Vibración mitigada en el transporte de cajas de frutas mediante dispositivos impresos en 3D
Autores: Sanchez-Cachinero, Pedro; Aguilar-Porro, Cristina; Sola-Guirado, Rafael R.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Vibración mitigada en el transporte de cajas de frutas mediante dispositivos impresos en 3D
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Transporte
Fruta
Vibración
Láminas de metamaterial
Impacto
Geometrías
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
El transporte de frutas recién cosechadas a su punto de recolección se logra principalmente utilizando remolques en terrenos irregulares, lo que genera impactos y vibraciones que afectan negativamente la calidad de la fruta. Aunque se han propuesto algunas soluciones para mitigar estos efectos en estudios anteriores, ninguna de ellas se aplica directamente a la fuente del problema, es decir, las cajas de transporte. En este contexto, las láminas de metamateriales inspiradas en el diseño de aisladores de rigidez casi cero (QZSs) abren la posibilidad de explorar formas de aislamiento de vibraciones gracias a sus características no lineales asociadas. En este trabajo, se fabricaron láminas de ABS con diferentes geometrías internas y se compararon como posibles fondos de cajas de transporte. La reducción de vibraciones no solo protege la integridad física de la fruta, evitando daños visibles como golpes o magulladuras, sino que también conserva sus propiedades químicas, como la textura y frescura, lo que impacta directamente en su vida útil y presentación para la venta. Las variables de diseño analizadas para estas geometrías incluyeron el número de nervaduras, su grosor y su ángulo de inclinación. En estos especímenes, se estudió su comportamiento frente a fuerzas de impacto y su comportamiento dinámico experimental utilizando un agitador electromagnético contra una señal sinusoidal y contra la vibración uniaxial registrada en la base de un remolque en una ruta rural real. Los resultados mostraron que los especímenes con un ángulo de nervadura de 30 grados y un grosor de 0.4 mm mostraron el mejor rendimiento ante impactos y una mayor amplificación de la transmitancia de vibración en estado estacionario. En presencia de la señal registrada en la ruta, se obtuvieron porcentajes de reducción de transmitancia entre un 13% y un 19% en el impacto de aceleración principal.
Descripción
El transporte de frutas recién cosechadas a su punto de recolección se logra principalmente utilizando remolques en terrenos irregulares, lo que genera impactos y vibraciones que afectan negativamente la calidad de la fruta. Aunque se han propuesto algunas soluciones para mitigar estos efectos en estudios anteriores, ninguna de ellas se aplica directamente a la fuente del problema, es decir, las cajas de transporte. En este contexto, las láminas de metamateriales inspiradas en el diseño de aisladores de rigidez casi cero (QZSs) abren la posibilidad de explorar formas de aislamiento de vibraciones gracias a sus características no lineales asociadas. En este trabajo, se fabricaron láminas de ABS con diferentes geometrías internas y se compararon como posibles fondos de cajas de transporte. La reducción de vibraciones no solo protege la integridad física de la fruta, evitando daños visibles como golpes o magulladuras, sino que también conserva sus propiedades químicas, como la textura y frescura, lo que impacta directamente en su vida útil y presentación para la venta. Las variables de diseño analizadas para estas geometrías incluyeron el número de nervaduras, su grosor y su ángulo de inclinación. En estos especímenes, se estudió su comportamiento frente a fuerzas de impacto y su comportamiento dinámico experimental utilizando un agitador electromagnético contra una señal sinusoidal y contra la vibración uniaxial registrada en la base de un remolque en una ruta rural real. Los resultados mostraron que los especímenes con un ángulo de nervadura de 30 grados y un grosor de 0.4 mm mostraron el mejor rendimiento ante impactos y una mayor amplificación de la transmitancia de vibración en estado estacionario. En presencia de la señal registrada en la ruta, se obtuvieron porcentajes de reducción de transmitancia entre un 13% y un 19% en el impacto de aceleración principal.