Desarrollo de una plataforma mecatrónica móvil para la cosecha asistida de café

Abstract

La cambiante topografía colombiana, la luminosidad, un rango de temperatura favorable y una adecuada distribución lluvias durante el año hacen que el café colombiano sea famoso por su calidad, aroma y sabor. Junto a estas condiciones climáticas y geográficas, la cosecha manual de café garantiza que sólo los mejores granos de café sean seleccionados para su procesamiento. Aunque el trabajo manual constituye actualmente el 50% del costo en la producción de café colombiano, los trabajadores del café ganan salarios muy bajos. Los bajos salarios hacen que las labores relacionadas con el café sean cada vez menos atractivas para los habitantes de las zonas cafeteras. Este fenómeno está creando una disminución abrumadora en la fuerza laboral para el cuidado, la cosecha y la poscosecha del café. Por lo tanto, la agricultura de precisión (agricultura realizada por robots o con su colaboración) se considera como una posible solución a la creciente ausencia de mano de obra humana. Las asociaciones de productores de café están promoviendo soluciones mecánicas que dependen de operadores humanos para abordar este problema temporalmente. Un sistema de recolección robótico sería un paso más en la solución a la escasez de mano de obra. Por consiguiente, el objetivo principal de esta investigación es diseñar una plataforma mecatrónica que realice y ayude a las tareas agrícolas, centrándose en la cosecha de café en terrenos de alta pendiente. En el proyecto se describe el proceso de diseño a partir de la elección de una morfología de plataforma móvil adecuada para el terreno hasta llegar al modelado y simulación de CAD en 3D como etapas previas a una futura construcción de un prototipo funcional. Durante el desarrollo del proyecto se aplicaron metodologías de diseño específicas a cada etapa del diseño mecatrónico. La fortaleza de la utilización de estas metodologías de diseño es guiar al equipo de diseño hacia la selección imparcial de la morfología que mejor se adapte a los criterios y los parámetros encontrados al analizar las necesidades del usuario y las condiciones de operación de la plataforma. En el análisis se tuvieron en cuenta algunas tecnologías emergentes en robótica agrícola de precisión. Del mismo modo, la topología y la distribución física de los componentes de la plataforma móvil se seleccionaron en función del diseño estructural y los criterios de análisis realizados en el modelo CAD.