Simulación de la Respuesta al impacto de la guayaba mediante el Método de Elementos Finitos

Contenido principal del artículo

Leidy Laura Monzón Monrabal
Annia García Pereira
Arianna Plata Cabrera
Arturo Martínez Rodríguez
Lazara Rangel Montes de Oca
Antihus A Hernández Gómez

Resumen

La simulación del comportamiento del fruto de la guayaba (PsidiumGuajava L) variedad Enana Roja EEA 1-23 ante la acción de cargas de impacto, mediante el Método de los Elementos Finitos (MEF), surge a partir de la necesidad de evaluar la posibilidad de utilizar este método de simulación en calidad de tecnología no destructiva para la predicción de daños mecánicos. Frutos de guayaba de la variedad objeto de estudio fueron cosechados en dos estados de madurez (verde-hecho y maduro) y sometidos a experimentación con la finalidad de estudiar el efecto de los esfuerzos en el tejido cuando son sometidos a daños por impacto.Paralelamente se simuló el proceso de impacto mediante el MEF, comparándose los resultados con los obtenidos experimentalmente. Entre los resultados se evidenciaron elevadas potencialidades del MEF para la simulación de daños en guayaba impactada sobre concreto y sobre madera con una precisión de 85% a 98 % para las frutas en estado de maduración verde-hecho y de 72% a 81 % para las frutas maduras. Las corridas de simulación con herramientas de elementos finitos mostraron que, para los frutos maduros sometidos a una altura de caída de 0,5 y 1 m, respectivamente,sobrelas superficies objeto de estudio, el esfuerzo en el área de impacto de la fruta resultó superior al límite elástico del tejido del fruto, que resultó en el orden de los 40 kPa.

Detalles del artículo

Cómo citar
Monzón Monrabal, L. L., García Pereira, A., Plata Cabrera, A., Martínez Rodríguez, A., Rangel Montes de Oca, L., & Hernández Gómez, A. A. (2019). Simulación de la Respuesta al impacto de la guayaba mediante el Método de Elementos Finitos. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 28(4). Recuperado a partir de https://revistas.unah.edu.cu/index.php/rcta/article/view/1184
Sección
Artículos Originales

Citas

ARVELO, M.A.; GONZÁLEZ, L.D.; MAROTO, S.; AMIZUKA, T.; MONTOYA, R.P.: Estado actual sobre la producción, el comercio y cultivo del cacao en América, no. 9292487191, Inst. IICA, Fundación Colegio de Postgraduados en Ciencias, San José, Costa Rica, 2017.

BAETTIG, M.R.: “Determinación del módulo de elasticidad de la madera mediante vibraciones transversales”, Maderas. Ciencia y tecnología, 3(1-2): 44-51, 2001, ISSN: 0718-221X.

BERARDINELLI, A.; DONATI, V.; GIUNCHI, A.; GUARNIERI, A.; RAGNI, L.: “Damage to pears caused by simulated transport”, Journal of Food Engineering, 66(2): 219-226, 2005, ISSN: 0260-8774.

CHÁVEZ, S.; BEILHARZ, T.; RONDÓN, G.A.; ERDJUMENT, B.H.; TEMPST, P.; SVEJSTRUP, Q.J.; LITHGOW, T.; AGUILERA, A.: “A protein complex containing Tho2, Hpr1, Mft1 and a novel protein, Thp2, connects transcription elongation with mitotic recombination in Saccharomyces cerevisiae”, The EMBO journal, 19(21): 5824-5834, 2000, ISSN: 0261-4189.

CIRO, V.H.J.; OSÓRIO, S.J.: “Avance experimental de la ingeniería de postcosecha de frutas colombianas: resistencia mecánica para frutos de uchuva (Physalis peruviana l)”, Dyna, 75(154), 2008, ISSN: 0012-7353.

GARCÍA, P.A.; HERNÁNDEZ, G.A.; GARCÍA, T.Y.; YIRAT, B.M.: “Establecimiento del período óptimo de almacenamiento para guayaba, mandarina y tomate guardados a temperatura ambiente”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 17(3), 2008, ISSN: 1010-2760.

GEJIMA, Y.; ZHANG, H.; NAGATA, M.: “Judgment on level of maturity for tomato quality using L* a* b* color image processing”, En: Proceedings 2003 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM 2003), Ed. IEEE, vol. 2, pp. 1355-1359, 2003, ISBN: 0-7803-7759-1.

JHA, S.N.; BARREIRO, E.P.; NARSAIAH, K.; GUPTA, M.; BHARDWAJ, R.; ASHISH K S: “Non-destructive prediction of sweetness of intact mango using near infrared spectroscopy”, Scientia Horticulturae, 138: 171-175, 2012, ISSN: 0304-4238.

KADER, A.A.: Postharvest Technology of Horticultural Crops, Inst. University of California, Oakland, USA, 535 p., 2002.

KNEE, M.: Fruit quality and its biological basis, Ed. Crc Press, vol. 9, 2002, ISBN: 0-8493-9781-2.

KNEE, M.; MILLER, A.R.: “Mechanical injury”, Fruit quality and its biological basis, : 157-179, 2002.

LEWIS, R.; YOXALL, A.; CANTY, L.; ROMO, E.R.: “Development of engineering design tools to help reduce apple bruising”, Journal of Food Engineering , 83(3): 356-365, 2007, ISSN: 0260-8774.

LEWIS, R.; YOXALL, A.; MARSHALL, M.B.; CANTY, L.A.: “Characterising pressure and bruising in apple fruit”, Wear, 264(1-2): 37-46, 2008, ISSN: 0043-1648.

LÓPEZ, C.A.F.; GÓMEZ, A.V.H.J.: “Comparison of color indexes for tomato ripening”, Horticultura Brasileira, 22(3): 534-537, 2004, ISSN: 0102-0536.

MARTÍNEZ, C.M.: “Fundamentos del manejo y tratamiento postcosecha de productos agrícolas, 257pp”, Universidad Central de las Villas, Santa Clara, Cuba, 2003.

MARTÍNEZ, H.; PÉREZ, A.; VENEGAS, M.; VALLE, S.: Propiedades físico-mecánicas y simulación por computadora del daño por impacto en guayaba (Psidium guajava L.), Inst. Universidad Autónoma de Chapingo, Chapingo, Texcoco, México, 2017.

MENESATTI, P.; PAGLIA, G.: “PH-Postharvest Technology: Development of a Drop Damage Index of Fruit Resistance to Damage”, Journal of agricultural engineering research, 80(1): 53-64, 2001, ISSN: 0021-8634.

MERCADO, F.J.; LÓPEZ, O.M.; MARTÍNEZ, S.; ALCÁNTARA, G.L.; GARNICA, R.B.: “Aplicación del modelo de contacto de Hertz para la determinación del módulo de elasticidad y del módulo de Poisson en frutos cítricos: lima, limón, naranja y tangerina”, En: VII Congreso Nacional de Ciencia de los Alimentos. Guanajuato, Mexico, pp. 367-373, 2005.

MERCADO, S.F.J.; BENITO, B.P.; DE LOS ANGELES GARCÍA-VELASCO, M.: “Fruit development, harvest index and ripening changes of guavas produced in central Mexico”, Postharvest Biology and Technology, 13(2): 143-150, 1998, ISSN: 0925-5214.

O’BRIEN, M.; GAFFNEY, J.J.: “Principles and Practices for Harvesting and Handling Fruits and Nuts”, In: Postharvest Handling and Transport Operations, Ed. AVI/Van Nostrand, O’Brien, M., B. F. Cargill, R. B. Fridley (Ed.s), New York, USA, pp. 413-470, 1983.

OFICINA NACIONAL DE ESTADÍSTICAS E INFORMACIÓN (ONEI): Anuario Estadístico de Cuba 2016. Agricultura, ganadería, silvicultura y pesca, Inst. Oficina Nacional de Estadísticas e Información (ONEI), La Habana, Cuba, 32-32 p., 2017.

SADRNIA, H.; RAJABIPOUR, A.; JAFARI, A.; JAVADI, A.; MOSTOFI, Y.; KAFASHAN, J.; DINTWA, E.; DE BAERDEMAEKER, J.: “Internal bruising prediction in watermelon compression using nonlinear models”, Journal of Food Engineering , 86(2): 272-280, 2008, ISSN: 0260-8774.

SANTONICO, M.; BELLINCONTRO, A.; DE SANTIS, D.; NATALE, D.C.; MENCARELLI, F.: “Electronic nose to study postharvest dehydration of wine grapes”, Food chemistry, 121(3): 789-796, 2010, ISSN: 0308-8146.

SHIRMOHAMMADI, M.; YARLAGADDA, P.K.; KOSSE, V.; YUAN, T.G.: “Study of mechanical deformations on tough skinned vegetables during mechanical peeling process”, GSTF Journal of Engineering Technology (JET), 1(1): 31-37, 2012, ISSN: 2251-3701.

VALENTE, M.; FERRANDIS, Y.J.: “Evaluation of textural properties of mango tissue by a near-field acoustic method”, Postharvest Biology and Technology, 29(2): 219-228, 2003, ISSN: 0925-5214.

WILLS, R.; GOLDING, J.: An introduction to the physiology and handling of fruits and vegetables, Ed. CABI, Sydney, Australia, 304 p., 2016.

YIRAT, B.M.; GARCÍA, P.A.; HERNÁNDES, G.A.; CALDERÍN, G.A.; CAMACHO, N.A.: “Evaluación de la calidad de la guayaba, variedad enana roja EEA-1-23, durante el almacenamiento a temperatura ambiente”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias , 18(2): 70-73, 2009, ISSN: 1010-2760, E-ISSN: 2071-0054.

YIRAT, M.: Estudio de las propiedades de calidad de la guayaba (Psidiumguajava L.),(variedad Enana roja EEA 1-23), Inst. Univerdidad Agraria de La Habana, San José de las Lajas, Habana, Cuba, 2009.