Tesis:
Diseño y evaluación de un sistema para la determinación en línea del tamaño de frutas y hortalizas mediante la utilización de un anillo óptico.
- Autor: MOREDA CANTERO, Guillermo
- Título: Diseño y evaluación de un sistema para la determinación en línea del tamaño de frutas y hortalizas mediante la utilización de un anillo óptico.
- Fecha: 2005
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS AGRONOMOS
- Departamentos: INGENIERIA RURAL
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: GARCIA RAMOS, F. Javier
- Resumen: Los productos hortofrutícolas destinados al consumo en fresco, tras ser recolectados, son acondicionados para su comercialización en las líneas de manipulación de las centrales hortofrutícolas. En estas instalaciones se integran diversas máquinas, siendo una de las más importantes los calibradores, que son las encargadas de clasificar los frutos, fundamentalmente, en grupos homogéneos de tamaño y/o color. El objetivo de la presente tesis es analizar la influencia de diferentes condiciones operativas sobre la eficiencia de un sistema de anillo óptico y evaluar su aplicabilidad en la determinación de tamaño y forma de diversas frutas y hortalizas. El anillo óptico consiste en un soporte circular que lleva perimetralmente dispuestos un elevado número de transductores ópticos y que es capaz de estimar, para cada objeto que lo atraviesa, su volumen, longitud y cuatro ejes pertenecientes a dos secciones transversales determinadas. El sistema diseñado y evaluado consiste en un alineador de doble banda en V, o alimentador, que presenta los frutos al anillo óptico, pudiéndose regular mecánicamente la posición relativa entre el anillo y el alimentador para conseguir distintas zonas de paso de los frutos a través del anillo. Para evaluar el efecto de las condiciones operativas de velocidad y zona de paso por el sensor, se hicieron ensayos con modelos calibrados diseñados al efecto. Se emplearon dos grupos de modelos, unos con forma de cilindro alargado y otros con forma de esfera truncada. La zona de paso viene determinada tanto por la posición relativa anillo-alineador como por el propio calibre del fruto. Para evaluar la influencia de la orientación o dirección de presentación de los frutos al sensor se hicieron ensayos comparativos con diferentes productos hortofrutícolas. También se ha llevado a cabo una comparación entre el sistema objeto de la tesis y dos equipos de visión artificial, uno sencillo que analiza una imagen por fruto y calcula calibres según los ejes de la cámara y otro comercial más complejo que captura y analiza cuatro imágenes por fruto y es flexible en las direcciones de determinación de calibre. Los resultados obtenidos se resumen a continuación: De entre las dos velocidades probadas para modelos cilíndricos alargados, 1,4 m/s y 2 m/s, la primera de ellas proporciona mejores resultados para estimaciones de volumen mientras que la segunda es preferible para cálculo de longitudes. De las cinco velocidades probadas para las esferas truncadas, entre 0,6 y 1,4 m/s, con intervalos de 0,2 m/s se llegó a la conclusión de que la menor de ellas es claramente inadecuada para determinación de volumen. Se ha determinado la combinación óptima de posición y velocidad para minimizar el efecto de que pasen frutos de distinto calibre, tanto para clasificación por diámetro como por volumen, habiéndose encontrado que difieren ligeramente. En el análisis de precisión se obtuvo que con las esferas truncadas la mayor precisión corresponde a diámetro máximo, seguido de longitud y volumen, mientras que para los cilindros alargados la mayor precisión es para longitud, seguida de diámetro máximo y volumen. En cuanto al análisis de reproducibilidad, consistente en medir repetidamente el conjunto de modelos esferoidales durante varios días, se obtuvo que la reproducibilidad del sensor es baja. El sistema es fiable en la determinación de calibre máximo transversal de fruta elipsoidal o cuasi esférica si los frutos son presentados al sensor de manera consistente, pero no lo es si la orientación es aleatoria. Para determinación de volumen en kiwi, tomate y naranja la orientación aleatoria de los frutos arrojó unos resultados peores que cuando dicha orientación fue controlada. Ello se debió a la falta de estabilidad o balanceo de los frutos a su paso por el sensor en la forma en que se llevó a cabo dicha orientación aleatoria. Con una mayor longitud del alimentador, es decir, mayor de 2 m. los resultados para volumen mejoran, ya que los frutos llegan al anillo completamente estabilizados. En la comparación del sistema de anillo óptico con el equipo de visión de cuatro imágenes por fruto, se obtuvieron resultados similares en albaricoque, mientras que en melocotón los resultados con el anillo fueron mejores. Para ciruela, se obtuvieron mejores correlaciones frente al calibre de referencia con el equipo de visión, pero en la prueba de repetibilidad el anillo fue superior. El sistema es muy preciso en la determinación de diámetro máximo, volumen y longitud de productos alargados como pepino, calabacín o zanahoria, si bien dichos parámetros no son suficientes para identificar frutos curvados.