Extenso - Universidad Tecnológica de la Mixteca

PROYECTO: TECNOLOGÍA PARA EL PELADO DE HABA
M. C. Ignacio Hernández Castillo
Jefatura de Ingeniería Industrial
(953) 53 2 03 99 – 670
castillo@mixteco.utm.mx
Resumen
A pesar del desarrollo tecnológico agroindustrial, en la actualidad el proceso de pelado de
haba seca se realiza a mano por comunidades en donde es cultivada esta semilla, las cuales
se dedican a esta actividad por el incremento que le dan al precio de venta.
En el Estado de puebla se produce la mayor cantidad de haba seca a nivel nacional,
lográndose una producción de haba pelada de un kilogramo por hora hombre, cantidad que
no es suficiente para cubrir con las necesidades de la demanda.
En la presentación se dará a conocer el proyecto aprobado por el Fondo Mixto de Fomento
a la Investigación Científica y Tecnológica CONACYT – Gobierno del Estado de Puebla
que tiene como finalidad incrementar la productividad en el procesamiento de haba seca,
disminuir los costos de transformación e incrementar la rentabilidad general del proceso.
Palabras clave: Diseño, Haba, Prototipo, Productividad.
1. Introducción.
La haba es la semilla del fruto del haba cuyo nombre científico es "Vicia faba", también
llamada fabera, habón o habichuela, pertenece a la familia de las Leguminosas
"Leguminosae".
Propia del Oriente Medio, se cultiva desde hace milenios en los países mediterráneos. Su
cultivo se ha extendido a zonas de clima cálido de todo el mundo. Su valor nutritivo
depende si la haba es fresca o seca. Aporta hidratos de carbono, proteínas, fósforo,
magnesio y hierro, siendo estos valores más altos en la haba seca. La legumbre seca es una
de las de mayor contenido proteico, junto con garbanzos y lentejas, pudiendo superar al de
la carne (de 19 a 25 g de cada 100 g), aunque cabe señalar que la calidad nutricional de esta
proteína es inferior. Se trata de proteínas incompletas ya que son deficitarias en un
aminoácido esencial denominado metionina. Este aminoácido se encuentra en buena
proporción en los cereales y tubérculos, por ello, cuando coinciden ambos alimentos como
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ingrediente de un mismo plato (habas con arroz o con patata), aumenta la calidad de la
proteína del plato.
El aporte de hidratos de carbono oscila entre un 55 ó 60%, siendo normalmente el almidón
el componente mayoritario. Además, destaca su elevado aporte de fibra (celulosa,
hemicelulosa y pectina). El contenido en grasa (de tipo insaturado "grasa buena") de las
habas es bajo (1-6%).
Se admite que es buena fuente de vitaminas del complejo B, en concreto de tiamina, niacina
y folatos. En cuanto a los minerales, destacan el potasio, fósforo, magnesio y zinc; además
de una cantidad apreciable de hierro (Tabla 1). El valor nutritivo varía ligeramente según el
método de conservación aplicado. Así, las habas frescas tienen menor cantidad de hidratos
de carbono, por tanto menos calorías. En conserva contienen más sodio debido a la sal
añadida como conservante y las congeladas concentran mayor cantidad de vitamina C.
Tabla 1. Composición nutritiva por 100 gramos
Kcal (n)
Proteína
(g)
Grasa
(g)
Hidratos de
carbono (g)
Fibra (g)
Potasio (mg)
Seca
317,0
19,40
5,0
55,0
15,0
760
Fresca
54,25
4,60
0,40
8,60
4,20
320
Hierro
(mg)
Fósforo
(mg)
Magnesio
(mg)
Vit. B1
(mg)
Niacina
(mg)
Folatos
(mcg)
Seca
9,5
380,0
160
0,35
5,40
140,0
Fresca
1,70
37,8
28,0
0,17
2,80
78,0
La haba tiene un importante aporte de fibra, procedente de la piel (hollejos) facilita la
movilidad intestinal. Las legumbres tienen un índice glucémico bajo, lo que significa que
después de ingerirlas aumenta poco el nivel de glucosa en sangre y gracias al elevado
aporte de fibra el paso de la glucosa a sangre es lento, lo que tiene mucho interés para las
personas diabéticas.
Algunos inconvenientes de consumir habas es para determinadas personas que pueden
desarrollar favismo, un tipo de anemia causada por ingestión de habas o inhalación del
polen de la planta, como resultado de un déficit hereditario de una enzima, aunque se cree
que intervienen también factores de tipo inmunológico. Los síntomas son comunes a otras
anemias: palidez, cansancio, náuseas, fiebre, etc.
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Las habas frescas, se conservan mejor y más tiempo en refrigeración o si no, en un lugar
fresco, seco y protegido de la luz y humedad. Si son secas, no presentan, en general,
problemas para su almacenamiento. Basta conservarlas en un recipiente cerrado y en lugar
fresco y seco. [1]
El cultivo de la haba se lleva a cabo aproximadamente en 17 entidades, siendo las
principales entidades productoras el Estado de México, Puebla, Morelos, Tlaxcala,
Michoacán, Guanajuato, Oaxaca, Baja California, Durango, Veracruz, San Luis Potosí y
Zacatecas. El Estado de Puebla es el primer lugar en producción a nivel nacional (Figura 1).
[2]
Figura 1. Participación de los Estados en la producción de haba seca
2. Problemática
En el Estado de Puebla existe un centro de acopio de haba seca que agrupa a más de 700
socios productores, por lo que los volúmenes que se manejan son sumamente elevados.
La haba seca pelada es altamente demandada por el mercado, por lo que es necesario
realizar tal proceso de pelado que beneficiará a los productores al incrementarse el precio
de venta aproximadamente un 75% en comparación con la semilla de haba sin pelarse. Por
otra parte, la necesidad de los productores individuales para mecanizar este proceso se hace
más demandante una máquina peladora de haba seca, que incremente sus ingresos al
producir una mayor cantidad.
Actualmente, el proceso de pelado de haba se realiza manualmente con la ayuda de una
navaja en forma de gancho (Figura 2), lográndose una producción de un kilogramo de haba
pelada por hora hombre, en donde comunidades enteras se dedican a esta actividad.
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Figura 2. Herramienta utilizada para el pelado de haba
Además de lograrse una baja productividad en el proceso de pelado de haba, las personas
que lo realizan se encuentran en riesgo constante para sufrir alguna cortadura o posibles
lesiones en las articulaciones de los dedos de las manos, sin contar la fatiga creciente que se
desarrolla al realizar esta actividad.
La Secretaria de Desarrollo Rural del Estado de Puebla dentro de la temática de
agroindustria y comercialización tienen identificada la cadena productiva del haba que
abarca las etapas comprendidas en el cultivo, distribución, comercialización y la
fabricación de diversos productos a base de haba. En donde identifican los equipos y
maquinarias necesarios para elevar la productividad de alguna de las etapas consideradas en
la cadena productiva, como son la trilladora, envasadora, quebradora, sistema para la
obtención de harina, enlatadora, freidora, molino, empacadora de forraje y peladora de haba
seca, siendo ésta ultima una de la más importante.
Uno de los productores de haba que tuvo el interés de realizar esta máquina es el Sr. Víctor
Herrera Aguilar, quien ha desarrollado nueve prototipos para pelar haba seca (Figura 3),
siendo el último prototipo que funciona con un desempeño del 20% aproximadamente.
Figura 3. Prototipo de peladora de haba del Sr. Víctor Herrera Aguilar
La Secretaria de Desarrollo Rural del Estado de Puebla se encuentra activa al involucrarse
con los productores agrícolas del estado, logrando identificar de manera concreta la
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necesidad que presentan los productores de haba seca, por lo que buscó el medio necesario
para que se otorgara apoyo económico a instituciones de educación superior o empresas
privadas que generen un nuevo prototipo para incrementar la productividad de pelado de
haba seca por unidad de tiempo y calidad.
3. Convocatoria CONACYT.
En diciembre del año 2008 se dio a conocer la convocatoria 2008 – 1 emitida por el Fondo
Mixto de Fomento a la Investigación Científica y Tecnológica Consejo Nacional de Ciencia
y Tecnología (CONACYT) – Gobierno del Estado de Puebla (Figura 4) [3], en donde se
plantearon presentar las propuestas que respondieran a las demandas establecidas en las
siguientes áreas:
Área 1: Cadena agroalimentaria.
Área 2: Desarrollo social y educativo.
Área 3: Medio ambiente y recursos naturales.
Área 4: Energías alternativas.
Área 5: Desarrollo industrial.
Área 6: Telecomunicaciones.
Figura 4. Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología – Gobierno del Estado de Puebla.
En el área 5, se demandó el punto 5.4 “Desarrollo de Tecnología Innovadoras para el
Pelado del Haba”, modalidad B1, es decir, desarrollo tecnológico precompetitivo, realizado
para el desarrollo con contenido innovador de productos y procesos de alta apropiación,
para beneficio de una comunidad o grupo social; cuyo objetivo es: Incrementar la
productividad en el procesamiento del haba, mediante técnicas innovadoras de
automatización en el pelado del haba en seco para las diversas variedades existentes en el
Estado de Puebla. [4]
4. Propuesta.
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El Cuerpo Académico “Manufactura y Sistemas” conformado por profesores –
investigadores de los institutos de ciencias sociales y humanidades, e industrial, respondió a
la convocatoria mencionada y con el respaldo del Instituto Tecnológico Superior de Atlixco
se solicitó la aprobación del proyecto denominado “Desarrollo de Tecnología Innovadora
para el Pelado del Haba” estableciendo como objetivo general:
“Diseñar, construir y demostrar la funcionalidad de un prototipo de una máquina peladora
en seco de las diversas variedades de haba existentes en el Estado de Puebla, para mejorar
la productividad de la operación de pelado”.
De este objetivo se desglosan tres objetivos específicos:
1. Reducir el tiempo de pelado de haba mediante el uso de la máquina, incrementando
el volumen de procesamiento, para satisfacer la demanda del mercado.
2. Reducir el costo de la operación de pelado de haba, mediante el diseño y operación
óptima de la máquina y con ello mejorar la competitividad de los productores.
3. Mejorar la rentabilidad del proceso de pelado del haba mediante la reducción del
tiempo y costo de procesamiento de grandes volúmenes y mejora de la calidad del producto
final.
El desarrollo del proyecto se planteó en dos etapas a saber (Tabla 2), teniendo como fecha
de entrega el 21 de febrero del 2011.
Tabla 2. Etapas del proyecto.
ETAPA
DESCRIPCIÓN
PRODUCTOS
1
Se analizará los requerimientos y
restricciones del proceso a automatizar,
así como las propiedades de la haba y
evaluar las alternativas para el desarrollo
del diseño del prototipo.
Lista de especificaciones
técnicas y diseño conceptual
del prototipo.
Construcción y pruebas del prototipo de
acuerdo a las especificaciones de diseño.
Prototipo de la máquina
peladora de habas.
Modelo costo beneficio.
Manual de operación.
Trámite para registro de la
patente.
2
FECHA DE
INFORME
21 Abril 2010
21 Febrero
2011
El método a utilizar para el desarrollo del prototipo de la máquina peladora de haba seca
será el desarrollado por Stuart Pugh, Diseño Total (Figura 5), en donde se pretende
determinar la especificaciones de diseño del producto como son: desempeño, vida,
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ambiente, restricciones, seguridad, patentes, clientes, mantenimiento, costo, tamaño,
equipo, peso, estética, calidad, pruebas, documentación, ergonomía, estándares, materiales,
competencia, etc.
Figura 5. Método de Diseño Total
5. Conclusiones.
El proyecto denominado “Desarrollo de Tecnología Innovadora para el Pelado del Haba” es
el primer proyecto aprobado del Cuerpo Académico que obtiene recursos del Fondo Mixto
de Fomento a la Investigación Científica y Tecnológica CONACYT – Gobierno del Estado
de Puebla por la cantidad total de $392,000.00 (Tres cientos noventa y dos mil pesos
00/100 M. N.). [5]
La culminación del proyecto está programada para febrero de 2011, en dos etapas, y como
parte del desarrollo del proyecto se contempla la “Formación de recursos humanos”, es
decir, se integrarán al equipo de trabajo una alumna de nivel licenciatura y un estudiante de
nivel maestría, cuya finalidad es involucrarlos de manera activa en el desarrollo real de un
prototipo y culminar su participación con el desarrollo de tesis para la obtención de su
grado académico.
Por otra parte, se asignó una partida especial para la adquisición de equipos y herramentales
que serán utilizados en el desarrollo del proyecto así como para su divulgación.
6. Referencias.
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IGNACIO HERNÁNDEZ CASTILLO
[1]
http://www.consumer.es/web/es/alimentacion/guia-alimentos/legumbres-ytuberculos/2001/04/10/35019.php, enero de 2009. En línea, accesado el 08 de agosto de
2009.
[2]
http://www.infoaserca.gob.mx/claridades/revistas/093/ca093.pdf, mayo 2001. La
producción de habas en nuestro país. En línea, accesado el 20 de febrero de 2009.
[3]
http://www.conacyt.mx/FONDOS/MIXTOS/Puebla/2008-01/FOMIX-Puebla_200801_Bases-Convocatoria.pdf, diciembre de 2008. En línea, accesado el 26 de junio de 2009.
[4]
http://www.conacyt.mx/FONDOS/MIXTOS/Puebla/2008-01/FOMIX-Puebla_200801_Demandas-Especificas.pdf, diciembre de 2008. En línea, accesado el 26 de junio de
2009.
[5]
http://www.conacyt.mx/FONDOS/MIXTOS/Puebla/2008-01/Puebla_ResultadosDefinitivos_2008-01.pdf, 26 de junio de 2009. En línea, accesado el 03 de agosto de 2009.