LABORATORIO Nº1 Fuerzas y gasto energético en el uso de la máquina pulverizadora de tipo manual.

...

[pic 13]

[pic 14]

[pic 15]

2Sistema de transmisión de la máquina pulverizadora

Finalmente presentamos una gráfica que nos muestra la relación que existe entre la fuerza ejercida por el operario y registrada por la celda de carga y la presión medida por el manómetro instalado en la pulverizadora.

[pic 16]

3. Presión vs fuerza aplicada.

Observamos que existe una gran diferencia entre el valor de la fuerza necesaria para accionar el émbolo y la fuerza y la registrada por la celda de carga en la palanca de accionamiento. Esto, además de a posibles errores por equipos de medición des calibrados o a dificultades de observación exacta de un valor único en el dinamómetro, puede deberse por un lado a que la celda de carga toma en cuenta la fuerza que ejerce el operario para sostenerla contra la palanca de accionamiento, y por otro lado, también podría atribuirse estas discrepancias a un mal diseño del equipo que, por la disposición de las diversas piezas de la pulverizadora, obliga al operario a imprimir fuerzas bajo condiciones ineficientes de transmisión hacia el émbolo, lo cual hace que no se haga uso de la totalidad de la fuerza en la tarea de accionamiento del pistón.

Medición del gasto energético

Para la determinación del gasto energético necesario para la realización de la labor agrícola de fumigador se utilizará el método de análisis de los componentes de la actividad (metabolismo basal y actividad específica), según parámetros establecidos en la norma ISO 8996 y acogidos por la norma NTP 323 (Determinación del metabolismo energético).

Esta metodología toma como parámetros de determinación el área superficial del operario, la edad, el sexo entre otros.

En primer lugar, haciendo uso de las tablas proporcionadas en la citada norma, encontramos el gasto energético para las labores básicas de respiración y demás funciones vitales del cuerpo, las cuales se definen como metabolismo basal, para un operario entre 22- 23 años, sexo masculino y con una superficie corporal estándar de 1,8 m^2.

[pic 17]

Según (Cuixart & Mendaza, n.d.) el consumo metabólico que se registra para una labor agrícola de este tipo (andar a una velocidad promedio de 2km/h con una carga aproximada de 26 kg) está dado por;

[pic 18]

Para calcular la velocidad a la cual es operario manipula el implemento, se calculó el ángulo total de la palanca desde el mango hasta la barra giratoria, por medio del teorema de coseno:

[pic 19]

[pic 20]

Asumiendo 15 accionamientos en la aplicación de la práctica (que para nuestro caso duró 90 segundos):

[pic 21]

Se calcula la velocidad:

[pic 22]

Se calcula la potencia:

[pic 23]

[pic 24]

[pic 25]

Entonces la tasa metabólica total está dada por;

[pic 26]

Dado que las normas recomiendan un gasto energético máximo de 2 MJ, de la definición de energía podemos obtener el tiempo máximo que debería desarrollar la labor;

[pic 27]

[pic 28]

Conclusiones

- Como vemos este tipo de maquinaria, aunque presenta bondades en cuanto a su capacidad de llegar a casi cualquier terreno, no puede ser usado por grandes cantidades de tiempo ya que una labor de carga de 26 kg en pendientes pronunciadas, presenta grandes requerimientos energéticos.

- La fuerza que imprimió el operario durante la práctica fue muy alta en comparación a la que requiere el émbolo para entrar en funcionamiento. Este hecho permite plantear la hipótesis de que el sistema de funcionamiento de la máquina no es del todo ergonómico y eficiente.

- Los grandes requerimientos energéticos que solicita esta labor bajo condiciones típicas de alta pendiente impiden que la labor se lleve a cabo de manera continua por grandes periodos de tiempo.

Bibliografía

Augsburger, H. K. M. (1991). Bd 6. Pulverizadoras manuales tipo mochila.

Cuixart, S. N., & Mendaza, P. L. (n.d.). NTP 323: Determinación del metabolismo energético.

Diego-Mas, Jose Antonio. Estimación de la tasa metabólica. Ergonautas, Universidad Politécnica de Valencia, 2015. Disponible online: http://www.ergonautas.upv.es/herramientas/tasamet/tasamet.php