del prototipo se incorporó la luz
ultravioleta en la parte superior al igual que los sensores de humedad relativa,
temperatura y luminosidad, en la parte exterior se ubicaron los motores para que
abran la compuerta y por seguridad se colocaron dos para que la compuerta pueda
abrir fácilmente.
Etapa de Negociación:
Con esta etapa se busca la viabilidad del proyecto comercialmente, es decir, se
presenta ante empresarios interesados en implementar equipos automatizados en la
conservación de frutas y verduras, logrando así patrocinio para el desarrollo del
proyecto.
Construcción
Esta etapa se hará la construcción de un dispensador en acrílico, una balanza
electrónica con comunicación serial que permite conocer el peso de los alimentos, un
sistema inteligente de descontaminación basado en rayos ultravioleta, un sistema de
prevención de contaminación automatizado que promueve el uso obligatorio de gel
antibacterial, sensores de humedad y temperatura que le sirven al propietario del
negocio para conocer el estado y ambiente donde se encuentran las frutas, una red
inalámbrica de xbee para transmitir la información a un computador central, y una
interfaz gráfica diseñada en LabView que permite ver la información, precio del
producto y redirigir la información a otros computadores, todo esto controlado por un
microcontrolador Arduino UNO.
Etapa de prueba:
Para la verificación de la balanza del sistema se realizara una medición con una
masa patrón de dos kilogramos, se compara la temperatura y humedad relativa
sensadas por el prototipo con un termo higrómetro patrón, revisara la comunicación
serial entre el sistema y la pantalla y el parlante.
Se realizará una prueba piloto en la cual se almacenarán frutas en el prototipo
durante un determinado tiempo, registrando los valores arrojados por el sistema. Y se
compararán los resultados con frutas de características similares que se dejarán
expuestas al ambiente, durante el mismo tiempo.
Análisis de resultados:

Se partirá de los resultados obtenidos de las pruebas para analizar el desempeño del
sistema frente a lo obtenido con los patrones y las frutas dejadas al ambiente.
RESULTADOS ESPERADOS

POTENCIALES BENEFICIARIOS

Los benefeciarios directos son todas las personas que consumen frutas y verduras,
quienes tienen los elementos necesarios para exigir la calidad de los alimentos que
consumen y proteger su salud.

Los beneficiarios indirectos todos los comerciantes de las plazas de mercado,
supermercados de cadena, quienes tendrán la oportunidad de brindar a todos los
consumidores alimentos con alta calidad en limpieza e introducir tecnología en sus
negocios.

IMPACTOS ESPERADOS

Disminución de contaminación en las frutas y verduras y por ende la prevención de
enfermedades causadas por éstas.

Gran aceptación por la comunidad educativa de la institución.

Aceptación en la feria de Ciencia y Tecnología de Parque Explora.

PROYECCIÓN A LARGO PLAZO

El grupo de Robótica de la institución educativa, tiene como proyección a largo plazo,
continuar con la investigación e iniciar el desarrollo de sistemas automatizados, para
comercializarlos y así ir implementando la Tienda de frutas y verduras Domótica.



REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS


-BRIAN R. Yaun, susan s. Sumner, joseph d. Eifert, joseph e. Marcy. Inhibition of pathogens
on fresh produce by ultraviolet energy. International Journal of Food Microbiology [online] 90
(2004) 1 – 8. Estraído de: www.sciencedirect.com/

-CABALLERO Torres, Angel E. Higiene de los Alimentos.INHA.
Microtoxinas_alimenticias_aflatoxina 2008.

D. RICO, a.b. Martin-diana a, j.m. Barat and c. Barry-ryan. Extending and measuring the
quality of fresh-cut fruit and vegetables: a review. Trends in Food Science & Technology
[online] 18 (2007) 373e386. Extraído de:www.sciencedirect.com/
-Documento. I. Viñas, N. Teixidó, M. Abadias, R. Torres y J. Usall: los fungicidas de síntesis
en el control de las enfermedades postcosecha. Centro UdL-IRTA, Rovira Roure 191, 25198-
Lleida.

-INSTITUTION Of Chemical Engineerstrans Icheme. Inhibition of pathogens on fresh
produce by ultraviolet energy. Vol 81, Part C, Marzo 2003. Extraído
de: www.ingentaconnect.com/

-MINISTRO DE SALUD. Reglamentación de la producción, procesamiento, transporte,
almacenamiento y comercialización de vegetales como frutas y hortalizas elaboradas.
Bogotá: Ministerio de salud, 1984. (Resolución 14712).

-PLANELLA, Isidro. Agroindustria y Desarrollo Económico. Bogotá: ICA, 1986. Extraído de:
books.google.com/books?hl=es&lr=&id=QdcOAQAAIAAJ&oi=fnd&pg=SA9-
PA1&dq=contaminacion+den+plazas+de+mercado&ots=naPYaXtE1T&sig=0T2Q7fm5SWG
PIKXYWIzPwVX

-SAGARPA (Secretaría de agricultura, ganadería Desarrollo social, pesca y alimentación y
la Comisión General Mexicana para la cooperación Iberoamericana). Manual de
almacenamiento y transporte de frutas y hortalizas frescas en materia de Inocuidad.

-ROBER E.Hardenburg. Alley e.watada. Chien yi wand. Almacenamiento comercial de
frutas, legumbres y existencias.Traducción del Instituto Interamericano de Cooperación para
la Agricultura (IICA). Costa Rica 1988.
CRONOGRAMA

                ACTIVIDAD                     1ER SEMESTRE        2DO SEMESTRE
                                                                                       CONTINUACIÓN 2013
                                                   2012                2012


Revisión fase inicial del proyecto 2011        Enero 26-30

Planteamiento del título y descripción del
proyecto.                                       Febrero 2-4

Replanteamiento del problema y revisión
bibliográfica                                 Febrero 9 al 23

Restructuración de objetivos                    Marzo 1-2


Marco Teórico                                  Marzo 8 al 24


Metodología                                   Marzo 26 al 30


Cronograma y presupuesto                      Abril del 1 al 20

Diseño    en    3D     del     dispensador
automatizado                                   Abril 9 al 30

Negociación     de    la     propuesta    a
empresarios                                    Mayo 7 al 18

CONSTRUCCION, DESARROLLO Y PRUEBAS:

Construcción del dispensador en acrílico       Mayo 8 al 30



-Sensado de la humedad relativa y la                                Junio 1 al 15
temperatura.

Programación del software en LabView.                               Junio 1 al 15



Automatización del lavado de manos                                Junio del 25 al 30



Incorporación de pantalla LCD.                                      Julio 10 al 20



Programación de la pantalla LCD                                     Julio 10 al 20

Incorporación de la red inalámbrica
XBEE entre el dispositivo y computador
central.                                                           Agosto 1 al 20
Prácticas Biológicas con la Luz                                      Agosto 1 al 20
Ultravioleta
Evaluar los factores que inciden en el
                                                                  Julio 16 a Agosto
proceso             de          maduración                        13
acelerado en las frutas.
Identificar los tipos de microorganismos a
las que están expuestas las frutas en        Mayo 15 a junio 10
plazas de mercado y en almacenes de
cadena.
Evaluar sustancias químicas comerciales
para        eliminar      microorganismos                         Agosto 1 al 30
patógenos en las frutas.


Automatizar un proceso de pesado
mediante la incorporación de una tarjeta                          Septiembre 1 a
o placa sumadora que proporcione una                              Noviembre 15
capacidad de 2 kilogramos.
                                                                  Octubre 1           Febrero - marzo
Ensamble y pruebas


Revisión Bibliográfica                         Enero a junio      Julio a noviembre
PRESUPUESTO



FORMATO PARA EL PRESUPUESTO (agregar las filas necesarias)
Justificación                                           Entidad
                       (de acuerdo con las                   Valor       Valor        que
    Rubro                                        Cantidad
                          actividades del                   unitario     total     financia
                           cronograma)                                             (fuente)
                   Para realizar el diseño de
     Balso         los                             10        $2.500     $25.000    Sin definir
                   Mecanismos de pesado
                   Para el empaquetamiento
  Paquete de       de
                                                    2        $3.000      $6.000    Sin definir
    bolsas         Las frutas al terminar el
                   proceso
                   Para darle color y adornar
     Vinilos                                        7         $700       $4.900    Sin definir
                   el prototipo
                   Para dar firmeza al
    Alfileres                                       1        2.200       2.200     Sin definir
                   prototipo en su interior
                   Para desarmarla y
                   extraerle las celdas de
   Gramera                                          3        30.000      90.000    Si definir
                   carga y utilizarlas para la
                   tabla sumadora
     XBEE          Para la comunicación             2       $120.000    $240.000
                                                                                     C+D
                   inalámbrica
    Tarjeta        Para realizar la conexión
                                                    1        $6.000      $6.000      C+D
   sumadora        de las celdas de carga
   Sensor de       Para que cense la                1       $43.500     $43.500      C+D
   humedad         humedad dentro del
                   dispositivo
    Arduino        Para programar toda la           1       $70.000     $70.000      C+D
                   parte electronica
Base xbee para     Para darle soporte al            1       $70.000     $70.000      C+D
   arduinos        arduinos
Pantalla Touch-    Para mostrar la                  1       $190.000    $190.000     C+D
  Scream 4D        información nutricional de
                   las frutas
    Cable de       Para programar la pantalla       1       $70.000     $70.000      C+D
 programación
 de la pantalla
   Sensor de       Para que sense la                1        $7.000      $7.000      C+D
  temperatura      temperatura dentro del
                   dispositivo
  Sheilt general                                    1       $38.000     $38.000      C+D
  para arduino
     Kid de        Para la complementación          1       $20.000     $20.000      C+D
   Electronica     de los elementos
     general       previamente vistos
Elementos:         Para la perfilación del                  $90.000.    90.000.    Sin definir
cinta de           prototipo. Materiales para
enmascarar,        el acabado y presentación.
escuadra de
refuerzo,
esquinero
plano, lámina
de acrílico,
frutas
decorativas
    Motortool      Para ensambles                   1       $ 49.000.   49.000.    Sin definir
                   electrónicos
ASPECTOS DE SEGURIDAD Y CONSIDERACIONES AMBIENTALES


Durante el proceso investigativo se tienen normas establecidas en el laboratorio de robótica
en especial con el uso de las herramientas electrónicas, como el cuidado con la energía, la
soldadura. En el manejo de laboratorio biológico se cuenta también con el personal
especializado para orientar los procesos.




ASPECTOS BIOÉTICOS


El grupo de Robótica Robolution Loyola Team, es un grupo que trabaja en equipo
colaborativo, siempre teniendo presente el respeto por todas las personas, Mantienen la
unión, la honestidad y ante todo el compromiso con el trabajo que realizan.



                                Medellín, 23 de abril de 2012

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Terminación de proyecto

  • 1. FORMATO PARA LA PRESENTACIÓN DE PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN FERIA DE LA CIENCIA, LA TECNOLOGÍA Y LA INNOVACIÓN 2012 1. INFORMACIÓN GENERAL: Título del proyecto DESARROLLO DE UN PROTOTIPO El título debe dar una idea clara y concisa del DISPENSADOR DE FRUTAS Y VERDURAS contenido de la propuesta de investigación. PARA UNA TIENDA DÓMOTICA. Selección del área temática más cercana al proyecto: Marque con Área temática Ejemplos una x Zoología (animales), botánica (plantas), microbiología (microorganismos como bacterias, virus, protozoos, Biociencias etc.), genética, biología molecular y celular, bioquímica, biotecnología, ecología, conservación, ciencias agropecuarias y afines. Química orgánica, inorgánica, analítica, fisicoquímica, Química química de los productos naturales y afines. Ciencias Estadística, modelación matemática, física, biofísica, Matemáticas y Física óptica, acústica y afines. Ciencias de la Tierra Astronomía, geología, minería, climatología, y el Espacio sismología y afines. Psicología, educación y pedagogía, sociología, Ciencias Sociales y antropología, arqueología, paleontología, historia, Humanas economía, comunicación, periodismo, lingüística, artes, literatura, música y afines. Agua, gas, energía (de combustibles fósiles y Servicios Públicos y alternativas), saneamiento, transporte (terrestre, Medio Ambiente aéreo y acuático), gestión ambiental, impacto ambiental, contaminación, reciclaje y afines. Ingeniería civil, electrónica, eléctrica, mecánica o de Ingenierías y sistemas, desarrollo de software, TICs y X Tecnologías telecomunicaciones, robótica, bioingeniería, ingeniería de materiales, nanotecnología y afines. Promoción y prevención, atención, nutrición, salud Medicina y Salud pública, salud ocupacional, deporte, epidemiología, enfermedades y afines
  • 2. Otra. Indique cuál: Nota aclaratoria: si consideran que el proyecto hace parte de varias áreas, seleccionar sólo la de mayor relevancia. Esto nos facilitará su evaluación y búsqueda de asesor. Selección de la categoría del proyecto: Marque con Categoría una X Proyectos de demostración de principios y procesos científicos y tecnológicos Consiste en una serie de actividades mediante las cuales se demuestra la validez de un principio o se expresa un proceso científico o tecnológico. El propósito es que el estudiante logre un aprendizaje mediante esa demostración, se apropie de ese conocimiento científico pre-existente, lo convierta en conocimiento para sí mismo y lo comparta con los demás por medio de su presentación en la Feria. Proyectos de investigación científica El proyecto se inscribe en esta categoría cuando la pregunta formulada no tiene una respuesta conocida y responderla implica generar nuevo conocimiento o reconceptualizar el ya existente. Proyectos de innovación tecnológica y social Conjunto de acciones que conducen a generar conocimiento o desarrollo tecnológico, es decir, que permita derivar algún tipo de aplicación o transferencia de ese conocimiento a un público específico. Esta aplicación se ve representada en servicios o productos que pueden X ser catalogados como una invención (nuevo) o una innovación (aplicación exitosa de la invención). Ejemplo: la adaptación de una tecnología existente a condiciones diferentes, una herramienta que permita dar solución a un problema social. Selección de la modalidad del (de los) investigador(es): Marque con Modalidad una X Modalidad II. Educación básica primaria (1°- 5°) Modalidad III. Educación básica secundaria (6° - 9°) Modalidad IV. Media vocacional (incluye media técnica) (10°-11°) X Estudiantes investigadores que pertenecen a varias modalidades. Nota aclaratoria: proyectos presentados por semilleros de ciencia o agrupaciones similares serán clasificados por la organización de la Feria CT+I, bajo los siguientes criterios: el grado de escolaridad al que pertenece la mayoría de los estudiantes o según el estudiante de más alto grado.
  • 3. DATOS PERSONALES DE LOS INVESTIGADORES Estudiantes que hacen parte de la investigación. Sugerimos máximo 3 estudiantes por grupo, pero podrán presentarse hasta 6 por grupo. En ese caso, agregar las filas necesarias para incluir a todos los estudiantes en este formato Nombre del investigador principal Estefanía Espinosa Soto (estudiante encargado de las comunicaciones con la María Salome Vergara Feria y con el asesor) Andrés Felipe Gómez Grado del investigador principal DÉCIMO estefaniaespinosasoto414@gmail.com Dirección electrónica del investigador salome0297@gmail.com principal andresfelipe5815@gmail.com 4412413 - 3146218718 Teléfono (fijo y celular) del investigador 5833432 - 3116149587 principal 2128062 - 3124775876 96052015178 Documento de identidad del investigador 97020208558 principal 96071815827 Nombre del coinvestigador Juan Camilo Mejía Castro Daniel Yesid Giraldo (los coinvestigadores son los otros estudiantes Stiven Betancur investigadores que hacen parte del proyecto) Grado del coinvestigador DÉCIMO juancho5060@gmail.com Dirección electrónica del coinvestigador daniel254211@gmail.com Jeb.poet@gmail.com 5730372 Teléfono (fijo y celular) del 2160394 - 3117928644 coinvestigador 2370566 Documento de identidad del 97011111584 coinvestigador
  • 4. DOCENTE ACOMPAÑANTE (Puede ser más de uno. En ese caso, agregar las filas necesarias) Nombre del docente Clementina Buitrago Arboleda Área del docente Tecnología e informática Dirección electrónica del docente Clemen07@gmail.com Teléfono (fijo y celular) del docente 3016276819 - 2506996 Documento de identidad del docente 51.594.676 Nombre: Ricardo Andrés Buitrago Arboleda Teléfono: 3016865797 - 2864778 ASESOR Si su proyecto ha recibido asesoría por parte de un Documento de identidad: 8.175.526 investigador o empresario y desean continuar con Correo electrónico: esta asesoría, o si conocen a alguien que puede asesorar el proyecto, por favor indique los datos de ricardo.buitrago@hotmail.com contacto de la persona Vinculación (entidad para la que trabaja): IDOO INSTITUCIÓN EDUCATIVA, COLEGIO U ORGANIZACIÓN A LA QUE PERTENECEN LOS ESTUDIANTES I.E COLEGIO LOYOLA PARA LA CIENCIA Y Nombre de la institución LA INNOVACIÓN MEDELLÍN Municipio Nombre del adulto responsable de administrar los recursos MARY LUZ RODRÍGUEZ GIRALDO En caso de que el proyecto resulte seleccionado para su financiación. El adulto deberá ser un docente o un padre de familia 16 MESES Duración del proyecto (en meses) Valor total del proyecto
  • 5. Indicar si este proyecto ha sido presentado o hace parte de otros Se presentó por Ondas el año pasado, pero programas de investigación escolar ahora no pertenecemos a Ondas. (Ejm. Programa ONDAS, RedColsi, Pequeños Científicos, Universidad de los Niños) Indicar si este proyecto es continuación de otro que haya participado de la Feria CT+I en versiones anteriores. LEGUMBRERÍA DOMÓTICA En caso afirmativo indicar nombre exacto del proyecto y año de participación. 2. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO RESUMEN Representa una descripción breve del proyecto que le permite a cualquier lector identificar rápidamente y con exactitud el contenido del mismo: qué van a realizar, cómo y qué esperan obtener. Número máximo de palabras: 250 El grupo Robolution Loyola Team, dando continuidad a la investigación anterior, propone la construcción de un sistema automatizado que incorpore mejoras en la descontaminación, conservación y manipulación de las frutas, para ser utilizado en plazas de mercado y supermercados de cadena, con el fin de minimizar el riesgo de contaminación y proteger la salud del consumidor. El sistema consta de un contenedor de acrílico que protege las frutas de microorganismos que se encuentran en el ambiente, una balanza electrónica con comunicación serial que permite conocer el peso de los alimentos, un sistema inteligente de descontaminación basado en rayos ultravioleta, un sistema de prevención de contaminación automatizado que promueve el uso obligatorio de gel antibacterial, sensores de humedad y temperatura que le sirven al propietario del negocio para conocer el estado y ambiente donde se encuentran las frutas, una red inalámbrica de xbee para transmitir la información a un computador central, y una interfaz grafica diseñada en LabView que permite ver información, precio del producto y redirigir la información a otros computadores, todo esto controlado por un microcontrolador Arduino UNO. La innovación que plantea el proyecto es un importante desarrollo tecnológico que agrupa diferentes herramientas electrónicas para mejorar la calidad de las frutas y verduras. Además estimula la creatividad de los estudiantes en la construcción de sistemas automatizados que benefician la salud de los consumidores. Para su implementación se debe sensibilizar a los consumidores sobre la importancia que tiene la higiene de las frutas para su salud, a los comerciantes crearles la necesidad de la automatización en sus puntos de venta.
  • 6. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Antecedentes del Problema El proyecto se inició en el año de 2011, con una propuesta bastante ambiciosa de Legumbrería Domótica, se tomaron los datos a través de observación directa en diferentes puntos de venta de frutas y verduras, partiendo de estos datos se desarrolló un sistema automatizado en acrílico para la protección de las frutas y verduras expuesta al ambiente, una balanza electrónica con comunicación serial que permitía conocer el peso de los alimentos, un sistema automatizado de descontaminación basado en ultravioleta controlado con un microcontrolador de Motorola, y una interfaz grafica diseñada en LabView que mostraba información nutricional de éstas. Robert E en su manual de Almacenamiento comercial de frutas, legumbres y existencias de floristerías y viveros, presenta un estudio sobre las condiciones requeridas para un buen almacenamiento de frutas frescas y legumbres. Brian R. y su equipo de trabajo propone un sistema de eliminación de microorganismos patógenos empleando energía ultravioleta. Realizaron pruebas solo en manzanas rojas, lechugas y tomates. El Servicio de Investigación Agrícola (ARS, en sus siglas inglesas) de Pensilvania estudia un nuevo sistema de higienización de frutas y vegetales capaz de reducir la presencia de bacterias en la superficie de estos productos. El tecnólogo de alimentos Gerald M. Sapers y el microbiólogo Bassam A. Annous, aseguran que el nuevo sistema, que se encuentra en fase experimental, tiene como objetivo mejorar los métodos convencionales de limpiar las frutas y los vegetales y para desarrollar nuevos procesos que eliminan o inactivan los patógenos humanos asociados con las verduras,. Los expertos, que trabajan en la Unidad de Investigación de Tecnologías de Intervención sobre la Seguridad de Alimentos, se han basado en el uso de cloro y otros productos de saneamiento capaces de reducir los niveles micróbicos sin penetrar las rajas de la piel de frutas y vegetales. Estos procesos se han basado en la aplicación, dentro de un tanque y a diferentes temperaturas, de peróxido de hidrógeno y agua caliente en manzanas. Cuando la temperatura alcanzada ha sobrepasado los 60ºC se ha podido observar un descoloramiento de la fruta. Este proceso, basado en la aplicación de temperaturas elevadas, se completa con otros métodos experimentales. Entre otros, se encuentra el tratamiento de vapor, la aplicación de soluciones de saneamiento en un vacío, el tratamiento de las manzanas inoculadas y otras frutas y vegetales con vapores antimicóticos y el uso de una pasta abrasiva para pulir los patógenos de las frutas y
  • 7. los vegetales. La investigación, presentada recientemente en el encuentro nacional de la American Chemical Society, lavar las frutas y verduras solamente, aun usando desinfectantes o gotas de lavandina, en ciertos casos puede no ser suficiente. Por ese motivo se está ensayando con un tratamiento alternativo basado en la irradiación. Justificación del estudio Del manejo adecuado que se le da a las frutas dentro de un negocio donde éstas son comercializadas depende la calidad, frescura e higiene que el producto exhibe a la hora de venderse, dicha calidad puede verse afectada por diversos factores tales como la manipulación inadecuada por parte del personal del negocio o por parte de los consumidores, por el almacenamiento y distribución incorrecta, o por el tiempo que la fruta lleva en el punto de venta. La Comisión Mexicana para la Cooperación con Centroamérica en el Manual de Almacenamiento y Transporte de Frutas y Hortalizas presenta los riesgos a los que están expuestas las frutas y verduras: bilógicos, químicos y físicos. Además muestra la normatividad y reglamentación que rigen todo el proceso de las frutas desde la cosecha hasta el punto de venta. En Colombia todo lo relacionado con producción, procesamiento, transporte, almacenamiento y comercialización de frutas y verduras se encuentra reglamentado por medio de la resolución 14712 de1984 del Ministerio de Salud, además por el decreto 3075 de 1997 expedido por el presidente de la república de Colombia en el cual se regulan los procedimientos de limpieza y desinfección que deben satisfacer las necesidades particulares del proceso y del producto de que se trate; sin embargo en un 60% estas normas son acatadas hasta llegar a los puntos de venta donde son expuestas a la contaminación del ambiente. Para comprobar lo anterior el equipo Robolution observó la contaminación a la que están expuestas las frutas y verduras en los diferentes tipos de puntos de venta, encontrando resultados alarmantes porque un producto es manipulado por los clientes, entre 7 y 9 veces antes de comprarlo. Por lo tanto, dicha fruta puede acumular en su superficie, residuos orgánicos humanos, sustancias tóxicas o fuentes microbianas patógenas, lo que ocasionará el deterioro de su calidad, puede disminuir su tiempo de conservación y por ende, generar enfermedades en los consumidores. Además los ambientes no siempre fueron los más adecuados y los consumidores no están al tanto del estado de frescura de los mismos. El proyecto “Tienda de frutas y verduras Domótica”, nace ante la necesidad de conservar la calidad de las frutas y verduras y de prevenir enfermedades
  • 8. ocasionadas por la mala manipulación de éstas. Los estudiantes empezaron a desarrollar propuestas, entre ellas la más viable e innovadora fue iniciar con el desarrollo de un “Dispensador de frutas y verduras para una tienda Domótica”, un sistema capaz de combatir y disminuir la contaminación de las frutas por agentes patógenos, controlar la humedad relativa y la temperatura, pesar los productos y presentar sus propiedades nutricionales. Se inició el desarrollo de este proyecto en el contexto de la “FIRST Lego League” (FLL), una competencia promovida internacionalmente por la organización FIRST, de su siglas en inglés “For Inspiration and Recognition of Science and Technology” y otros patrocinadores como National Instruments, Lego, NASA, entre otros. Se considera que la innovación que plantea el proyecto es un importante desarrollo, no solo porque estimula la creatividad, el trabajo en equipo, el desarrollo de habilidades y destrezas tecnológicas y el impulso a la construcción de mecanismos automatizados que sirvan para mejorar las condiciones en la manipulación de las frutas, sino además, porque tiene un gran impacto social al proteger la salud de los consumidores. - Formulación del problema: (enunciado descriptivo) Sistema automatizado que permita dispensar, descontaminar, pesar y conservar la calidad de las frutas para beneficiar la salud del consumidor e impulsar el desarrollo tecnológico de los puntos de venta. OBJETIVOS Objetivo general Desarrollar un sistema automatizado que permita dispensar, descontaminar, conservar, pesar y empaquetar las frutas, para su comercialización en almacenes de cadena y plazas de mercado a nivel nacional. Objetivos específicos: • Identificar los tipos de microorganismos a las que están expuestas las frutas en plazas de mercado y en almacenes de cadena. • Evaluar los factores que inciden en el proceso de maduración acelerado en las frutas. • Construir la estructura externa del dispensador.
  • 9. Elaborar un sistema automatizado para descontaminar y conservar las frutas empleando luz ultravioleta. • Programar un software desarrollado en LabView que informe a los usuarios de los usos y nutrientes de la fruta elegida. • Automatizar el proceso de lavado de manos mediante la detención de personas por medio de un sensor de distancia. • Sensar la humedad relativa y la temperatura dentro del dispositivo para informar al propietario y al consumidor sobre el estado de frescura de las frutas. • Evaluar la implementación de sustancias químicas comerciales para eliminar microorganismos patógenos en las frutas. • Incorporar una pantalla LCD de color que proporcione información nutricional de las frutas y el sensado de variables. • Incorporar una red inalámbrica XBEE entre el dispositivo y computador central que maneje la información de los diferentes dispositivos periféricos. • Automatizar un proceso de pesado mediante la incorporación de una tarjeta o placa sumadora que proporcione una capacidad de 2 kilogramos. • Ensamblar el sistema. MARCO TEÓRICO O CONCEPTUAL - Se entiende por automatización un sistema donde se trasfieren tareas de producción, realizadas habitualmente por operadores humanos a un conjunto de elementos tecnológicos. Un sistema automatizado consta de dos partes principales: Parte de Mando, Parte Operativa. La Parte Operativa es la parte que actúa directamente sobre la máquina. Son los elementos que hacen que la máquina se mueva y realice la operación deseada. Los elementos que forman la parte operativa son los accionadores de las máquinas como motores, cilindros, compresores y los captadores como fotodiodos, finales de carrera. La Parte de Mando suele ser un autómata programable (tecnología programada), aunque hasta hace bien poco se utilizaban relés electromagnéticos, tarjetas electrónicas o módulos lógicos neumáticos (tecnología cableada). El pesado: la báscula (del francés bascule) es un aparato que sirve para pesar. Normalmente una báscula tiene una plataforma horizontal sobre la que se coloca el
  • 10. objeto que se quiere pesar. Dado que, a diferencia de una romana, no es necesario colgar el objeto a medir de ganchos ni platos, resulta más fácil pesar cuerpos grandes y pesados encima de la plataforma, lo que hizo posible construir básculas con una capacidad de peso muy grande, como las utilizadas para pesar camiones de gran tonelaje. Las plantas de producción automática de alimentos balanceados disponen de tres sistemas de pesaje. El sistema de pesaje tiene una precisión muy alta. Aquí se muestra el error en la dosificación de los micronutrientes. 80% de todas dosificaciones se realiza con un error menor de ± 5 gramos. Todo el sistema se maneja desde el FlexMix. Lo que se solicita inscribir, es aplicable en el campo de la industria hortofrutícola, especialmente en el proceso de poscosecha en frutas frescas y consiste básicamente en un sistema de pesaje por deformación electrónica. A lo largo de los años se han conocido diferentes sistemas creados para la evaluación del pesaje de las frutas pero ninguna como en forma de horquilla de un metal tan liviano y económico que va debajo de la cadena de cinta transportadora recibiendo cada vez que pasa la fruta una señal por medio de vibración la que manda por el costado de su pared del lado derecho directamente a un computador la cual no da el peso aproximado de la fruta que va pasando sobre este sistema de horquilla sobre sus cuatro o dos puntos de pesaje. Caracterizada para captar el peso de la fruta a través del contacto con la pieza. La FAO considera que el empaque de frutas y hortalizas debe satisfacer los requerimientos tanto del producto como del mercado. Se considera necesario el empaquetado porque permite: proteger el producto en todas las etapas del proceso de mercadeo desde el productor al consumidor; eliminar la manipulación Individual del producto para de este modo, acelerar el proceso de mercadeo y uniformizar el número de unidades del producto por envase de modo que todos los comerciantes manejen cantidades estandarizadas En cuanto a la higiene y preservación de las frutas y verduras se deben tener instalaciones apropiadas y disponer de un abastecimiento suficiente de agua potable caliente y fría. Según el decreto 3075 de 1997 expedido por el presidente de la república de Colombia dicta “Los procedimientos de limpieza y desinfección deben satisfacer las necesidades particulares del proceso y del producto de que se trate” En la actualidad, la higiene en una plaza de mercado, no cumple con las normas establecidas, ya que se encuentran plagas que pueden contaminar y provocar infecciones y enfermedades en el usuario.
  • 11. METODOLOGÍA Se propone un ciclo que se realimenta puesto que la metodología se basa en un modelo PHVA (Planear, Hacer, Verificar y Actuar), en el cual después de analizar los resultados se procede a realizar ajustes a todo el sistema para lograr una mejora continua. Transversalmente a todo el desarrollo del proyecto se realiza una revisión bibliográfica en bases de datos indexadas, libros y otras fuentes primarias y secundarias. Fortalecimiento del proyecto: En esta etapa se realiza una retroalimentación del proyecto donde se replantean algunos puntos de la investigación anterior. Principalmente se van a fortalecer la parte biológica, la automatización y el diseño del dispensador de frutas. Planeación: En esta etapa hizo la planeación de todas las actividades que se realizarán durante todo el proyecto, se asignaron tareas específicas a cada miembro del equipo, el presupuesto y el anteproyecto. Análisis biológico: Se realizaran visitas a diferentes almacenes y plazas de mercados de la ciudad con el fin de observar los diferentes factores que pueden afectar las frutas por medio de la manipulación por parte de los clientes y los empleados del lugar. Además se realizaran cultivos in vitro para la identificación de microorganismos en frutas como la pera y la manzana, extrayendo muestras de almacenes de cadena y plazas de mercado. Etapa de Diseño: En este paso se muestran los cambios que se le hacen al prototipo: Se innovó el diseño del dispensador externo, se removió la parte del pesado, se cambió la ubicación de los elementos, se le añadió al frente el sensor de proximidad que nos dice cuando alguien uso el gel, la pantalla táctil que nos muestra la información nutricional de la fruta además la información que proveen los sensores, un parlante para que la información nutricional de las frutas sea también por medio
  • 12. de sonido ya que muchas veces las personas no leen. También se cambió el diseño de la compuerta ya que esta se encontrará en la parte superior y se abrirá completamente, dentro del prototipo se incorporó la luz ultravioleta en la parte superior al igual que los sensores de humedad relativa, temperatura y luminosidad, en la parte exterior se ubicaron los motores para que abran la compuerta y por seguridad se colocaron dos para que la compuerta pueda abrir fácilmente. Etapa de Negociación: Con esta etapa se busca la viabilidad del proyecto comercialmente, es decir, se presenta ante empresarios interesados en implementar equipos automatizados en la conservación de frutas y verduras, logrando así patrocinio para el desarrollo del proyecto. Construcción Esta etapa se hará la construcción de un dispensador en acrílico, una balanza electrónica con comunicación serial que permite conocer el peso de los alimentos, un sistema inteligente de descontaminación basado en rayos ultravioleta, un sistema de prevención de contaminación automatizado que promueve el uso obligatorio de gel antibacterial, sensores de humedad y temperatura que le sirven al propietario del negocio para conocer el estado y ambiente donde se encuentran las frutas, una red inalámbrica de xbee para transmitir la información a un computador central, y una interfaz gráfica diseñada en LabView que permite ver la información, precio del producto y redirigir la información a otros computadores, todo esto controlado por un microcontrolador Arduino UNO. Etapa de prueba: Para la verificación de la balanza del sistema se realizara una medición con una masa patrón de dos kilogramos, se compara la temperatura y humedad relativa sensadas por el prototipo con un termo higrómetro patrón, revisara la comunicación serial entre el sistema y la pantalla y el parlante. Se realizará una prueba piloto en la cual se almacenarán frutas en el prototipo durante un determinado tiempo, registrando los valores arrojados por el sistema. Y se compararán los resultados con frutas de características similares que se dejarán expuestas al ambiente, durante el mismo tiempo. Análisis de resultados: Se partirá de los resultados obtenidos de las pruebas para analizar el desempeño del sistema frente a lo obtenido con los patrones y las frutas dejadas al ambiente.
  • 13. RESULTADOS ESPERADOS POTENCIALES BENEFICIARIOS Los benefeciarios directos son todas las personas que consumen frutas y verduras, quienes tienen los elementos necesarios para exigir la calidad de los alimentos que consumen y proteger su salud. Los beneficiarios indirectos todos los comerciantes de las plazas de mercado, supermercados de cadena, quienes tendrán la oportunidad de brindar a todos los consumidores alimentos con alta calidad en limpieza e introducir tecnología en sus negocios. IMPACTOS ESPERADOS Disminución de contaminación en las frutas y verduras y por ende la prevención de enfermedades causadas por éstas. Gran aceptación por la comunidad educativa de la institución. Aceptación en la feria de Ciencia y Tecnología de Parque Explora. PROYECCIÓN A LARGO PLAZO El grupo de Robótica de la institución educativa, tiene como proyección a largo plazo, continuar con la investigación e iniciar el desarrollo de sistemas automatizados, para comercializarlos y así ir implementando la Tienda de frutas y verduras Domótica. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS -BRIAN R. Yaun, susan s. Sumner, joseph d. Eifert, joseph e. Marcy. Inhibition of pathogens on fresh produce by ultraviolet energy. International Journal of Food Microbiology [online] 90 (2004) 1 – 8. Estraído de: www.sciencedirect.com/ -CABALLERO Torres, Angel E. Higiene de los Alimentos.INHA. Microtoxinas_alimenticias_aflatoxina 2008. D. RICO, a.b. Martin-diana a, j.m. Barat and c. Barry-ryan. Extending and measuring the quality of fresh-cut fruit and vegetables: a review. Trends in Food Science & Technology [online] 18 (2007) 373e386. Extraído de:www.sciencedirect.com/ -Documento. I. Viñas, N. Teixidó, M. Abadias, R. Torres y J. Usall: los fungicidas de síntesis en el control de las enfermedades postcosecha. Centro UdL-IRTA, Rovira Roure 191, 25198-
  • 14. Lleida. -INSTITUTION Of Chemical Engineerstrans Icheme. Inhibition of pathogens on fresh produce by ultraviolet energy. Vol 81, Part C, Marzo 2003. Extraído de: www.ingentaconnect.com/ -MINISTRO DE SALUD. Reglamentación de la producción, procesamiento, transporte, almacenamiento y comercialización de vegetales como frutas y hortalizas elaboradas. Bogotá: Ministerio de salud, 1984. (Resolución 14712). -PLANELLA, Isidro. Agroindustria y Desarrollo Económico. Bogotá: ICA, 1986. Extraído de: books.google.com/books?hl=es&lr=&id=QdcOAQAAIAAJ&oi=fnd&pg=SA9- PA1&dq=contaminacion+den+plazas+de+mercado&ots=naPYaXtE1T&sig=0T2Q7fm5SWG PIKXYWIzPwVX -SAGARPA (Secretaría de agricultura, ganadería Desarrollo social, pesca y alimentación y la Comisión General Mexicana para la cooperación Iberoamericana). Manual de almacenamiento y transporte de frutas y hortalizas frescas en materia de Inocuidad. -ROBER E.Hardenburg. Alley e.watada. Chien yi wand. Almacenamiento comercial de frutas, legumbres y existencias.Traducción del Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura (IICA). Costa Rica 1988.
  • 15. CRONOGRAMA ACTIVIDAD 1ER SEMESTRE 2DO SEMESTRE CONTINUACIÓN 2013 2012 2012 Revisión fase inicial del proyecto 2011 Enero 26-30 Planteamiento del título y descripción del proyecto. Febrero 2-4 Replanteamiento del problema y revisión bibliográfica Febrero 9 al 23 Restructuración de objetivos Marzo 1-2 Marco Teórico Marzo 8 al 24 Metodología Marzo 26 al 30 Cronograma y presupuesto Abril del 1 al 20 Diseño en 3D del dispensador automatizado Abril 9 al 30 Negociación de la propuesta a empresarios Mayo 7 al 18 CONSTRUCCION, DESARROLLO Y PRUEBAS: Construcción del dispensador en acrílico Mayo 8 al 30 -Sensado de la humedad relativa y la Junio 1 al 15 temperatura. Programación del software en LabView. Junio 1 al 15 Automatización del lavado de manos Junio del 25 al 30 Incorporación de pantalla LCD. Julio 10 al 20 Programación de la pantalla LCD Julio 10 al 20 Incorporación de la red inalámbrica XBEE entre el dispositivo y computador central. Agosto 1 al 20
  • 16. Prácticas Biológicas con la Luz Agosto 1 al 20 Ultravioleta Evaluar los factores que inciden en el Julio 16 a Agosto proceso de maduración 13 acelerado en las frutas. Identificar los tipos de microorganismos a las que están expuestas las frutas en Mayo 15 a junio 10 plazas de mercado y en almacenes de cadena. Evaluar sustancias químicas comerciales para eliminar microorganismos Agosto 1 al 30 patógenos en las frutas. Automatizar un proceso de pesado mediante la incorporación de una tarjeta Septiembre 1 a o placa sumadora que proporcione una Noviembre 15 capacidad de 2 kilogramos. Octubre 1 Febrero - marzo Ensamble y pruebas Revisión Bibliográfica Enero a junio Julio a noviembre
  • 17. PRESUPUESTO FORMATO PARA EL PRESUPUESTO (agregar las filas necesarias)
  • 18. Justificación Entidad (de acuerdo con las Valor Valor que Rubro Cantidad actividades del unitario total financia cronograma) (fuente) Para realizar el diseño de Balso los 10 $2.500 $25.000 Sin definir Mecanismos de pesado Para el empaquetamiento Paquete de de 2 $3.000 $6.000 Sin definir bolsas Las frutas al terminar el proceso Para darle color y adornar Vinilos 7 $700 $4.900 Sin definir el prototipo Para dar firmeza al Alfileres 1 2.200 2.200 Sin definir prototipo en su interior Para desarmarla y extraerle las celdas de Gramera 3 30.000 90.000 Si definir carga y utilizarlas para la tabla sumadora XBEE Para la comunicación 2 $120.000 $240.000 C+D inalámbrica Tarjeta Para realizar la conexión 1 $6.000 $6.000 C+D sumadora de las celdas de carga Sensor de Para que cense la 1 $43.500 $43.500 C+D humedad humedad dentro del dispositivo Arduino Para programar toda la 1 $70.000 $70.000 C+D parte electronica Base xbee para Para darle soporte al 1 $70.000 $70.000 C+D arduinos arduinos Pantalla Touch- Para mostrar la 1 $190.000 $190.000 C+D Scream 4D información nutricional de las frutas Cable de Para programar la pantalla 1 $70.000 $70.000 C+D programación de la pantalla Sensor de Para que sense la 1 $7.000 $7.000 C+D temperatura temperatura dentro del dispositivo Sheilt general 1 $38.000 $38.000 C+D para arduino Kid de Para la complementación 1 $20.000 $20.000 C+D Electronica de los elementos general previamente vistos Elementos: Para la perfilación del $90.000. 90.000. Sin definir cinta de prototipo. Materiales para enmascarar, el acabado y presentación. escuadra de refuerzo, esquinero plano, lámina de acrílico, frutas decorativas Motortool Para ensambles 1 $ 49.000. 49.000. Sin definir electrónicos
  • 19. ASPECTOS DE SEGURIDAD Y CONSIDERACIONES AMBIENTALES Durante el proceso investigativo se tienen normas establecidas en el laboratorio de robótica en especial con el uso de las herramientas electrónicas, como el cuidado con la energía, la soldadura. En el manejo de laboratorio biológico se cuenta también con el personal especializado para orientar los procesos. ASPECTOS BIOÉTICOS El grupo de Robótica Robolution Loyola Team, es un grupo que trabaja en equipo colaborativo, siempre teniendo presente el respeto por todas las personas, Mantienen la unión, la honestidad y ante todo el compromiso con el trabajo que realizan. Medellín, 23 de abril de 2012