Se realizó una investigación sobre la identificación y caracterización de propiedades cromáticas, físico-mecánicas, dinámicas y de fractura del sistema fruto-pedúnculo de coffea arabica l. var. Castillo (frutos de Café Castillo) a través de un enfoque numérico-experimental.

La investigación fue realizada por Alexánder Rincón Jiménez, estudiante del Doctorado en Ingeniería, el cual se realiza en red entre la Universidad Autónoma de Manizales (UAM), la Universidad Autónoma de Occidente (UAO) y la Universidad Autónoma de Bucaramanga (UNAB).

Este es el primer doctorado en Ingeniería en red de Colombia aprobado por el Ministerio de Educación Nacional en enero de 2016. Es un programa único en el país que permite articulas las fortalezas de tres universidades con Acreditación institucional de Alta Calidad pertenecientes a la Red Mutis.

El director del trabajo fue el docente José Luis Rodríguez Sotelo. Su asesor fue el profesor Héctor Andrés Tinoco Navarro (UAM).

Café Castillo

La importancia del trabajo radica en su enfoque en el café, que es un cultivo de gran relevancia para Colombia y muchas familias dependen de su producción. Sin embargo, la cosecha de café, en particular la variedad Castillo, es una etapa costosa y compleja debido a la necesidad de seleccionar cuidadosamente los frutos maduros para obtener una bebida de alta calidad, de acuerdo con los estándares colombianos.

La principal dificultad es la escasez de recolectores especializados, lo que hace necesario el desarrollo o adaptación de cosechadoras que se ajusten a las condiciones ambientales del café Castillo. Para lograr esto, se realizaron diversas caracterizaciones y recopilación de datos.

Los principales resultados y contribuciones de este trabajo son:

Caracterización física: Se llevaron a cabo mediciones de diámetros ortogonales, volumen, masa y grado de acidez (pH) de los frutos utilizando métodos convencionales, como el pie de rey, balanza de precisión y medidores de pH. Estos datos proporcionan información sobre las propiedades físicas de los frutos de café Castillo.

Caracterización mecánica: Se realizaron mediciones de la fuerza de desprendimiento de los frutos de café de forma axial y por torque utilizando equipos especializados con adaptaciones creadas en impresora 3D. Esta caracterización proporciona información sobre la resistencia mecánica de los frutos y cómo se desprenden del pedúnculo.

Caracterización dinámica: Se evaluó el comportamiento dinámico de la estructura del fruto mediante experimentos y análisis por elementos finitos. Se determinó la razón de amortiguamiento del sistema fruto-pedúnculo y se identificaron diferencias en las direcciones ortogonales y estados de maduración de la estructura.

Caracterización del color: Se realizó una extracción de características del color en los frutos y se dividieron en cuatro estados de maduración. Esto se hizo tanto con métodos convencionales (colorímetros) como con métodos no convencionales (cámara fotográfica) utilizando espacios de color y una matriz desarrollada en el trabajo.

Evaluación de la tenacidad a la fractura: Se determinó la tenacidad a la fractura en la interfaz entre el pedicelo y el fruto en diferentes estados de maduración utilizando métodos numéricos. Estos modelos requirieron información de todo el proceso de caracterización.

En resumen, este trabajo proporciona información detallada sobre las propiedades físicas, mecánicas y dinámicas de los frutos de Café Castillo, lo cual es fundamental para el desarrollo de cosechadoras adaptadas a estas características. Los resultados de estas caracterizaciones son valiosos para la industria cafetera, ya que permiten diseñar y adaptar tecnologías para la cosecha y procesamiento más eficiente y de alta calidad de este cultivo en Colombia.

Con este trabajo, Alexánder termina su Doctorado en Ingeniería de la Red Universitaria Mutis, sumando un doctor en la línea de Automática del programa.