Trillador de café pergamino
Proponente(s):
MuyqüytaCarreras afines:
Diseño de producto e innovaciónDiseño industrialIngeniería de AlimentosIngeniería de materialesIngeniería eléctricaIngeniería mecánica
Finalizado:
01-May-2025
Ubicación:
Coffee Tresher on the field, Feb 2025
Créditos de la imagen: Diseñada por Diana Rojas
Muyqüyta
https://muyquyta-colombia.org/Fecha de fundación: January 8, 2018Objetivos de desarrollo sostenible
- Rural
Zona
- Agricultura
- Gastronomía
- Hotelería y Turismo
Sector económico
- Emprendimiento Familiar
Tipo de organización
Descripción
¡Bienvenidos a Muyqüyta Colombia, un rincón familiar en el corazón de Miraflores, Boyacá! Somos un emprendimiento de agroturismo rural dedicado a la agroecología circular, donde cada paso que damos busca la armonía entre el ser humano y la naturaleza. Nuestra visión es convertirnos en un modelo de autosostenibilidad, demostrando que es posible producir alimentos y ofrecer experiencias enriquecedoras respetando la flora y fauna. Nos dedicamos a recuperar suelos, cultivar con amor y sentido y criar a nuestros animales con bienestar, compartiendo este proceso transparente y los frutos de nuestro trabajo con quienes nos visitan, inspirándolos a conectar con un estilo de vida más consciente y respetuoso con nuestro planeta. ofrecemos talleres, recorridos, gastronomía y hospedaje rural campesino.
Servicios
- Senderos interpretativos que te guiarán a través de nuestros paisajes en recuperación, revelando los secretos de la flora y fauna local.
- Gastronomía típica colombiana preparada con ingredientes frescos y amor en nuestro fogón de leña.
- Para una inmersión completa, disfruta de nuestro hospedaje rural en una acogedora posada campesina.
- Además, podrás adquirir miel pura y otros productos de nuestra cosecha, así como artesanías elaboradas con cariño.
- También compartimos nuestro conocimiento a través de diversos talleres enfocados en la agroecología y saberes.
Banco de imágenes, Diversa. Salida de campo CSM Capstone Marzo 2025
Capstone Senior Design I&II
Escuela de Minas de Colorado
Carrera:
Ingenierías
Facultad:
Ingeniería Humanitaria
Docentes:
- Garret Manson, 2021
- Scott Allen, 2021
- Marie Stettler Kleine, 2022-2025
Descripción:
Nuestro Programa Multidisciplinario de Diseño de Proyectos Finales ofrece a los estudiantes de ingeniería de último año la oportunidad de trabajar en proyectos prácticos, orientados al cliente, como preparación para sus futuras carreras. El curso busca no solo mejorar las habilidades técnicas y de resolución de problemas de los estudiantes, sino también orientarlos en habilidades profesionales, como la gestión de proyectos y la comunicación. Animamos a los estudiantes a pensar de forma más amplia sobre el impacto de sus proyectos en la sociedad y enfatizamos su responsabilidad ética como ingenieros, considerando a las partes interesadas y las normas, regulaciones y códigos de ingeniería aplicables a su proyecto.
Temas:
- Agua
- Aprendizaje Basado en Retos
- Energías Alternativas
- Fortalecimiento de Negocios
- Medio ambiente
Pregunta orientadora
¿Cómo hacer una trilladora de café pergamino de bajo costo?
Ubicación: dónde se desarrolla este proyecto
Miraflores, Boyacá, ColombiaPor qué es importante o relevante el proyecto
El proyecto empodera a la comunidad de Boyacá para que tenga control sobre el proceso de trillado del café, al proporcionarles su propia trilladora en lugar de depender de terceros para este servicio. Los pequeños productores de café suelen recibir menos del 1% del valor de una taza de café. Esto impactará el proceso de cosecha de café al reducir costos, aumentar la eficiencia, mejorar las ganancias y, potencialmente, extenderse a otros caficultores cercanos.
Reto: situación a cambiar, aprovechar o analizar durante tu proyecto
El proceso actual de trillado y retiro de la cáscara del café pergamino es demasiado costoso y consume mucho tiempo para la pequeña comunidad de agricultores de las fincas Muyqüita en Miraflores, Colombia. La familia Rojas debe dedicar un día entero de trabajo para desplazarse, ya que tarda más de dos horas en ir y volver de la planta de procesamiento con el proceso actual. Además, el costo del trillado y retiro de la cáscara es de $0.50 por libra, un precio excesivamente alto considerando que venden el café a $1.30 por libra.
Objetivo principal de tu proyecto
El objetivo principal fue co-crear y construir una máquina para trillado de granos de café en la finca en Colombia, de modo que la familia Rojas pudiera tener mayor autonomía sobre su proceso cafetalero. Esta máquina fue diseñada para ser escalable y replicable, de manera que posteriormente otros caficultores también puedan beneficiarse de ella.
¿Cómo vas a lograr el objetivo?
El equipo planeó recopilar información mediante la investigación de soluciones actuales y conversaciones con Don Beto, generar ideas a través de una lluvia de propuestas, seleccionar la más efectiva, para luego construir prototipos, probarlos y hacer iteraciones hasta llegar al diseño final.
Fotografía de contexto
Actor/Cargo/Rol
| Actor | Cargo o rol | Actividad o cómo/porqué se involucró |
|---|---|---|
| Grayston DiBlasi | Estudiante, Ingeniería Mecánica | Miembro de equipo, are a de disñeo de la solución. |
| Braden Guthrie | Estudiante, Ingeniería Eléctrica | Miembro de equipo, are a de disñeo de la solución. |
| Joanna Harden | Estudiante, Ingeniería Mecánica | Miembro de equipo, are a de disñeo de la solución. |
| Evan Jones-Sawyer | Estudiante, Director Financiero | Miembro de equipo, Director Financiero. |
| Joel Shorey | Estudiante, Ingeniería Eléctrica | Miembro de equipo, are a de disñeo de la solución. |
| Maddie VanVooren | Estudiante, Scrum Master | Miembro de equipo |
| Lexi Vossen | Estudiante, Líder de Comunicaciones | Miembro de equipo, lider de comunicaciones |
| Dr. Jeffrey Wheeler | Asesor Técnico | Asesor Técnico |
| Dr. Marie Kleine | Profesora y Asesora de Proyecto | Profesopra Aliada de Diversa |
| Diana Rojas | Miembro de Muyqüitya | Apoyo al lider principal |
| Edilberto Rojas | Miembro de Muyqüitya | Principal contacto comunitario para el abordaje del reto. |
| Laura Flórez | Facilitadora | Para facilitar el entendimiento y la colaboración entre los ingenieros y la comunidad, superando las barreras de idioma y cultura. |
| Natalia Barrera Gutiérrez | Coordinadora de programa, staff Diversa | Diseño de experiencia, Coordinación de facilitadores, gestion con profesora y gestión comunitaria general. |
| Otros miembros de la familia Rojas | Familia Rojas y de Muyqüita | Apoyo en campo. |
Nivel de participación del proponente
Nivel 1: proyecto en donde no participaron actores externos al equipo de trabajo. Nivel 2: proyecto en donde se contó con la participación de otros miembros de la comunidad a la que el equipo pertenece. Ejemplo: se hicieron validaciones con estudiantes de otras carreras. Nivel 3: se realizaron visitas y encuentros para conocer las percepciones, ideas y reali mentación de actores y comunidades externas. Ejemplo: se trabajó con comunidad cafetera. Nivel 4: el proyecto fue liderado conjuntamente por el equipo de trabajo y comunidades externas.
Nivel 4
Número de personas participantes:
6
Hallazgo/ Fuente/ Conclusión o influencia
| Hallazgo | Fuente | Conclusión |
|---|---|---|
| El equipo encontró que las soluciones anteriores y actuales utilizan ruedas giratorias con texturas y capacidad de trituración para trillar el café. | Soluciones industriales actuales, patentes anteriores y discusión del equipo | El equipo decidió avanzar con la creación de un prototipo que utiliza ruedas giratorias para el proceso de trillado |
| El equipo probó dos diseños diferentes de ruedas giratorias —rueda contra rueda y rueda contra pared— y obtuvo mejores resultados con el diseño de rueda sobre tabla de cortar. | Experimentación con múltiples métodos de trillado utilizando café pergamino colombiano - 1.28 | El equipo concluyó que el diseño final debe tener un sistema de rueda contra pared e incluir dos ruedas colocadas verticalmente |
| El equipo concluyó que el diseño final debe tener un sistema de rueda contra pared e incluir dos ruedas colocadas verticalmente | Experimentación y prototipado durante el viaje a Colombia | La construcción de las ruedas debe ser ajustada y las ruedas deben ser sólidas |
| El equipo de viaje utilizó un motor de velocidad variable con una cadena y piñones para hacer girar el eje. | Experimentación y prototipado durante el viaje a Colombia | El motor fue una compra efectiva y se adquirirá un motor similar para el modelo en Estados Unidos |
| El equipo descubrió que la fricción causada por la silicona envuelta alrededor de las ruedas giratorias era efectiva para remover el pergamino; en Colombia, esta silicona correspondía a un mantel flexible que se encuentra en Homecenter. | Experimentación con múltiples métodos de trillado – 1.28 | El equipo concluyó que el diseño final debe emplear silicona en las partes que están en contacto con el café pergamino |
Hallazgo/ Fuente/ Conclusión o influencia
| Hallazgo | Fuente | Conclusión |
|---|---|---|
| El proceso del café se realiza recogiendo las cerezas de café, despulpándolas, secando el café pergamino, trillando (retirando la cáscara del pergamino) y finalmente tostando el café verde. | La presentación inicial del equipo Diversa hecha de la mano de los socios comunitarios. | Esto influyó en el equipo al brindarnos conocimiento completo sobre todo el proceso y lo que implica exactamente el trillado del café. |
| El café es producido por aproximadamente 556mil familias en 932mil hectáreas, con un promedio de una hectárea por familia. | La presentación inicial del equipo Diversa hecha de la mano de los socios comunitarios. | El equipo tenía poco conocimiento previo sobre las personas detrás del proceso del café, y esto permitió comprender mejor a los productores para así crear una solución fundamentada y adecuada. |
| Los pequeños productores de café generalmente ganan menos del 1 % del valor de una taza de café. | La presentación inicial del equipo Diversa hecha de la mano de los socios comunitarios. | El equipo se asegurará de que las partes de la máquina que estén en contacto con los granos de café sean aptas para el contacto con alimentos. |
| Actualmente, el trillado del café cuesta $0.50 por libra y requiere dos horas de desplazamiento ida y vuelta. | Socio Comunitario, Don Beto, sesion virtual #2. | El trabajo del equipo es valioso, y la familia se beneficiará enormemente de la máquina diseñada por el equipo. |
| La finca Muyqüita produce una variedad de productos que incluyen miel, huevos, leche, entre otros. | Familia Rojas, durante visita de campo Feb 2025. | Esto orienta el enfoque del equipo hacia el problema y su conocimiento sobre la comunidad con la que están co-creando. |
| Todos los materiales deben poder adquirirse en Bogotá, Colombia | El equipo de Diversa | Las compras para la creación de prototipos en Estados Unidos deben realizarse en comunicación constante con Diversa y la familia Rojas para garantizar la continuidad del proceso. |
| La trilladora de café debe ser replicable y escalable. | Diversa y la Familia Rojas | El equipo diseñará la trilladora para que sea lo más económica posible y de fácil ensamblaje. |
| La trilladora de café debe estar hecha con materiales aptos para el contacto con alimentos. | Don Beto durante el proceso. | El equipo se asegurará de que las partes de la máquina que estén en contacto con los granos de café sean seguras para el contacto con alimentos. |
Pasos
- Los 7 miembros del equipo fueron asignados al proyecto de la trilladora de café.
- Se realizó una investigación exhaustiva de soluciones existentes para trilladoras de café y procesos similares.
- Se mantuvo comunicación con los socios comunitarios para definir los requisitos y restricciones del diseño.
- Se llevaron a cabo sesiones de lluvia de ideas para posibles soluciones.
- Se hicieron pruebas preliminares con tablas de cortar y espátulas para generar fricción.
- Se solicitó retroalimentación y sugerencias a los socios comunitarios.
- Se diseñó el prototipo inicial y se comenzó su construcción.
- Se pidió más retroalimentación para mejorar el diseño intermedio.
- Joel fue enviado a Colombia para construir el diseño intermedio.
- Se recibieron comentarios del viaje y de los socios comunitarios.
- Se realizaron cambios finales, se preparó el diseño definitivo y se hizo la presentación final.
- Se creó un paquete de documentación final con manuales, planos y modelos.
Fotografía del proceso o el equipo de trabajo
Resultado
Prototipo de trillador de café pergaminoDescripción
El equipo logró construir con éxito un prototipo en Estados Unidos que trilla café con aproximadamente un 85% de efectividad al probarlo con pequeños lotes. Además, presentamos nuestros hallazgos y trabajo en la exhibición de diseño senior de Mines y mostramos los resultados del diseño final a la familia Rojas durante la revisión final. Finalmente, creamos manuales de construcción con instrucciones de operación y mantenimiento, los cuales se incluyen en nuestra entrega digital a Diversa y a la familia Rojas. Después de regresar de Colombia, el equipo implementó un sistema de tolva, patas para estabilizar la máquina, un diseño más efectivo de la tabla de corte y un motor nuevo. Uno de los mayores desafíos fue encontrar e implementar un motor que pudiera mover el sistema de manera efectiva a un costo razonable. El motor utilizado en Colombia cumplía con los requisitos, por lo que encontrar una opción similar en Estados Unidos fue difícil. Otro problema fue hacer la ranura de la tabla de corte usando solo una sierra de calar, para imitar las herramientas disponibles en Colombia. La falta de sistemas de corte precisos hizo que la máquina funcionara de forma menos eficiente, por lo que el equipo decidió fijar la tabla de corte directamente al marco. Esto permitió que el espacio entre la tabla de corte y las ruedas giratorias fuera más preciso y facilitó un trillado exitoso de más café. Esto llevó a nuestra tasa de éxito de aproximadamente el 85% y nos dio la confianza para presentar nuestro diseño a Diversa y a la familia Rojas, y para su implementación exitosa en Colombia.Conclusiones
El equipo recomienda que el prototipo actual en Colombia sea modificado siguiendo las instrucciones de construcción proporcionadas — añadiendo patas, una tolva, ruedas sólidas, una tabla de corte fijada directamente y paredes laterales de metal. Todas estas modificaciones brindarán un diseño más estable y eficiente, manteniendo la facilidad de replicación y escalabilidad. La esperanza del equipo es que la familia Rojas pueda realizar los cambios recomendados, así como cualquier otro que se ajuste a sus necesidades particulares, para así empoderarlos en el proceso de trillado del café y aumentar sus ganancias. Además, la máquina está diseñada para ser difundida en otras comunidades que enfrentan desafíos similares, proporcionándoles las herramientas necesarias para crear soluciones y agregar aún más valor a su trabajo significativo.
Sintetiza y comunica lo esencial a audiencias interesadas
| Audiencia | Posible uso de los resultados | Información clave |
|---|---|---|
| La Familia Rojas | Trillar café en su propia finca para ganar autonomía, así como ahorrar tiempo y dinero. | La autonomía sobre el proceso de trillado de café es posible. |
| Otras fincas cafeteras a pequeña escala | Pueden obtener autonomía sobre el procesamiento de su café. | La autonomía sobre el proceso de trillado de café es posible. |
| Estudiantes de ingeniería interesados en trabajar con comunidades | Aprender sobre el valor de trabajar con comunidades en un proceso de co-creación. | La co-creación con las comunidades da como resultado productos finales más valiosos que pueden ser realmente utilizados por la comunidad. |
Enlace con documentación detallada
https://drive.google.com/drive/u/0/folders/1YKdp2UVn8a8HnjUsou1K7AcQiMoQurdEFotografía de la solución o los resultados
Fortalezas
- La trilladora funciona al 85%
- Se puede limpiar fácilmente
- Es relativamente fácil de construir
- Se puede fabricar a un costo relativamente bajo
Debilidades
- La disponibilidad de materiales puede ser limitada
- La máquina debe fabricarse con alta precisión, lo cual es difícil de lograr utilizando solo herramientas manuales
- No es 100% efectiva
Oportunidades
- Los caficultores pueden ganar autonomía y ahorrar tiempo y dinero al ser dueños de la etapa de trillado en su proceso.
Amenazas
- Aún quedan mejoras que Don Beto deberá realizar para que el prototipo en Colombia sea funcional.
Nivel de Novedad
Fase 1: Solución que no se había hecho antes en este contexto. Fase 2: Es la continuidad, mejora o iteración de una solución que ya se había hecho antes en este contexto. Fase 3: la solución ya se había hecho en este contexto pero este proyecto presenta un nuevo enfoque. Fase 4: Se desconoce si esta solución y se había intentado en este contexto
Fase 1Novedad
No existían instrucciones de código abierto para construir una trilladora de café a pequeña escala anteriormente.
Alcance
Nivel 1: los resultados son ideas exploratorias iniciales Nivel 2: los resultados presentan un avance pero aún no se pueden usar o no son implementables Nivel 3: lo resultados ya se pueden usar o son imple-entables
Nivel 2Siguientes tres retos u oportunidades sugeridas
- Iterar el mecanismo existente hasta que sea totalmente funcional.
- Añadir el otro subsistema que es la separación de la cascarilla de los granos de café seco.
Joel Shorey,
Estudiante de Ingeniería Eléctrica
Joanna Harden,
Estudiante de Ingeniería Mecánica
Evan Jones-Sawyer,
Estudiante de Ingeniería Mecánica
Braden Guthrie,
Estudiante de Ingeniería Eléctrica
Maddie VanVooren,
Estudiante de Ingeniería Mecánica
Grayston DiBlasi,
Estudiante de Ingeniería Mecánica
Lexi Vossen,
Estudiante de Ingeniería Mecánica