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DISEÑO EN AUTOCAD DE ROBOT SEMBRADOR DE SEMILLAS DE FRESA: FRESABOT III Autores Juan Carlos Flórez González 20182197050 Víctor Manuel Castellanos Pabón 20182197040 Tutor Lindsay Álvarez Pomar Doctora en Ingeniería UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS Especialización en Gestión de Proyectos de Ingeniería Facultad de Ingeniería Bogotá, Colombia agosto de 2019 Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 2 CONTENIDO RESUMEN ......................................................................................................................... 8 PALABRAS CLAVE ........................................................................................................... 8 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 9 1. CONTEXTO E IDENTIFICACIÓN DEL PROYECTO ................................................ 11 1.1 ANALISIS DE INTERESADOS .......................................................................... 11 1.2 ANÁLISIS DEL PROBLEMA .............................................................................. 13 1.3 ANÁLISIS DE OBJETIVOS ................................................................................ 15 1.4 SELECCIÓN DE LA ESTRATEGIA ÓPTIMA ..................................................... 16 1.5 ALCANCES ....................................................................................................... 17 1.6 ESTRUCTURA ANALÍTICA DEL PROYECTO .................................................. 18 1.7 RESUMEN NARRATIVO DE OBJETIVOS Y ACTIVIDADES ............................ 19 1.8 ANÁLISIS DE INDICADORES ........................................................................... 19 1.9 MATRIZ DE MARCO LÓGICO .......................................................................... 21 1.10 NORMATIVIDAD APLICABLE AL PROYECTO ................................................. 23 2. ANÁLISIS DEL MERCADO ...................................................................................... 25 2.1 ESTUDIO SOCIOECONOMICO ........................................................................ 25 2.2 DEFINICIÓN DE LA CADENA FRESA .............................................................. 25 2.3 ÁREA, PRODUCCIÓN Y RENDIMIENTO ......................................................... 26 2.3.1 Área, producción y rendimiento departamental de fresa ............................. 26 2.3.2 Área, producción y rendimiento nacional .................................................... 27 2.3.3 Área, producción y rendimiento a nivel mundial .......................................... 29 2.4 COMERCIO INTERNACIONAL ......................................................................... 29 2.4.1 Balanza comercial ...................................................................................... 29 Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 3 2.4.2 Exportaciones de fresa (toneladas) ............................................................ 31 2.4.3 Importación de fresa (toneladas) ................................................................ 32 2.5 precios nacionales ............................................................................................. 32 3. PLANIFICACIÓN DEL PROYECTO .......................................................................... 35 3.1. PROCESOS Y SU CLASIFICACIÓN ................................................................. 35 3.2. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES .................................................................. 36 3.3. EVALUACIÓN DE RIESGOS ............................................................................ 36 3.4. OBJETIVO PRINCIPAL ..................................................................................... 37 3.5. OBJETIVOS ESPECIFICOS .............................................................................. 37 3.6. LINEAMIENTOS ESTRATÉGICOS ................................................................... 37 3.6.1. POLÍTICA INTEGRAL HSEQ .................................................................... 39 3.6.2. VARIABLES QUE AFECTAN EL PROYECTO ........................................... 39 3.7. POLÍTICA DE CALIDAD .................................................................................... 41 4. INGENIERIA DEL PROYECTO ................................................................................ 42 4.1. RECURSOS ...................................................................................................... 43 4.2. LOCALIZACIÓN ................................................................................................ 43 4.3. METODOLOGÍA ................................................................................................ 43 4.4. DISEÑO MECÁNICO DEL ROBOT ................................................................... 45 4.5. DISEÑO ELECTRICO ....................................................................................... 45 5. ESTUDIO ADMINISTRATIVO ................................................................................... 55 5.1. MISIÓN .............................................................................................................. 56 5.2. VISIÓN .............................................................................................................. 56 5.3. ESTRUCTURA ORGANIZACIONAL.................................................................. 56 5.3.1. Mapa de procesos ...................................................................................... 56 5.3.2. Organigrama............................................................................................... 57 5.3.3. Perfiles de los cargos ................................................................................. 58 Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 4 5.4. ANÁLISIS LEGAL .............................................................................................. 58 6. ESTUDIO ECONÓMICO - FINANCIERO .................................................................. 60 6.1. MAQUINARIA Y EQUIPO .................................................................................. 61 6.2. MATERIA PRIMA .............................................................................................. 62 6.3. MANO DE OBRA ............................................................................................... 63 6.3.1. Operativa .................................................................................................... 63 6.3.2. Administrativa ............................................................................................. 64 6.4. INGRESOS........................................................................................................ 65 6.5. OTROS GASTOS .............................................................................................. 65 6.6. FLUJOS DE CAJA ............................................................................................. 66 6.7. VAN, TIR Y RELACIÓN BENEFICIO/COSTO ................................................... 69 6.8. ANALISIS DE SENSIBILIDAD ........................................................................... 69 7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................ 71 7.1. CONCLUSIONES .............................................................................................. 71 7.2. RECOMENDACIONES ...................................................................................... 72 8. REFERENCIAS ........................................................................................................ 74 ANEXO ............................................................................................................................77 Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 5 LISTA DE TABLAS Tabla 1. Análisis de Involucrados. ................................................................................... 13 Tabla 2. Selección estrategia óptima. .............................................................................. 17 Tabla 3. Matriz de Alcances. ........................................................................................... 17 Tabla 4. Resumen de Objetivos....................................................................................... 19 Tabla 5. Análisis de Indicadores. ..................................................................................... 21 Tabla 6. Análisis de Participación. ................................................................................... 22 Tabla 7. Normatividad. .................................................................................................... 24 Tabla 8. Los rendimientos estimados están dados por datos del agricultor en cada región. ........................................................................................................................................ 26 Tabla 9. Área, producción y rendimiento nacional. .......................................................... 28 Tabla 10. Importaciones y Exportaciones de la fresas. .................................................... 30 Tabla 11. Países de destino del cultivo de fresas. ........................................................... 31 Tabla 12. Importaciones de fresa (toneladas). ................................................................. 32 Tabla 13. Precios Nacionales. ......................................................................................... 32 Tabla 14. Costo del precio de la fresa en el año 2015 comparado con el año 2016. ....... 33 Tabla 15. Clasificación de los procesos. .......................................................................... 35 Tabla 16. Cronograma de Actividades. ............................................................................ 36 Tabla 17. Matriz de Valoración de Riesgo. ...................................................................... 36 Tabla 18. Variables que afectan el proyecto. ................................................................... 40 Tabla 19. Maquinaria y Equipos (Diseño). ....................................................................... 61 Tabla 20. Maquinaria y Equipos (Prototipo a Futuro). ...................................................... 61 Tabla 21. Costos de materiales de Diseño. ..................................................................... 62 Tabla 22. Costos de materiales Prototipo a Futuro. ......................................................... 63 Tabla 23. Mano de obra del Diseño. ................................................................................ 64 Tabla 24. Mano de obra del Prototipo a Futuro. ............................................................... 64 Tabla 25. Mano de Obra del Diseño. ............................................................................... 64 Tabla 26. Mano de Obra Prototipo a Futuro. ................................................................... 64 Tabla 27. Ingresos de Diseño Sin Financiación. .............................................................. 65 Tabla 28. Ingresos del Prototipo a Futuro Con Financiación. ........................................... 65 Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 6 Tabla 29. Otros Gastos del Diseño. ................................................................................. 65 Tabla 30. Otros Gastos Prototipo a Futuro. ..................................................................... 65 Tabla 31. Flujo de Caja Robot sembrador (Capital Propio) - Intermedio .......................... 66 Tabla 32. Flujo de Caja Robot sembrador (Capital Propio) - Pesimista ........................... 67 Tabla 33. Flujo de Caja Robot sembrador (Con Financiación) - Optimista ....................... 68 Tabla 34. VAN, TIR y relación Beneficio/Costo. ............................................................... 69 Tabla 35. Análisis de Sensibilidad ................................................................................... 69 Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 7 LISTA DE ILUSTRACIONES Ilustración 1. Árbol de Problemas. .................................................................................. 15 Ilustración 2. Árbol de Objetivos. .................................................................................... 16 Ilustración 3. Estructura Analítica del proyecto. .............................................................. 18 Ilustración 4. Análisis del problema. Marco Lógico. ........................................................ 23 Ilustración 5. Área cultivada, producción y rendimiento de fresa en el año 2013. ........... 27 Ilustración 6. Caracterización zonas de producción........................................................ 28 Ilustración 7. Principales países productores de fresa en el 2012. ................................. 29 Ilustración 8. Diagrama de funcionamiento de la cadena comercial de la fresa. ............. 30 Ilustración 9. Histórico grafico de precios mayoristas de la central de abastos de Bogotá. ........................................................................................................................................ 33 Ilustración 10. Principales destinos de las exportaciones de fresa desde Colombia en el 2013. ............................................................................................................................... 34 Ilustración 11. Principales países importadores de fresa y valor de las importaciones en el 2013. ............................................................................................................................... 34 Ilustración 12. Procesos de desarrollo para el inicio y seguimiento del proyecto sembrador de semillas de fresas. ...................................................................................................... 38 Ilustración 13. Actividades de cultivo de fresa. ............................................................... 38 Ilustración 14. Etapas fenológicas del cultivo de la fresa. ............................................... 40 Ilustración 15. Calendario de siembra, labores y cosecha del cultivo de la fresa en Colombia. ........................................................................................................................ 40 Ilustración 16. Plano Eléctrico. ....................................................................................... 46 Ilustración 17. Mapa de procesos. .................................................................................. 57 Ilustración 18. Organigrama administrativo. ................................................................... 58 Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 8 RESUMEN El diseño para un robot sembrador de semillas de fresas se realiza para mejorar la calidad de vida de las personas que se dedican a esta actividad, obteniendo una mayor productividad en el proceso de siembra en la agricultura de precisión, lo que se busca es mejorar las técnicas empleadas en la actualidad referentes a la mano de obra, tiempo de ejecución y producto final, para lograr un mejor desempeño en otras áreas, de igual manera se quiere demostrar que en nuestro país se están haciendo aportes de innovación en el área agrícola, lo que se desea es encontrar una solución que sea de bajo costo, que preserve al medio ambiente y que esté al alcance de nuestros agricultores, donde podemosevidenciar un atraso considerable, respecto a los demás países en la producción de cultivo de fresas. PALABRAS CLAVE Automatización, Diseño, Simulación, Tecnológico, Robot, Fresas. Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 9 INTRODUCCIÓN En la actualidad, existen nuevas tecnologías en todas las áreas del conocimiento, como por ejemplo las áreas de la medicina, construcción, sistemas, entre otras, sin embargo en el área de la agricultura en nuestro país no existe la implementación de nuevas ideas tecnológicas aplicadas a la siembra de semillas, debido a muchos factores como lo es los altos costos a nivel de investigación e innovación tecnológica a los cuales se incluyen los costos de los equipos a utilizar, la mano de obra y la falta de recursos tanto económicos como financieros. Este tipo de innovaciones buscan mejorar los procesos técnicos al momento de su ejecución manteniendo unos estándares de calidad altos en el mercado, controlando procesos como la temperatura, la calidad del suelo y demás condiciones presentes a la hora de su realización. En Colombia, la cadena de Fresa fue creada en el año 2015, esta fue conformada por representantes de agricultores, comerciantes, gremios, agroindustrias, comercializadores y entes académicos de los principales departamentos productores de fresa como lo son: Cundinamarca, Boyacá, Tolima, Antioquia, Cauca y Valle del cauca. Actualmente la Universidad Nacional implementa unos paquetes tecnológicos de monitoreo y control, los cuales permiten a los productores desarrollar estándares de calidad que les permitan mejorar la exportación a diferentes países, se espera que a 2030 se logre alcanzar las metas propuestas en el Programa dado por el estado llamado, Programa de Transformación Productiva – PTP. Lo anterior motivó a los integrantes del equipo de investigación a realizar el trabajo de grado en el área de la agricultura, diseñando un robot sembrador de semillas de fresa llamado Fresabot III, dicho trabajo aplicara los conocimientos adquiridos en la especialización de gestión de proyectos en ingeniería, dados en la Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Finalmente, es importante señalar que la utilidad de la presente investigación va mucho más allá para cualquier persona interesada en el tema, porque este proyecto brinda nuevas ideas aplicadas en un área poco estudiada en términos de avances tecnológicos como lo es la agricultura. Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 10 Esperamos que el lector de este documento pueda conocer los estándares internacionales de la gestión de proyecto de ingeniería, y observar el contexto de la investigación realizada en el tema que conlleva al presente trabajo de grado. En conclusión, en el presente estudio se efectuó la investigación de mercados para determinar la demanda y oferta, así como el plan de ventas del proyecto. Adicionalmente, se determina el estudio técnico, basado en el diseño del producto, diseño del proceso, y dimensionamiento del sistema productivo. Se estableció el diseño y dimensionamiento del sistema administrativo y legal. Se efectuó el análisis ambiental del sistema del diseño del producto. Y por último, se realizó el análisis financiero y económico, que permitió definir la viabilidad financiera del proyecto. Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 11 1. CONTEXTO E IDENTIFICACIÓN DEL PROYECTO En el presente capítulo se expone la identificación del problema central del proyecto; a través de árboles de problema y relaciones de causa y efecto, establecer la situación actual, la deseada y las alternativas de solución. Por otra parte, a través del árbol de medios y fines se define el objetivo del proyecto. De igual manera se implementa la matriz de Marco Lógico como herramienta de planeación para estructurar de forma resumida las actividades a desarrollar y los resultados esperados en el proyecto. A continuación, se realizara la identificación de los interesados. 1.1 ANALISIS DE INTERESADOS a. Agricultores: Son los principales interesados en la comercialización de fresas, con este proyecto se busca lograr mayores índices de rentabilidad y mantener un flujo adecuado de recursos para las necesidades que genere la producción. Se busca llegar en primera instancia a las personas que están actualmente involucrados en la agricultura, por medio de nuevos productos e innovaciones, poco a poco puedan competir con mercados en el extranjero, mejorando el desarrollo de nuevos cultivos haciendo un proceso mucho más rápido y optimo, un producto a bajo costo, de buena calidad y que pueda satisfacer las necesidades que estamos planteando. Según el estudio realizado por (Lía García Pérez (2012)). Durante el avance tecnológico de esta época en los últimos años, se ha podido evidenciar un crecimiento en el auge de la maquinaria agrícola que ha tenido como objetivo principal la automatización de tareas que pueden ser complicados para el ser humano por el riesgo o la fatiga que estás implican, y por ende una disminución en la precisión en la siembra de productos en general. Con la automatización los procesos de siembra son más eficientes, en la disminución de tiempos en el proceso y la ayuda de los sensores para el estado de las semillas. Otro estudio relacionado con la agricultura por (Silva Daniel Jiménez (2016)). En los últimos años el uso de invernaderos para la producción agrícola ha sido fundamental Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 12 para el crecimiento exponencial en México. Este crecimiento ha generado un cambio importante tanto en las herramientas, instrumentos y forma del cultivo, porque mientras se hace de manera tradicional la siembra directa en el suelo, como lo han hecho nuestros antepasados, la manera de producir por medio del invernadero es por medio de charolas donde se lleva a cabo el proceso de germinación. b. Proveedores: El proyecto está enfocado en el área de la producción de fresas, por lo que los proveedores entran en la lista como segundos interesas dado que incentiva una demanda de sus insumos. De igual manera es necesario que la producción tengan estándares de alta calidad para el mercado internacional. c. Comercializadores: Otro de las partes interesadas son los gremios de cultivos en el país, lo que se desea es que este diseño no solo sea aplicado a un solo producto, sino por el contrario que muchas otras agremiaciones o personas relacionadas a otros alimentos lo puedan utilizar para tener mucha más producción y calidad; además tenemos un factor primordial, en este momento el país cuenta con un alto porcentaje de importaciones, pero se está proyectando a ser un exportador potencial, teniendo los recursos necesarios para los mejores procesos de siembra, en el país tenemos condiciones que nos hacen competidores en el mundo debido a que no contamos con estaciones meteorológicas como ocurre en el continente Europeo o América del Norte, donde surgen algunos de los problemas más comunes como son los cambios climáticos, podemos estar generando mayor producción en los cultivos, obteniendo una mayor demanda y por ende podamos estar compitiendo con los mercados internacionales, logrando así cumplir con los estándares de calidad, los cuales deben tener una excelente gestión tanto en su planeación, ejecución y producción del producto a entregar, cumpliendo con los objetivos, dado que la competencia que se tiene actualmente con otros países, en donde a la fecha tienen sistemas implementados que buscan mejorar la calidad de sus productos, también cuentan con vías de acceso para el transporte de alimentos idóneos a las necesidades del productor y del cliente; además de un factor importanteque es el conocimiento de la gente en temas relacionados con la agricultura, al igual cuentan con sistemas tecnológicos como los sensores y equipos que monitorean continuamente, dando así la posibilidad de solucionar problemas mucho más rápido sin afectar la producción y la siembra de productos. Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 13 ANÁLISIS DE INVOLUCRADOS GRUPOS INTERESES PROBLEMAS PERCIBIDOS MANDATOS Y RECURSOS a. Agricultores Lograr mayores índices de rentabilidad y mantener un flujo adecuado de recursos para las necesidades que genere la producción. Bajos procesos técnicos en la producción insuficiente de fresas e inadecuada infraestructura de almacenamiento. Baja rentabilidad de las cosechas. No contar con los estándares de calidad para el mercado internacional. Producción de fresas b. Proveedores Aumentar la demanda en la producción de fresas, de igual manera es necesario que la producción tenga estándares de alta calidad para el mercado internacional. Baja calidad en el producto recibido por su bajo valor agregado. Contratos a nivel nacional como internacional c. Comercializadores Es que este diseño no solo sea aplicado a un solo producto, sino por el contrario que muchas otras agremiaciones o personas relacionadas a otros alimentos lo puedan utilizar para tener mucha más producción y calidad. No contar con los estándares de calidad para el mercado nacional como internacional. Recursos monetarios Tabla 1. Análisis de Involucrados. Fuente: Elaboración propia. 1.2 ANÁLISIS DEL PROBLEMA La necesidad de la tecnología aplicada a la agricultura, demuestra que hay que obtener soluciones para una mejor producción y calidad de productos que se obtiene a través de la siembra, debido a que no solo se busca que la ingeniería este ocupada a la innovación de Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 14 nuevos productos, también se busca que los métodos actuales sean mejorados para llegar a mercados internacionales, cabe resaltar que para llegar a esto se debe contar con los equipos, herramientas, sistemas, procedimientos, en otros, todos estos estandarizados para lograr una alta eficiencia en la producción y lograr competir con el mercado actual, sino se realiza adecuadamente esperando que llegue la tecnología a nuestro país, esta puede ser obsoleta, de baja calidad e ineficiente para la aplicación requerida, se busca hacer un diseño de un modelo adecuado a nuestros suelos, nutrientes, semillas y algunas otras variables que se adecuen al lugar donde se implementara este sistema dando solución al problema planteado en la investigación. La solución que vamos a plantear es el diseño de un robot sembrador de fresas llamado Fresabot III, que ayude a la producción de la siembra de semillas de fresa, mejorando los tiempos de ejecución y calidad, ya que en la actualidad se está teniendo la cantidad suficiente de fresas para el mercado interno, según estudio realizado por la Universidad Nacional, en el año 2012, en ese momento existían nada más que 700 hectáreas de fresas en todo el país, para el año 2017, tenemos un aumento significativo de 2500 hectáreas, este beneficio hace que la producción tenga un precio bajo y pueda tener mayor participación en el mercado, al considerar la parte de exportación a otros países, no se tiene la cantidad óptima para satisfacer la demanda, pero actualmente existe una empresa llamada Kabala, que no solo ayuda a la siembra y el cultivo de fresas, sino también explica como por medio de la tecnología y recursos necesarios podemos enviar productos al extranjeros con estándares de alta calidad. Otro de los aspectos que podemos abordar, es la distancia que debe existir entre cada una de las plantas, deben tener una distancia de 40 cm, por las raíces que estas tienen pueden solaparse con otra planta, logrando así que no tengamos una siembra correcta y por el contrario perdidas en los cultivos, la profundidad para la siembra de semillas de fresa debe ser de aproximadamente de 5 cm a 7 cm, 1 mililitro de agua diario para que pueda mojar la semilla y propagarse de manera adecuada, también debemos tener un PH de la tierra bajo en sales para tener buena calidad de la siembra alrededor de 5,5 y 6,5 de lo contrario, no se puede garantizar que funcione y por ende se tenga una baja calidad de siembra de semillas de fresas. Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 15 Ilustración 1. Árbol de Problemas. Fuente: Elaboración propia. En cuanto a las causas estas se presentan por no contar con unos procesos estandarizados tanto en tiempo como en ejecución, generando ineficiencias de producción y almacenamiento, sin cumplir con los estándares requeridos de calidad tanto para el mercado nacional como internacional. El problema principal genera unos efectos negativos para la industria de producción de fresa, dado que se presentan pérdidas desde el inicio de la siembra, por lo que se hace necesario crear nuevos avances tecnológicos aplicados a la agricultura. 1.3 ANÁLISIS DE OBJETIVOS Como objetivo principal para nuestro trabajo de grado, diseñar un robot sembrador de semillas de fresas, que mejore la producción, tiempos de ejecución y demás factores, en la siembra de fresas. Se proyecta realizar los siguientes procesos: Controlar y estandarizar los tiempos en los procesos de ejecución. Creación de diseño de robot sembrador de fresas para mejorar los procesos de siembra. Aumentar la producción de fresas para el mercado nacional como internacional. Implementación de nuevas tecnologías aplicadas al área agrícola. EFECTOS Perdidas en la produccion por altos costos arancelarios Perdidas por mala ejecución Poca innovación tecnologica aplicada al agro Perdidas del mercado internacional PROBLEMA PRINCIPAL Mejorar la calidad en la produccion de siembra de fresas CAUSAS Ineficiencia de produccion y almacenamiento Bajo perfil empresarial del pequeño agricultor No contar con estandares de calidad para el mercado internacional Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 16 Ilustración 2. Árbol de Objetivos. Fuente: Elaboración propia. 1.4 SELECCIÓN DE LA ESTRATEGIA ÓPTIMA Las alternativas de solución al problema planteado se relacionan a continuación: Diseño del robot para mejorar los tiempos en la ejecución y calidad de la siembra de fresas. Crear una nueva generación de agricultores para tener una demanda constante. Capacitación presencial, para la población sobre las nuevas técnicas de cultivos y manejo de producción de las fresas aumentado así su competitividad. Teniendo en cuenta las alternativas de solución y contando con los recursos que tenemos para su implementación e impacto en la comunidad y los problemas que pueden surgir al ejecutarlos. A continuación, se mencionan 3 criterios para la evaluación de las alternativas propuestas, con una calificación siendo 1 la nota más baja y 6 la nota más alta: 1. Costo del Proyecto. 2. Efectividad y calidad en el proceso. 3. Mercado nacional e internacional. Los criterios para aprobación, serán distribuidos de la siguiente manera: 1. Costo del Proyecto. (30%) 2. Efectividad y calidad en el proceso. (30%) 3. Mercado nacional e internacional. (40%) EFECTOS Aumentar la produccion de calidad en la produccion de fresa Disminuciono en las perdidas de produccion y producto final Contar con el mercado nacional como internacional OBJETIVO PRINCIPAL Diseñar un robot sembrador de semillas de fresas CAUSAS Estandarizar los tiempos en los procesos de ejecución. Diseño de robot sembradorde fresas para mejorar los procesos de siembra. Producción de fresas para el mercado nacional como internacional. Nuevas tecnologías aplicadas al área agrícola. Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 17 Alternativa Criterio Calificación Resultado Total Diseño del robot para mejorar los tiempos en la ejecución y calidad de la siembra de fresas. 1 4 1,20 3,70 2 3 0,90 3 4 1,60 Crear una nueva generación de agricultores para tener una demanda constante. 1 2 0,60 3,10 2 3 0,90 3 4 1,60 Capacitación presencial, para la población sobre las nuevas técnicas de cultivos y manejo de producción de las fresas aumentado así su competitividad. 1 3 0,90 3,30 2 4 1,20 3 3 1,20 Tabla 2. Selección estrategia óptima. Fuente: Elaboración propia. Como conclusión de las alternativas propuestas se obtuvo que la mejor solución para dicho problema es el diseño del robot para mejorar los tiempos en la ejecución y calidad de la siembra de fresas, debido a que es la que genera mayor impacto al generar una disminución en las falencias con las que se cuenta en la actualidad a la hora de realizar el proceso de siembra, de igual manera es importante que los agricultores cuenten con una buena capacitación para la implementación de nuevas tecnologías. 1.5 ALCANCES Luego de análisis del problema, se hace necesario realizar la matriz de alcance para obtener las necesidades y limitar el proyecto: CONSIDERACIONES EXTERNAS CONSIDERACIONES INTERNAS LINEA DEL SERVICIO DE PROYECTO ALCANCE DEL PROYECTO Tener claro los procesos actuales y la problemática a la cual lleva en proyecto Estudio del proyecto Diseño de robot sembrador de semillas de fresa, el cual debe contar con los siguiente: 1. Diseño óptimo. 2. Cumplir con la normatividad vigente. 3. Mejorar los procesos de siembra tanto en su ejecución como tiempo. 4. El diseño se plantea con batería recargable. Teniendo en cuenta consideraciones internas y externas, se busca que el diseño propuesto del robot sembrador de semillas de fresas mejore los procesos realizados a la hora de la siembra para disminuir las pérdidas de producción, y alcanzar los estándares de calidad para el mercado internacional. Planeación Verificar el diseño Realización de diseño Entrega final Soporte de diseño Cierre del proyecto Tabla 3. Matriz de Alcances. Fuente: Elaboración propia. Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 18 Una vez realizado las consideraciones externas e internas del proyecto podemos ver la línea del servicio del proyecto y de esta forma tener de forma clara el alcance del proyecto enfocando las actividades misionales, la problemática y la necesidad que se presentan en el proyecto. 1.6 ESTRUCTURA ANALÍTICA DEL PROYECTO Se presenta la estructura analítica del proyecto para la alternativa 1, Diseño de un robot sembrador de semillas de fresa llamado Fresabot III, dividido en cuatro categorías: Actividades, recursos, objetivos, fin. Los objetivos del proyecto: Aumentar la producción de siembra de semillas de fresa en un invernadero. Los recursos del proyecto: Diseño en AutoCAD de un robot sembrador de semillas de fresa llamador Fresabot III. Los fines del proyecto consiste en: Mejorar los tiempos en la ejecución y calidad de la siembra de semillas de fresa. Las actividades que permiten generar los recursos en el proyecto, contar con un diseño inicial, cumplir con la normatividad vigente y mejorar el proceso con el que se cuenta actualmente en un invernadero. Ilustración 3. Estructura Analítica del proyecto. Fuente: Elaboración propia. 1) Mejorar los tiempos en la ejecución y calidad de la siembra de semillas de fresa. 2) Bajas perdidas por cosecha. 3) Estabilidad en el mercado nacional. 4) Entrar al mercado Internacional. 5) Estabilidad economica para los agricultores. Aumentar la producción de siembra de semillas de fresa en un invernadero. 1) Realizacion del estudio de mercado. 2) Realizar los estudios economicos. 3) Tener en cuenta la normatividad vigente, tanto de medio ambiente como de calidad. 4) Diseño en AutoCAD de un robot sembrador de semillas de fresa llamador Fresabot III. Contar con un diseño inicial, cumplir con la normatividad vigente y mejorar el proceso con el que se cuenta actualmente en un invernadero. Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 19 1.7 RESUMEN NARRATIVO DE OBJETIVOS Y ACTIVIDADES A través de la información obtenida en el árbol de objetivos sumado a la estructura analítica del proyecto, se realiza el siguiente resumen de lo definido. Resumen Narrativo de Objetivos • Objetivos del proyecto: Mejorar los tiempos en la ejecución y calidad de la siembra de semillas de fresa, Bajas perdidas por cosecha, Estabilidad en el mercado nacional, Entrar al mercado Internacional y Estabilidad económica para los agricultores. • Recursos del proyecto: Aumentar la producción de siembra de semillas de fresa en un invernadero. • Fines del proyecto: Realización del estudio de mercado, Realizar los estudios económicos, Tener en cuenta la normatividad vigente, tanto de medio ambiente como de calidad y Diseño en AutoCAD de un robot sembrador de semillas de fresa llamador Fresabot III. • Actividades: 1. Realizar la viabilidad del proyecto. 2. Realizar el estudio de mercado. 3. Realizar el estudio de demanda. 4. Conocer el proceso actual de siembra de semillas de fresas. 5. Realizar el comparativo entre lo actual y lo proyectado. 6. Realizar el diagrama de procesos según diseño propuesto. 7. Realizar estudio Económico y Financiero. 8. Identificar la normatividad vigente aplicable al proyecto. 9. Entrega de diseño de robot sembrador de semillas de fresas- Fresabot III. 10. Definición del personal requerido para realización del diseño. 11. Conclusiones y recomendaciones para el diseño Tabla 4. Resumen de Objetivos. Fuente: Elaboración propia. 1.8 ANÁLISIS DE INDICADORES Con el diseño del robot sembrador de semillas de fresas los productores tendrán un 20% adicional de la rentabilidad sobre su producción con la que cuenta actualmente, el precio nacional de la fresa se caracteriza por ser constante; tanto que en los últimos 10 años las variaciones han estado por debajo del 10 %, también puede eliminar los intermediarios que aparecen al fijar un alto precio del producto, además de esto se espera que el otro 20% de los comercializadores, los cuales al necesitar este producto comenzaran a pagar un precio más adecuado a los agricultores de la región. Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 20 El objetivo del proyecto es mejorar la producción de la siembra de semillas de fresa para su comercialización, se espera captar alrededor de 50% de los productores en Cundinamarca aunque hay que tener en cuenta que al inicio siempre existe algo de oposición al cambio y/o aplicación de nuevas tecnologías, las cuales aumentan la eficiencia y productividad del producto. Resumen Narrativo de Objetivos Indicadores Meta Final • Objetivos del proyecto: Mejorar los tiempos en la ejecución y calidad de la siembra de semillas de fresa, Bajas perdidas por cosecha, Estabilidad en el mercado nacional, Entrar al mercado Internacional y Estabilidad económica para los agricultores. Una vez finalizado el proyecto se lograra que las pérdidas en las cosechas de fresas disminuya, debido a la eficiencia en los procesos de siembra Disminuir las pérdidas en la cosecha de fresas, debido a la mala ejecución de los procesos, ya que actualmente se cuenta que el 10% respecto al total de la siembra son perdidas. • Recursos del proyecto: Aumentar la producción de siembra de semillas de fresaen un invernadero. Se quiere lograr que se incremente en más del 46% la exportación de fresa con la que se cuenta actualmente, obteniendo una Tasa de Crecimiento Promedio Anual en Volumen (Ton) mayor al 10,92%. Al finalizar el proyecto se incrementara en más del 46% la exportación de fresas, además de obtener una Tasa de Crecimiento Promedio Anual en Volumen (Ton) mayor al 10,92%. Aumentando la exportación a más países de los que se tiene actualmente, como lo son: Panamá, Aruba, Francia, entre otros. • Fines del proyecto: Realización del estudio de mercado, Realizar los estudios económicos, Tener en cuenta la normatividad vigente, tanto de medio ambiente como de calidad y Diseño en AutoCAD de un robot sembrador de semillas de fresa llamador Fresabot III. Al finalizar el proyecto tendrán un 20% adicional de la rentabilidad sobre su producción de fresas. Disminución del 80% de los intermediarios La rentabilidad es mayor al 20% con respecto al rendimiento al comenzar el proyecto. La disminución será del 80% al finalizar el proyecto. Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 21 • Actividades: 1. Realizar la viabilidad del proyecto. 2. Realizar el estudio de mercado. 3. Realizar el estudio de demanda. 4. Conocer el proceso actual de siembra de semillas de fresas. 5. Realizar el comparativo entre lo actual y lo proyectado. 6. Realizar el diagrama de procesos según diseño propuesto. 7. Realizar estudio Económico y Financiero. 8. Identificar la normatividad vigente aplicable al proyecto. 9. Entrega de diseño de robot sembrador de semillas de fresas- Fresabot III. 10. Definición del personal requerido para realización del diseño. 11. Conclusiones y recomendaciones para el diseño Tabla 5. Análisis de Indicadores. Fuente: Elaboración propia. 1.9 MATRIZ DE MARCO LÓGICO Problema. Actualmente en el país no contamos con las herramientas necesarias para tener una mayor producción de semillas de fresas, debido a muchos factores como lo es el desconocimiento de las nuevas tecnologías aplicadas a la agricultura o la tradición heredada por cada uno de las personas que están en el campo agrícola, lo que se busca con este proyecto es mejorar esos problemas que aparecen durante el proceso de la siembra y dar una solución viable y práctica, para que las personas tengan procesos con estándares de calidad y vean en la demanda mejores resultados y más ganancias para la persona que lo vaya adquirir además de ser un sistema de fácil manejo con la capacitación adecuada. Debemos tener en cuenta que en Colombia, existen varias regiones donde se pueden cultivar semillas de fresas sin ningún inconveniente, pero debemos buscar que las zonas donde ya se cuente con los cultivos, tengan un atractivo más grande e importante, no solo para mantener la calidad de las fresa, que es un mercado que se encuentra tanto a nivel Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 22 nacional como internacional en un crecimiento en el país, donde se puede satisfacer la demanda a nivel nacional pero si pensamos en exportación a nivel internacional no se puede cumplir con los requerimientos mínimos, se debe trabajar en primera instancia con los procesos de semillas de fresas y después modernizar la cadena de valor para que las personas deseen el producto, no solo por su alto valor nutricional también por la calidad y la cantidad de personas en el mundo que consumen esta fruta va en aumento cada año, en Colombia la principal fuente de ingreso no es la comercialización de dicho producto. Análisis de participación Los grupos que podemos identificar en este problema son los usuarios y funcionamiento del Robot. Situación Diseño del Robot Usuario Problemas Afectación del funcionamiento dado por el diseñador por no contar con las especificaciones requeridas, según el manual de uso. Pérdidas económicas por falta de producción de las semillas de fresa. Componentes electrónicos que no funcionen de la manera correcta. Lentitud en el proceso de la siembra de semillas de fresa. Poca capacitación por los técnicos encargados del funcionamiento del robot. Mano de obra que manipulen el robot sin tener conocimiento del diseño y funcionamiento. Intereses Económicos y Políticos Satisfacción del cliente Conexión Mejoramiento continuo del diseño del robot Ofrecer la posibilidad de mejorar el diseño del robot teniendo en cuenta el valor económico. Tabla 6. Análisis de Participación. Fuente: Elaboración propia. Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 23 Mayor producción en la siembra de semillas de fresa Análisis del Problema Falta de Tecnología en la agricultura de precisión Ilustración 4. Análisis del problema. Marco Lógico. Fuente: Elaboración propia. 1.10 NORMATIVIDAD APLICABLE AL PROYECTO En cuanto a la normatividad que nos compete abordar, la cual es la ISO 9001:2015, que regula la gestión de calidad en invernaderos, y la ISO 14001:2015, que regula el sistema de gestión ambiental, se propone que el diseño del robot sembrador de fresas cuente con una batería recargable que no afecte las condiciones del medio ambiente. Por otro lado están los fertilizantes, químicos y abonos que deben ser aplicados de manera oportuna y con la cantidad necesaria para que las fresas pueden germinar de una manera correcta, como es la aplicación de nitrógeno, fosforo y potasio, para que la planta comience a germinar de manera apropiada, sino se toman las medidas necesarias, no tendremos éxito en el cultivo y por lo tanto obtendremos pérdidas de producción. También se busca que el diseño propuesto del robot sea adecuado, según la norma ISO 45001:2015, que habla de la prevención de enfermedades en el lugar de trabajo, evitando enfermedades que se presentan actualmente a lo largo de las actividades que se realizan Insatisfacción de la demanda del producto para la exportación Procesos de siembra carentes de conocimiento de la ingeniería Deficiencia en los procesos de la siembra de semillas fresas Pocos recursos económicos aplicados al conocimiento de la parte agrícola por las personas encargadas Incremento masivo de consumidores de fresa pero falta de producto para satisfacer la demanda Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 24 en el proceso de siembra de fresas, entre las cuales tenemos dolor lumbar, por el exceso de movimientos repetitivos que puede aparecer en la espalda, donde en un comienzo puede ser algo controlado pero si no se trata de manera correcta, se puede volver crónico y da paso a enfermedades mucho más graves, también tenemos el problema del cáncer de piel o melanoma humano, que es una enfermedad asociada a las altas temperaturas por la falta de uso de protector solar, que ayude a la persona a que no sufra de este mal, podríamos hacer mención a los químicos que se aplican a las plantas, se deben utilizar careta de protección y guantes industriales, ya que estos pueden llegar a acumularse en la piel del ser humano y por ende tendríamos enfermedades como lo son mareos, dolores de cabeza, irritaciones de la piel en los primeros síntomas, pero si no se tiene una manipulación adecuada tendremos enfermedades mucho más peligrosas y difíciles de controlar. Tipo de Norma Número Fecha de Expedición Título Ente originador Fuente de consulta Observaciones NTC- ISO 9001 2015 Sistemas de Gestión de la Calidad. ICONTEC ICONTE C Norma Técnica Colombiana trata gestión de la calidad, sistema de la calidad, gestión de procesos, administración de la calidad. "Diseño y fabricación de invernaderosy estructuras metálicas para uso agrícola". NTC- ISO 14001 2015 Sistemas de Gestión Ambiental ICONTEC ICONTE C Norma Técnica Colombiana trata medio ambiente, gestión ambiental, sistema de gestión. NI-ISO 45001 2015 Sistemas de Gestión de la Seguridad y salud en el trabajo. ICONTEC ICONTE C Norma Internacional trata del sistema de gestión de la seguridad y salud en el trabajo, esta incluye la promoción y protección de su salud física y mental. UNE- EN 13031-1 2002 Invernadero s: Proyecto de construcción UNE UNE Normalización Española: Invernader os y otras instalaciones Tabla 7. Normatividad. Fuente: Elaboración propia. https://www.une.org/encuentra-tu-norma/busca-tu-norma/?k=(i:6504030) https://www.une.org/encuentra-tu-norma/busca-tu-norma/?k=(i:6504030) https://www.une.org/encuentra-tu-norma/busca-tu-norma/?k=(i:6504030) Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 25 2. ANÁLISIS DEL MERCADO En el presente capitulo se explicara el tema de análisis del mercado, el cual incluye el estudio de la población departamental, nacional y mundial, el cual contara con el área, producción y rendimiento, posteriormente se mostrara el estudio realizado en el comercio internacional, precios Nacionales e Internacionales al presente año, los costos de producción, empleos generados y los Instrumentos de política. 2.1 ESTUDIO SOCIOECONOMICO Teniendo en cuenta que no existen estudios sobre la automatización en los procesos de agricultura de precisión, para verificar su producción y comercialización en nuestro país, por tal razón no existen datos socioeconómicos de dichos procesos, para el estudio actual tendremos en cuenta los datos de la industria en la cadena valor de la Universidad Nacional en toda Colombia y en Cundinamarca, este último como municipio para la realización del proceso. Lo anterior hace mención a elevar los índices de producción de semillas de fresa por medio del diseño de un robot sembrador. 2.2 DEFINICIÓN DE LA CADENA FRESA La cadena de Fresa fue creada en el 2015 y conformada por representantes de agricultores, comercializadores, gremios, agroindustria, comercializadores y entes académicos de los principales departamentos productores de fresa (Cundinamarca, Boyacá y Tolima, Antioquia, Cauca y Valle del Cauca). • La cadena está implementando paquetes tecnológicos a través de la Universidad Nacional, los cuales les permita a los productores desarrollar estándares de calidad que les permita lograr la exportación y alcanzar las metas propuestas por el Programa de Transformación Productiva (PTP) a 2030. Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 26 • La cadena de Fresa está formulando los acuerdos de competitividad, como base fundamental de vinculación entre el sector productivo y comercial y las entidades de apoyo, para la consolidación de una cadena productiva dinámica y progresista. 2.3 ÁREA, PRODUCCIÓN Y RENDIMIENTO 2.3.1 Área, producción y rendimiento departamental de fresa El 90 % de la producción total del país se encuentra en Cundinamarca (71%), Antioquia (16%) y Cauca (5,2%). Los rendimientos estimados están dados por datos del agricultor en cada región, y corresponde al cálculo de producción en un ciclo de dos años que se divide en dos para obtener un dato de rendimiento por año. Departamentos Área (Ha) Producción (Tn) Rendimiento (Tn*ha-1) 2014 2015* 2016* 2017* 2014 2015* 2016* 2017* 2014 2015* 2016* 2017* Cundinamarca 816 1.180 826 909 22.869 64.900 38.616 42.478 40 55 47 47 Antioquia 445 260 220 242 12.245 9.360 6.732 7.405 36 36 31 31 Cauca 128 85 80 88 3.384 4.208 3.366 3.703 32 50 42 42 N. Santander 146 50 35 39 3.777 1.500 893 982 28 30 26 26 Boyacá 43 31 25 28 560 1.535 1.052 1.157 13 50 42 42 Caldas 22 7 5 6 190 250 152 167 38 36 30 30 Nariño 32 10 8 9 182 385 262 288 6 39 33 33 Quindío 2 4 4 4 0 132 112 123 0 33 28 28 Tolima 2 1 1 1 8 36 30 33 5 36 30 30 Valle 8 22 18 20 263 666 463 509 34 30 26 26 Total 1.644 1.650 1.222 1.344 43.478 82.972 51.678 56.846 35.28 39 33 42 Tabla 8. Los rendimientos estimados están dados por datos del agricultor en cada región. Fuente: AGRONET – Base Evaluaciones Agrícolas Municipales – Secretaria de la Cadena. *Estimado 2015-2016-2017. Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 27 Ilustración 5. Área cultivada, producción y rendimiento de fresa en el año 2013. Fuente: Agronet (2014). 2.3.2 Área, producción y rendimiento nacional Durante el 2016 las áreas cultivadas se mantuvieron, pero al final del año, los rendimientos fueron impactados negativamente debido a los cambios climáticos, debido a las intensas lluvias que azotaron el país y en el segundo semestre por el calor que no proporciono las condiciones ideales para la siembra de semillas de fresa en las zonas como Cundinamarca, Antioquia y Norte de Santander. Los rendimientos nacionales de fresa son competitivos en el mercado internacional, sin embargo la deficiencia tecnológica en el manejo del cultivo generan deficiencia dentro de los mercados internacionales donde se han hecho las mejoras pertinentes para poder competir con los países que ya tienen una infraestructura tecnológica de alto nivel y relegar a los que no la tienen actualmente, algunos de los países que son mayores exportadores de fresas en el mundo son China, Estados Unidos y Turquía, países que no tienen las condiciones climáticas ni los pisos térmicos que tenemos en el país para mejorar y tener un mercado más grande en la siembra de semillas de fresa. En la siguiente tabla podemos observar las áreas sembradas medidas en Hectáreas desde el año 2012 hasta el 2017, aquí podemos ver un crecimiento desde el año 2013 hasta el Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 28 año 2015 y en los años siguientes podemos ver una disminución debido a los problemas climatológicos que surgieron que no mantuviéramos el rendimiento como en años anteriores. Siguiendo con los datos podemos observar que la producción cada año sigue en aumento, comenzando en el año de 2012 con aproximadamente 43444 toneladas y en el año 2017 podemos ver que ha tenido un aumento hasta lograr un valor de 56846, para el nivel nacional es bueno pero para poder competir con mercados internacionales queda insuficiente. NACIONAL 2012 2013 2014 2015 2016* 2017* Área Sembrada (ha) 1.508 1.605 1.620 1.656 1.222 1344 Producción (t) 43.444 42.453 44.553 55.719 40.847 56.846 Rendimiento (t*ha-1) 40,45 35,37 33,99 37,07 1 42 Tabla 9. Área, producción y rendimiento nacional. Fuente: Informe EVAS. Secretaria de Desarrollo Agroeconómico. Cadena de la fresa 2017. Estudio de la Universidad Nacional. [𝑂𝑛𝑙𝑖𝑛𝑒]. Available: https://sioc.minagricultura.gov.co/Fresa/Pages/default.aspx. Caracterización zonas de producción. Ilustración 6. Caracterización zonas de producción. Fuente: Sistema de Información de Gestión y Desempeño de Organizaciones de Cadenas.[𝑂𝑛𝑙𝑖𝑛𝑒]. Available: https://sioc.minagricultura.gov.co/Fresa/Pages/default.aspx. Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 29 2.3.3 Área, producción y rendimiento a nivel mundial El mercado mundial de fresa ha venido en aumento, de acuerdo la información de la Organización de las Naciones Unidas para las Alimentación y la Agricultura (FAOSTAT 2013). Para el 2012 Colombia participo con 1.274 toneladas correspondientes al 2,8% de la producción mundial. Se proyecta un mercado mundial creciente con demandas insatisfechas, que plantea la posibilidad de cubrir esos espacios. Para el 2029 se calcula un crecimiento del volumen comercial mundial del 19,3% (PTP, 2013), lo cual permitiríaque Colombia pudiera incursionar de manera representativa en el mercado internacional. Ilustración 7. Principales países productores de fresa en el 2012. Fuente: FAOSTAT, 2014. INEGI 2014 México, USDA 2014. 2.4 COMERCIO INTERNACIONAL 2.4.1 Balanza comercial En los últimos 4 años las exportaciones de fresa han sido más significativas en relación con las importaciones. Sin embargo en el 2015 se presentó una importación de 20,1 toneladas debido a que la oferta interna no abastecía la demanda Nacional, razón por la cual se vio Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 30 la necesidad de realizar dicha importación desde Chile, esto surge por la carencia de tecnología aplicada a la agricultura además de los problemas que surgen por ejemplo la calidad de las semillas que se están cultivando, la distancia que deben tener entre cada uno de las plantas de fresa y también a la cantidad de semillas que son necesarias para la germinación junto con la ayuda de productos como lo son abonos o fertilizantes, factores que no se tuvieron en cuenta y consigo contrajo la necesidad de suplir la demanda con un país que si tiene mayor producción de semillas de fresa en este caso lo fue Chile. EXPORTACIONES TOTALES 2012 2013 2014 2015 2016 2017 TONELADAS 63.6 91.4 120.6 101.3 100.8 6.7 VALOR USD FOB USD 358.036,42 USD 541.760,78 USD 716.875,58 USD 959.523,85 USD 949.095,63 USD 116.105,89 IMPORTACIONES TOTALES 2012 2013 2014 2015 2016 2017 TONELADAS - - - 20.1 - - VALOR USD CIF - - - USD 19,10463 - - BALANZA COMERCIAL - - - 81.2 - - Tabla 10. Importaciones y Exportaciones de la fresas. Fuente: DANE - DIAN Ilustración 8. Diagrama de funcionamiento de la cadena comercial de la fresa. Fuente: CICO, 2012. Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 31 2.4.2 Exportaciones de fresa (toneladas) La Tasa de Crecimiento promedio anual en Volumen(Ton) para las exportación de los últimos 6 años es del 10.92 %, este se ha incrementado en 46% y también cuenta con la apertura de nuevos mercados como lo es Curazao quien desde el 2015 ha comenzado a comprar fresa, este es uno de los mercados que se desea mantener pero también lograr alcanzar otros países de mayor consumo por persona y demanda de este producto, no solo por el costo también se debe ofrecer un producto de excelente calidad para la persona que lo desea adquirir. El mercado más representativo sigue siendo Panamá, quien a pesar de haber bajado su demanda encabeza la lista de países consumidores de fresa Colombiana, donde se puede ver que los países Europeos desde el año 2014 no adquieren el producto por la demanda interna que tiene además los estándares de calidad y él envió de alimentos, por medio marítimo o aéreo junto con los aranceles, no se ha logrado penetrar en este mercado internacional, también por la falta de asociaciones y empresas involucradas para tratar de llegar a nuevos mercados, para tener mayores ingresos brutos no solo para la producción sino para tener un producto que sea de alta calidad a un precio más elevado por la demanda que este puede llegar a tener en otros países. Países destino 2012 2013 2014 2015 2016 2017 ANTILLAS HOLANDESAS 17,34 25,40 7,04 - - - PANAMA 36,66 56,25 106,97 92,09 89,55 8,85 ARUBA 6,41 9,80 6,54 - - - FRANCIA 2,38 - - - - - ESTADOS UNIDOS 0,60 - - 0,10 - - CURAZAO - - 7,99 11,20 2,54 OTROS 0,252 - 0,026 1,147 0,01 - TOTAL 63,64 91,44 120,57 338,82 100,77 11,40 Tabla 11. Países de destino del cultivo de fresas. Fuente: DIAN-DANE. Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 32 2.4.3 Importación de fresa (toneladas) Las importaciones se han incrementado considerablemente debido principalmente a la afectación de los cultivos por el fenómeno niño que ha dañado las cosechas y la calidad de la fruta principalmente. La expectativas se presentan con acuerdos comerciales y productivos con empresarios Extranjeros y Nacionales. La cadena viene trabajando en ubicación de zonas con potencialidad para el cultivo de la Fresa que sea más competitivas. Países origen 2012 2013 2014 2015* 2016* CHILE 20.2 EEUU 11 22.9 29.5 31.6 3.8 ITALIA 1.8 3 2.4 1.1 0.1 MEXICO 1.8 2.3 10.8 TAILANDIA 0.3 CHINA 16.9 Total Mundo 12.9 27.7 34.5 80.8 3.9 Tabla 12. Importaciones de fresa (toneladas). Fuente: AGRONET. Estimaciones 2015 y 2016. 2.5 PRECIOS NACIONALES Los precios han aumentado cerca del 20 % comparando marzo del presente año, con el mismo periodo del año pasado, debido al fenómeno de El Niño. Se espera que se mantenga esta alza hasta finales del año, cuando el establecimiento de nuevas áreas empiecen producción. A pesar del comportamiento en estos últimos meses, el precio nacional de la fresa se caracteriza por ser constante; tanto que en los últimos 10 años las variaciones han estado por debajo del 10 %. Precio Nacional 2012 2013 2014 2015 2016* Industrial ($/ton) 1400 1450 1550 1700 1850 Fruta Fresca ($/ton) 4022 4135 4625 4530 5234 Tabla 13. Precios Nacionales. Fuente: Productores, Corabastos, [𝑂𝑛𝑙𝑖𝑛𝑒]. Available: http://www.corabastos.com.co/historico/ reportes/ Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 33 Como lo podemos evidenciar desde el año 2012, tenemos un valor industrial de 1400 dólares con rendimientos de 4022 dólares por cultivo de fruta, así sigue creciendo el valor con el paso de los años hasta llegar hasta el año 2016 donde tenemos un valor de 1850 dólares el valor industrial y tenemos un rendimiento de 5234 dólares, donde se puede ver que el mercado de la fresa en Colombia, genera grandes rendimientos si se mejoran los procesos de siembra de semillas de fresa y así tener una mayor producción en la cosecha de fresas, dado que los precios aumentan cerca del 20% comparado con años anteriores, debido a los problemas climáticos que aparecen como es el fenómeno del niño, lo que hace que exista una baja en las producciones en la siembra de semillas de fresa, además tenemos el valor de la fresa que se mantiene constante en los últimos años y se encuentra por debajo del 10%, si por otro lado se lograra una mayor producción tendríamos fresas de mejor calidad y alto valor nutricional, lo que esto puede hacernos competitivos en el mercado internacional, no solo por el tamaño y peso de nuestras fresas que serán de primera de calidad, también la venta en nuestro mercado tendrá un valor más costoso generando para los cultivadores y productores mejores ganancias para invertir posteriormente en mejorar nuevos procesos para tener una agricultura más eficiente y tecnológica, con respecto a otros países que ya están invirtiendo en mejorarlo para tener mejores beneficios en el área agrícola. Precio al Productor ($*KG-1) 2015 2016* PRIMERA 3200 4680 SEGUNDA 2550 3644 TERCERA 1950 2280 CUARTA 1200 1440 Tabla 14. Costo del precio de la fresa en el año 2015 comparado con el año 2016. Fuente: Productores, Corabastos, [𝑂𝑛𝑙𝑖𝑛𝑒]. Available: http://www.corabastos.com.co/historico/ reportes/ Ilustración 9. Histórico grafico de precios mayoristas de la central de abastos de Bogotá. Fuente: Programa de Apoyo Agrícola y Agroindustrial vicepresidencia de fortalecimiento empresarial Cámara de Comercio de Bogotá 2015. [𝑂𝑛𝑙𝑖𝑛𝑒]. Available: https://bibliotecadigital.ccb.org.co/bitstream/handle/11520/14312/Fresa.pdf?sequence=1&i sAllowed=y Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 34 Ilustración 10. Principales destinos de las exportaciones de fresa desde Colombia en el 2013. Fuente: DANE, 2014. Cifras de Comercio Exterior. Ilustración 11. Principales países importadores de fresa y valor de las importaciones en el 2013. Fuente: Trademap,2014. Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 35 3. PLANIFICACIÓN DEL PROYECTO 3.1. PROCESOS Y SU CLASIFICACIÓN Dentro del proceso de planificación se van a definir cada uno de los procesos, su clasificación y ciclo dentro de la gestión del proyecto. Clasificación de los procesos Fases Clasificación Procesos G O V A P H V A Estudio del proyecto x x Planeación x x Ejecución x x Revisión y calidad x x Documentación x X Cierre del proyecto x x Tabla 15. Clasificación de los procesos. Fuente: Elaboración propia. Como observamos las etapas se realizara en seis procesos fundamentales logrando así el desarrollo del proyecto, los cuales se distribuyen entre procesos generales con el fin de terminar las acciones, procesos operacionales que determinan la forma de realizar el producto, de igual manera se verifican el manejo correcto de todas las fases y finalmente los procesos de apoyo que actúan en dado caso que se presenten situaciones inesperadas que afecten la continuidad de ejecución del proyecto. G=Gerencial o Estratégico P=Planear O=Operativo H=Hacer V=Validación V=Verificación A=Apoyo A=Actuar Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 36 3.2. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES De acuerdo a la planificación de cada uno de los procesos, estamos incluyendo las actividades a desarrollar el siguiente cronograma de actividades, el cual se define cada una de las labores para llegar al fin determinado. Después se puede ver que el tiempo máximo de ejecución es de aproximadamente 11 meses, el cual abarca todos los procesos y su tiempo necesario, para dar al proyecto el inicio y el fin correspondiente de la mejor manera. Tabla 16. Cronograma de Actividades. Fuente: Elaboración propia. 3.3. EVALUACIÓN DE RIESGOS A continuación se realizara un análisis de todos los aspectos necesarios para la planeación de nuestro proyecto, se hace una revisión y manejo de los riesgos clasificándolos, verificando el manejo que debemos tener y visualizando las acciones que se deben hacer para no cometer los riesgos. Matriz de Valoración de Riesgos Consecuencias Bajo Medio Alto Resultado de la actividad Recesión Económica 3 Acuerdo comerciales en la compra de materia prima. Desarrollo Tecnológico Industrial 4 Garantizar la innovación de nuestro producto en calidad y tecnológica Desastres Naturales 1 Ninguno Reglamentación del sistema 2 Creación de leyes necesarias para la función del robot Tabla 17. Matriz de Valoración de Riesgo. Fuente: Elaboración propia. Fases Actividades Mes Estudio del proyecto 1. Realizar la viabilidad del proyecto. Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Estudio del proyecto 2. Realizar el estudio de mercado. Estudio del proyecto 3. Realizar el estudio de demanda. Planeación 4. Conocer el proceso actual de siembra de semillas de fresas. Planeación 5. Realizar el comparativo entre lo actual y lo proyectado. Planeación 6. Realizar el diagrama de procesos según diseño propuesto. Planeación 7. Realizar estudio Económico y Financiero. Revisión y calidad 8. Identificar la normatividad vigente aplicable al proyecto. Ejecución 9. Elaboración y entrega de diseño de robot sembrador de semillas de fresas- Fresabot III. Revisión y calidad 10. Definición del personal requerido para realización del diseño. Revisión y calidad 11. Conclusiones y recomendaciones para el diseño Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 37 La calificación se hace de 1 a 5 donde la calificación más baja es el número 1 y la más alta 5, es decir que si es baja es más fácil buscar una solución al riesgo mientras que si es alta es más difícil de conseguir una solución oportuna al riesgo. 3.4. OBJETIVO PRINCIPAL Diseñar y simular un robot para la siembra de semillas de fresa para mejorar la producción en un ambiente controlado. 3.5. OBJETIVOS ESPECIFICOS Diseñar la parte mecánica del robot sembrador de semillas de fresa con herramientas de diseño CAD con el fin de establecer ventajas mecánicas y físicas en un futuro montaje real. Diseñar el circuito eléctrico del robot sembrador de semillas de fresa, para establecer consideraciones a tener en cuenta en la selección de controladores y actuadores, para una posible implementación en el futuro. Simular en software especializado para robótica, para la obtención de información como movimientos, velocidades y demás variables de análisis necesario antes de una implementación real. Entregar de manual de usuario de las especificaciones y funcionamiento del robot sembrador de semillas de fresa para una posible implementación en el futuro. 3.6. LINEAMIENTOS ESTRATÉGICOS Excelencia en el servicio al cliente al adquirir nuestro producto. Capacidad tecnológica a la necesidad de nuestro cliente. Gestión del conocimiento de la ingeniería para mejorar el producto. Consolidación para estar mejor posicionados en el mercado. Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 38 Ilustración 12. Procesos de desarrollo para el inicio y seguimiento del proyecto sembrador de semillas de fresas. Fuente: Elaboración propia. Ilustración 13. Actividades de cultivo de fresa. Fuente: Programa de Apoyo Agrícola y Agroindustrial vicepresidencia de fortalecimiento empresarial Cámara de Comercio de Bogotá 2015. [𝑂𝑛𝑙𝑖𝑛𝑒]. Available: https://bibliotecadigital.ccb.org.co/bitstream/handle/11520/14312/Fresa.pdf?sequence=1&isAllo wed=y Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 39 3.6.1. POLÍTICA INTEGRAL HSEQ Fresabot III es un proyecto dedicado a la generación, distribución y comercialización de diseño de robot sembrador de fresas para generar mayor producción y calidad del producto en un ambiente controlado como lo es un invernadero. Desarrollar y controlar eficazmente, procesos y servicios que satisfagan las expectativas de nuestros clientes y otros grupos de interés. Promover y mantener buenos niveles de seguridad y salud para las personas involucradas en el proceso de siembra, además de tener un cuidado del medio ambiente, debido a que estos propósitos son importantes para la eficaz realización de nuestras operaciones con impacto en la calidad de los servicios que suministramos a la comunidad que trabaja en la agricultura. 3.6.2. VARIABLES QUE AFECTAN EL PROYECTO Las siguientes son las variables básicas que pueden afectar en el proyecto: Variable Descripción Calidad del suelo para la siembra Se debe tener un terreno con tierra abonada y compacta para el funcionamiento del robot. Profundidad en la tierra Debe tener aproximadamente de 5 a 7 cm para la siembra de semillas de fresas y aproximadamente 20 cm de distancia entre cada una de las plantas. Duración de la batería Se garantiza el funcionamiento cuando el indicador llegue aproximadamente a 8,5 a 9v, si esta debajo de este no funcionara de la mejor manera. Cantidad de las semillas de fresa La cantidad de semillas de fresas deben ser de aproximadamente de 5 a 7, para que pueda germinar y tengamos plántulas de fresas. Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 40 Recurso Humano Capacitar de la mejor manera para el funcionamientoy operación del robot para evitar problemas en su funcionamiento. Interferencias Son señales externamente transmitidas a la misma frecuencia ocasionando algún tipo de ruido al sistema que pueda alterar el funcionamiento del robot sembrador de fresas. Tabla 18. Variables que afectan el proyecto. Fuente: Elaboración propia. Ilustración 14. Etapas fenológicas del cultivo de la fresa. Fuente: Bonilla, 2010. Ilustración 15. Calendario de siembra, labores y cosecha del cultivo de la fresa en Colombia. Fuente: Programa de Apoyo Agrícola y Agroindustrial vicepresidencia de fortalecimiento empresarial Cámara de Comercio de Bogotá 2015. [𝑂𝑛𝑙𝑖𝑛𝑒]. Available: https://bibliotecadigital.ccb.org.co/bitstream/handle/11520/14312/Fresa.pdf?sequence=1&isAllowed =y Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 41 3.7. POLÍTICA DE CALIDAD Para mejorar la calidad de vida de nuestros consumidores y contribuir a un futuro rentable y con mayor producción, la Política de Calidad del proyecto Fresabot III focaliza su accionar en algunos pilares fundamentales: 1. Garantizar la Seguridad del diseño y el Cumplimiento Normativo (legal e interno) mediante el respeto de políticas, normas y estándares con total transparencia, para que nuestros clientes tengan la satisfacción de un producto con calidad y buen uso. 2. Asegurar la Preferencia y Consistencia de nuestros productos para satisfacer a nuestros involucrados en el área de la agricultura y clientes, valorando lo que ellos desean y quieren ofreciendo productos, sistemas y servicios que cumplan sus expectativas, así tendremos un cliente satisfecho con nuestros servicios dando la posibilidad de atraer más clientes saben que se cumplen las expectativas para ellos y que no habrá excusas para solventar las necesidades que van aparecer por el contrario hace que la participación en el mercado de la gente sea muy grande por lo tanto tendremos más ganancias al interesado de en adquirir nuestros servicios y la ampliación a nuevos mercados no solo en el área agrícola para tener otras participaciones y atraer personas ofreciendo nuevos productos con otros servicios diferentes a los que se tienen. 3. Poner foco en la obtención de Cero Defectos y Cero Desperdicios, mediante la búsqueda constante de la mejora continua en la optimización de nuestros productos y servicios, ofreciendo un producto que no tenga perdidas en su materia prima ni tampoco en el área de la funcionalidad dando así garantía al cliente de un producto con estándares de alta calidad además de no generar daño al medio ambiente por que no utiliza combustibles fósiles ni tampoco utiliza químicos que afecten las semillas de fresa. 4. Promover el Compromiso de Todos a lo largo de la Cadena de Valor y en todos los niveles de la organización para cumplir con el compromiso con nuestros consumidores, clientes y demás partes interesadas, el objetivo de hacer este tipo de compromiso es mostrarle a las personas que no solo adquieren un servicio, también se desea mostrar que están utilizando una herramienta con conocimientos Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 42 de ingeniería que estimula y desea mayor producción para la siembra de semillas de fresa, logrando así que las personas alrededor de la parte agrícola miren y se animen a participar de la mejor manera no solo está ayudando a crecer su mercado también están apostando en las personas que lo están desarrollando y lo están implementando a su alcance, el deseo es tener una Colombia con una mayor participación de mercados extranjeros. 5. Desarrollo de procesos seguros y libres de actividades ilícitas, corrupción y soborno. 6. Mejorar los procesos, así mismo estandarizarlos, controlarlos y asegurarlos. 7. Fomentar la cultura de hechos y datos. 8. Garantizar el cumplimiento de la legislación aplicable al proyecto. 4. INGENIERIA DEL PROYECTO La ingeniería del proyecto también llamado estudio técnico-operativo, permite acercar la planificación del proyecto al nivel de la ejecución del proyecto. En esta sección se debe presentar la planificación operativa integral, es decir, los requisitos del bien o servicio, su diseño, rediseño o definición, lo cual debe poder representarse en una ficha técnica que muestre los atributos del producto (bien o servicio), luego se debe definir el proceso para la fabricación del bien, o de la prestación del servicio, si es el caso. En todo caso, se debe hacer claridad del proceso, el cual debería ser representado mediante diagramas que incluyan las etapas, las variables de respuesta (o dependientes, salida de cada etapa), las variables independientes (o de control), estas últimas definiendo los limites superior e inferior. Lo anterior permitirá tomar decisiones sobre tecnologías para cada etapa, esto será la adopción, adaptación o desarrollo de tecnologías. La definición de tecnologías da paso a la capacidad del proyecto (tamaño del sistema de producción o de operaciones en caso de servicios), en la cual se evidencian los factores condicionantes, tales como recursos, tiempos, materiales, puestos de trabajo, operarios, empleados directos, áreas, en concordancia al plan de ventas o al C.P.M-PERT del proyecto, también se incluye la macro y micro localización. Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 43 En esta sección se relacionan el orden de ejecución de las actividades a realizar y los resultados a obtener en función de tiempo. Debe detallarse con bastante claridad el itinerario a seguir en el cumplimiento de los objetivos previstos. El estudio técnico debe concluir con el análisis del impacto ambiental (línea base, matriz de impacto, regulaciones, licencias y estudio de responsabilidad social como impacto del proyecto). 4.1. RECURSOS Algunos de los recursos para el correcto manejo tecnológico, un ingeniero o un arquitecto con especializados con conocimientos en AutoCAD, para la realización del diseño del robot sembrador de semillas de fresa, donde se pueda observar cada uno de los detalles que tendría este dispositivo electrónico, por medio de una simulación en 3D donde muestre cada una de las partes que componen este robot y pueda mostrar el paso a paso del proceso de la siembra de semillas de fresa. 4.2. LOCALIZACIÓN El proyecto se realizara en el municipio de Cundinamarca, en primera estancia porque es el lugar más cercano a la Ciudad de Bogotá además de ser uno de los principales sectores donde las fresas tienen mayor participación en el mercado, otro de los factores que vamos a tener en cuenta es un invernadero, porque necesitamos para la realización del proyecto una tierra abonada y rica en nutrientes que no afecte el funcionamiento, dado que hay diferentes tipos de suelo rocosos, arcillosos, húmedos y en estos, no se garantiza un proceso optimo, y por último la temperatura es la óptima para la siembra de semillas de fresa para que tenga un brote optimo y pueda generar mayor cantidad de fresas sembradas. 4.3. METODOLOGÍA El trabajo se desarrollara en 3 partes fundamentales las cuales son el diseño mecánico, el diseño electrónico, en el cual se incluye todos los sistemas y elementos requeridos para su correcto funcionamiento y por último la simulación del robot sembrador de semilla de fresa, llamado Fresabot III. Diseño en AutoCAD de robot sembrador de semillas de fresa: Fresabot III Página | 44 Diseño Mecánico: Para el diseño se eligió los sistemas que muevan la estructura del robot sembrador de semillas de fresa por lo cual la elección del motor se convierte en un paso fundamental en el diseño, adicionalmente contara con una batería recargable para el funcionamiento del robot en cuando a posicionamiento comunicación con el controlador y algunos factores ambientales.
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