Diseño de Equipo Montacargas - FTP ISDi

Diseño de EquipoMontacargas

Diplomante: Rodney Ernesto García Cárdenas

Tutor: Dr. José Luis Betancourt Herrera

Trabajo de Diploma

Instituto Superior de Diseño

Facultad de Diseño Industrial

Curso 2011-2012

Diseño de EquipoMontacargas

A mi Abue que nos dejó a las puertas de cumplir este sueño...

Alejandrina Herrera Sandoval

(1923-2011)

A mis padres por la formación, el amor y el apoyo incondicional en todo mi ajetreo.A mi abuelo por ser el mejor del mundo.A mi amada Derlita por cuidarme y soportarme en

este tiempo de estrés.A toda la Family en especial a mi tío Alexis por el

ejemplo y recordarme que el ISDi quedaba cerca de mi casa.A mi tutor por el apoyo y la confianza que puso en

mí desde el primer día.A Sandy por tomarse esta tesis como suya y ser

un verdadero mentor a lo largo de mi carrera.A Mauro por la experiencia y la magia gráfica.A los ingenieros del IDA por el apoyo técnico.A Misión Calle por el apoyo espiritual que solo

ustedes saben dar.A Gusti y Yani (los mine) por ser amigos, hermanos

e incluso más.A Dios sin duda, por todo.

Agradecimientos:

5

El presente documento recoge el proceso de diseño de un Equipo Montacargas de 2,5 toneladas de capacidad, encargado al Instituto Superior de Diseño (ISDi) por el Instituto de Desarrollo Automotriz (IDA) perteneciente al Ministerio de la Industria Sideromecánica. Está estructu-rado en cuatro capítulos siendo estos: Introducción, Eta-pa de Problema, Etapa de Concepto y Etapa de Desarro-llo, a través de los cuales se le da una solución de diseño a la necesidad planteada por el cliente.

Primeramente se describe y valida esta necesidad de con el objetivo de formular el Problema de Diseño que a su vez es descompuesto para su análisis en factores, siendo de gran peso el análisis de productos hómologos que dió como resultado la documentación de las tenden-cias actuales en el diseño de montacargas por parte de los líderes del mercado y el de la tecnología existente en el país para darle frente a la producción de futuro pro-ducto

La Etapa de Conceptualización fue abordada sobre la base de la información recopilada dando como resulta-do el diseño de un montacargas cuya cabina se adap-te a cualquier tipología de componentes existentes en el mercado, dado que no es factible la producción total de esta en la industria nacional, lo que posibilita el empleo de piezas procedentes de diferentes fabricantes sin com-prometer la funcionalidad del equipo a uno en particular.

La Etapa de Desarrollo muestra en detalles como se re-solvió cada uno de los subsistemas en los que se frag-mentó el equipo dado su alto nivel de complejidad. Ade-más de mostrar evidencias del uso del mismo.

Resumen

6Índice

Etapa de Problema

Análisis de la Necesidad 13

Enunciado de Problema 14

Análisis de Contexto 15

Análisis Diacrónico 19

Análisis Sincrónico 21

Análisis Tecnología 36

Análisis de Función 40

Análisis de Uso 44

Requisitos de diseño 58

Etapa de Concepto

Introducción 60Premisas Conceptuales 61Funciones 62Matriz Funcional 63Alternativas y Variantes Conceptuales 65

Conclusiones 71

Etapa de Desarrollo

Descripción de las soluciones 73Evidencias de Uso 90Dimensiones Generales 98

Conclusiones 103 Recomendaciones 105 Bibliografía 107 Anexos 109

Preámbulo

Introducción 7Encargo de diseño 8Condicionantes del proyecto 9Alcance 10Objetivos del proyecto 11

7

Como parte del reajuste del Modelo Económico cubano, en el cual es objetivo fundamental “priorizar en la política industrial, el fomento de las exportaciones y la reducción de los costos, especialmente de su componente impor-tado” y al elevado precio de los equipos en el mercado internacional , el Ministerio de la Industria Sideromecáni-ca (SIME), como organismo rector de la siderurgia y de la industria pesada en el país se encuentra inmerso en la búsqueda de soluciones prácticas acordes con los Linea-mientos de la Política Económica y Social del Partido y la Revolución. Acometiendo para esto un proceso de redi-mensionamiento y reorganización productiva de las ca-pacidades de varias entidades, incluyendo la realización de inversiones para renovar equipos tecnológicamente atrasados y en malas condiciones técnicas. Este proce-so incluye además el vínculo con diversas universidades del país con el fin de aprovechar los avances en materia de innovación científica acometidos en estos centros de altos estudios.

Como parte de su Estrategia de Desarrollo para el pe-ríodo 2011-2015 y con el fin de dar respuesta a la alta demanda de equipos de manipulación de cargas en el país surge el proyecto Montacargas Cubano. Este tiene como objetivo, impulsar el programa de sustitución de importaciones a través de alianzas estratégicas entre em-presas del SIME y otras de la economía nacional , con el fin de renovar ramas deprimidas de la economía tales como la industria mecánica, que posee tecnología ope-rativa capaz de darle respuesta a demandas de equipos y maquinaria pesada. Las principales entidades a cargo de la realización de este proyecto son: el Instituto de De-sarrollo Automotriz (IDA), encargado de la investigación necesaria, análisis de factibilidad, diseño y ensamble del equipo y la empresa MONCAR encargada de su posterior comercialización.

IntroducciónPreámbulo

8

ClienteEl Instituto de Desarrollo Automotor (IDA) pertenece-

ciente al grupo UNECAMOTO del SIME con Domicilio le-gal. Calle 168 No.31525 entre 315 y 331, Rpto. Lutgardita, Municipio Boyeros.

Entre los proyectos que ha realizado relacionados al tema cuenta con:

•Asientos de poliéster reforzado con fibra de vidrio (PRFV) para ómnibus, piezas y accesorios de poliuretano flexible para butacas de aeronaves, con posible aplica-ción en ómnibus.

•Carrocerías (PRFV) para distintos vehículos automoto-res.

•Bastidores (chasis) de acero para diferentes vehículos automotores.

•Adaptación de medios existentes a otros que le propor-cionan un nuevo valor de uso (aplicaciones sobre camio-nes y otros medios de transporte).

Encargo de diseño:El Instituto de Desarrollo Automotor (IDA) le solicita al

ISDI, el diseño de un equipo montacargas (con alto ni-vel de integración nacional) dirigido a la manipulación de mercancías en los almacenes, áreas de carga y descarga de las zonas industriales y zonas portuarias del país.

Preámbulo Encargo de Diseño

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Condicionantes del proyecto:• Se realizará el diseño conceptual avanzado del mon-

tacargas para la línea de 2,5-3,5 toneladas de capacidad, siendo los elementos a diseñar la carrocería, el chasis autoportante y el contrapeso.

• Serán importados:

-Motor diesel de la marca IZUZU Modelo C240 PKJ.

-Del montacargas modelo HELI 2000:

- Sistema de transmisión (embrague, caja de cambios y diferencial).

- Sistema de dirección.

- Sistemas hidráulicos.

- Órgano de trabajo (mástiles y uñas)

- Accesorios fundamentales.

• El equipo se integrará a la línea de 2,5-3,5 toneladas de capacidad.

• Los elementos a diseñar serán producidos con la tec-nología existente en la industria nacional.

Preámbulo Condicionantes del proyecto

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A partir de la complejidad del proyecto del Trabajo de Diploma, las soluciones de diseño generales se desa-rrollarán hasta la etapa de concepto avanzado, con la referencia técnica de algunos elementos imprescindible para garantizar su futuro funcionamiento, uso adecuado y sobre todo su posterior implementación por parte del cliente.

Preámbulo Alcance del proyecto

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Objetivo General:

Sustituir importaciones de equipos montacargas para dar respuesta a la demanda nacional de estos medios, en la línea de 2,5-3,5 toneladas de capacidad, con un producto de alto nivel de integración y de calidad e ima-gen similares a la de sus referentes en el mercado inter-nacional.

Objetivo específicos:

• Definir las tendencias actuales en el diseño de equipos montacargas a nivel internacional.

• Definir los requisitos de diseño de esta línea de equipos para su producción nacional, elementos impres-cindibles para garanizar su calidad.

• Definir las condiciones y la tecnología existente en la industria nacional para la producción de este tipo de equipo.

Preámbulo Objetivos del proyecto

etapa dePROBLEMA

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Descripción y Validación:La manipulación de cargas en nuestro país es de suma

importancia logística. Miles de toneladas de mercancía se trasladan diariamente en almacenes, zonas industriales y zonas portuarias. Cada día este volumen aumenta, pro-yectos como la renovación de la red ferroviaria, la reno-vación de la Refinería de Cienfuegos y la construcción en curso de la Zona de Desarrollo Integral Mariel, así como los convenios firmados a raíz del ALBA auguran que el futuro comercial de nuestro país será agitado. Pero para hacer frente a esta creciente actividad se necesitará una infraestructura logística acorde con los niveles de cargas a manipular. No sólo será necesaria una red de almace-nes y zonas industriales mayor sino que será fundamen-tal una maquinaria actualizada y en condiciones óptimas capaces de manipular los miles de toneladas que dia-riamente se manipularán. Los equipos montacargas en todas sus tipologías serán la columna vertebral de esta infraestructura. Actualmente el 100% de estos equipos existentes en el país son importados, lo que significa un gasto promedio de 23 mil CUC por cada uno, incluyendo su transportación; esto coloca al país en una situación de desventaja frente a las perspectivas de crecimiento comercial a corto plazo. Por este motivo la reducción de importaciones en el sector de maquinarias de manipula-ción de cargas toma un papel fundamental. El Proyecto Montacargas Cubano del SIME busca darle respuesta a esta necesidad actual de la economía cubana.

Posterior al análisis de la serie histórica de equipos mon-tacargas comercializados por MONCAR (líder del merca-do nacional en esta rama) a partir de 1996 hasta 2011, el SIME decide trabajar de forma integrada en el diseño de un Montacargas de 2,5 toneladas con mástil triple y mo-tor diesel, siendo esta tipología la más demandada por la economía nacional.

Dada las capacidades actuales de la industria y tecnolo-gías nacionales y los requerimientos técnicos y de segu-ridad que dicha maquinaria requiere no es factible la rea-lización de todos los componentes en la red de fábricas pertenecientes al SIME. Por otra parte es fundamental la

disminución de importaciones al mínimo posible, ya que en esto radica la importancia y novedad del proyecto. Para lograr el correcto balance, el IDA como parte del proceso de diseño realizó un levantamiento de informa-ción de los procesos productivos disponibles así como de los materiales, que arrojó la relación de los compo-nentes a importar y los componentes a producir. Siendo necesario el diseño y producción del chasis autoportan-te, el contrapeso, la carrocería, y la cabina. El resto de los componentes serán de importación, con la correcta elección de los proveedores para minimizar los costos por flete y transportación.

El desarrollo e implementación exitosa de este proyecto acorde a las características de nuestro contexto no solo traerá como resultado un considerable ahorro por con-cepto de disminución de importaciones, sino que sentará las bases para el desarrollo de este tipo de equipos de forma masiva en el país, colocándolo en una posición de independencia respecto a un mercado donde los precios de las maquinarias aumentan cada vez más dada la espe-cialización necesaria en la fabricación de sus componen-tes y las tecnologías aplicadas en su desarrollo, además donde los costos de transportación se ven afectados por el alza de los precios del combustible.

Problema Análisis de la necesidad

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Proponer soluciones de diseño de un equipo montacar-gas de 2,5 toneladas de capacidad que será utilizado en almacenes, zonas industriales y zonas portuarias y que contendrá componentes importados por catálogo y com-ponentes de producción nacional, siendo estos el chasis, la carrocería y la cabina.

Problema Enunciado de problema

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Características climáticas generales:

Generalmente se presentan temperaturas altas, cuyos valores medios anuales van desde los 24 °C en las llanu-ras, hasta 26 °C y más en las costas orientales. Se repor-tan magnitudes inferiores a 20°C en las partes más altas de la Sierra Maestra. La temporada de noviembre a abril es menos calurosa y se conoce como invierno, mientras que los meses de mayo a octubre, más calurosos, reci-ben el nombre de verano. Las temperaturas máximas y mínimas absolutas registradas son de 38,8 °C (Jucarito, Granma el 17 de abril de 1999) [10] y 0,6 °C (Bainoa, 18 de febrero de 1996). Como es típico en los climas tropi-cales, la variación diaria de la temperatura es mayor que la anual.

La humedad relativa media es alta, con promedios cer-canos al 90 por ciento. Los máximos diarios, generalmen-te superiores al 95 por ciento, ocurren a la salida del sol, mientras que los mínimos descienden, al mediodía, hasta 50-60 por ciento en el interior del territorio. Las zonas más húmedas son las regiones occidental y central, junto con los principales núcleos montañosos. El efecto de la alta humedad relativa, otorga al archipiélago cubano una intensa sensación de calor durante gran parte del año.

Análisis de Factores de Diseño ContextoProblema

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AlmacenesUn almacén es un lugar o espacio físico para el almace-

naje de bienes. Los almacenes son usados por fabrican-tes, importadores, exportadores, comerciantes, trans-portistas, clientes, etc. En un almacén se depositan las materias primas de los productos, el producto semitermi-nado o el producto terminado a la espera de ser transferi-do al siguiente eslabón de la cadena de suministro. Sirve como centro regulador del flujo de mercancías entre la disponibilidad y la necesidad de fabricantes, comercian-tes y consumidores.

Normalmente son construcciones grandes y planas en las zonas industriales de las ciudades. Están equipados con muelles de carga para cargar y descargar camiones; o algunas veces son cargados directamente de vías de tren, aeropuertos o puertos marítimos. Cuentan además con material de almacenamiento, adaptado al producto y su rotación de inventario, como estanterias, racks, canti-levers y pallets. A menudo disponen de carretillas eleva-doras frontales, apiladoras o transpalets para la manipu-lación de mercancías que son generalmente depositadas en pallets estandarizados. Según el tipo de mercancía almacenada se puede también encontrar máquinas más específicas como puentes grúas o grúas.

Algunos almacenes están completamente automatiza-dos, sin contar apenas con trabajadores en su interior. En estos casos, la manipulación de mercancía se realiza con máquinas de almacenaje coordinadas por controladores programables y ordenadores con el software apropiado.

Este tipo de almacenes automatizados se pueden em-plear para mercancías de temperatura controlada en los cuales la disponibilidad de espacio es menor debido al alto coste que la refrigeración supone para las empresas.

Un almacén es un lugar o espacio físico destinado al almacenaje de bienes.

Las condiciones de iluminación en los almacenes son variadas pero en general dependen de luz artificial, ya que aunque es usual la presencia de grandes ventanales para aprovechar la iluminación natural, dada su exten-sión y altura de las estanterías esta es insuficiente. La temperatura está regulada por la presencia de equipos de climatización y en sus ausencia, la altura del techo, el material almacenado, entre otros factores se encargan de regularla. En ocasiones puede llegar a ser muy alta. El ambiente sonoro está condicionado por el nivel de acti-vidad de carga y descarga así como por la presencia de equipos de manipulación para el traslado de la mercan-cía. Puede llegar a ser muy congestionado sobrepasando los umbrales permisibles por lo que muchas veces los obreros deben usar orejeras de protección

Los materiales utilizados en su construcción son muy variados, desde la madera hasta la mampostería pasan-do por el acero. La circulación en su interior se dificulta en algunos que no poseen señalización así como en los que presentan pasillos estrechos y estanterías muy altas que impiden la visibilidad. En general son un ambiente muy dinámico en constante cambio que demanda gran-des dosis de concentración a los trabajadores.

Condiciones ambientales y Relaciones Espaciales:


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Zonas Portuarias

Al ser generalmente espacios abiertos la condiciones ambientales del puerto están condicionadas por las ca-racterísticas climáticas de nuestro país. Las condiciones de iluminación dependen de luz articial en aquellos luga-res techados que por su extensión y posición de las ven-tanas no pueden ser iluminados por la luz del Sol. Acús-ticamente el ambiente escongestionado dada la cantidad de equipamiento presente y el trasiego constante de mercancías además porque los operarios, estibadores y obreros para comunicarse entre sí deben hacerlo a viva voz. Puede llegar a ser muy contaminado sobrepasando los umbrales permisibles por lo que muchas veces los obreros deben usar orejeras de protección. La circula-ción en una zona portuaria es más flexible dada su na-turaleza abierta, no obstante el tamaño de la maquinaria que circula es muy diversa por lo que se hace necesario tomar medidas de seguridad extras.

Otros medios de manipulación de carga de mayor y me-nor tamaño tales como grúas y porta contenedores. Ve-hículos de transporte de personal y los medios donde se encuentra la carga almacenada. También se encuentran las diversas señales e indicaciones de seguridad y de avi-sos que emiten información tanto visual como sonora.

El puerto es aquel espacio destinado y orientado espe-cialmente al flujo de mercancías, personas, información o a dar abrigo y seguridad a aquellas embarcaciones o naves encargadas de llevar a cabo dichas tareas. Dentro de los puertos marítimos se pueden distinguir aquellos orientados a la carga y descarga de contenedores; de mercancías de distinto tipo, especialmente los pesque-ros; al depósito de embarcaciones de recreo (puertos deportivos) u otros. Desde el punto de vista funcional, la obras y las instalaciones de un puerto se pueden clasifi-car por su ubicación. Así, se distinguen zonas diferentes:

La zona marítima destinada al barco, en la que se dis-ponen las obras de abrigo que protegen la zona de atra-ques del oleaje exterior, constituidas fundamentalmente por los diques; las obras de acceso que facilitan el acceso del barco al puerto en condiciones de seguridad, garanti-zando su maniobrabilidad, anchura y calado adecuados. Entre ellas están la señalización (radar, faros, balizas, ra-diofaros, boyas), los diques de encauzamiento, canales dragados, esclusas; los espacios de fondeo (radas) con la función de mantener el barco en aguas tranquilas, sin obstruir el tráfico, a la espera de su turno de atraque en los muelles; y las dársenas que constituyen la superficie de aguas abrigadas aptas para la permanencia y opera-ción de los barcos (de marea o de flotación, según estén o no sometidas a la acción de las mareas).

La zona terrestre, destinada fundamentalmente a la mercancía, incluye la superficie de operación terres-tre constituida por los muelles, que además de facilitar el atraque y amarre de los barcos, sirven de soporte al utillaje y de acopio provisional de mercancías y los de-pósitos que además de adecuarles un espacio a estas, sirven de regulación de los flujos marítimo-terrestres. Ocasionalmente puede ubicarse en los puertos una zona de asentamiento de industrias básicas: siderurgias, asti-lleros, petroquímicas, refinerías.

El puerto es aquel espa-cio orientado especialmente al flujo de mercancías y a dar abrigo y seguridad a

Condiciones ambientales y Relaciones Espaciales:

Convivencia funcional:


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A modo de conclusión el análisis arroja que el equipo se enfrentará a condiciones climáticas muy diversas y con-vivirá con diferentes tipologías de equipos de manipula-ción de carga así como con trabajadores de diferentes ramas. El espacio de trabajo será pequeño condicionado principalmente por la anchura de los pasillos en los alma-cenes y la altura de las estanterías. Las condiciones de iluminación en algunos casos serán bajas, mientras que las condiciones de ruido muy altas.

Análisis de Factores de Diseño ConclusionesProblema

Conclusiones del análisis:

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condujo directamente al incremento en el desarrollo de los montacargas.

La Segunda Guerra Mundial fue otro catalizador, ya que los obreros necesitaban una forma más eficiente de car-gar las inmensas cantidades de suministros bélicos en los números vagones y barcos de transporte. El continuo trasiego de bienes en este período trajo como necesidad montacargas eléctricos con baterías de larga duración, por lo que los modelos fueron construidos con baterías capaces de soportar turnos de ocho horas sin necesidad de recarga.

Los montacargas surgieron de las grúas, las cuales eran los principales medios utilizados para levantar y mover objetos pesados a fines del siglo XIX. Estas grúas, com-puesta por cadenas y winches, dieron paso a camiones con plataformas de madera a principios del siglo XX. Muy pronto estos camiones y sus remolques incorpora-ron motores eléctricos y baterías.

En la época de la Primera Guerra Mundial, estas máqui-nas fueron diseñadas con una plataforma eléctrica que podía ser elevada. La Guerra arrojó otros nuevos inventos, incluyendo una grúa de proyectiles con un mecanismo de alzado, considerado el primer montacargas eléctrico.

Los primeros modelos de montacargas fueron muy sim-ples, careciendo de sistemas hidráulicos y horquillas. Es-tas maquinarias fueron diseñadas para elevar las cargas solo unas cuantas pulgadas, por tanto las transmisiones por cadenas generalmente eran más que suficientes. In-cluso con sus limitadas características, estas máquinas hicieron los procesos de carga y descarga de mercan-cías mucho más fácil y eficiente, lo cual se tornó más necesario durante la escasez fuerza de trabajo causada por la guerra.

Lo que generalmente se reconoce como el precursor de los montacargas contrapesados y con asiento incor-porado, fue producido por Clark en 1917. Conocido como Tructractor, fue desarrollado originalmente solamente para su uso en la planta de ejes Clark, pero los visitantes lo encontraron muy práctico y comenzaron a solicitar sus propios modelos. En los años 20 fue introducido el primer montacargas industrial en usar energía hidráulica para elevar una carga. En 1923 Yale produjo el primer camión eléctrico con tenedores y mástil elevable, hoy en día con-siderado el primer montacargas de tenedor. El elevador funcionaba mediante un mecanismo de trinquetes y pi-ñones.

Los nuevos montacargas no alcanzaron popularidad in-mediatamente, pero un adelanto importante ocurrió al desarrollarse el pallet estandarizada a fines de los años 30. El pallet permitió apilar las cargas uniformemente y

Primer montacargas Hyster producido en 1935. Incorporaba neumáticos de cojín, transmisión manual de 2 marchas y un mástil telescópico de cables con capaci-dad de 6,000 lbs. (foto Hyster Sales Company)

El pallet permitió apilar las cargas uniformemente y condujo directamente al incremento en el desarrollo de los montacargas.

Grúa diseñada por Baker Rauch & Lang Company para alzar municiones de artillería (considerada el primer montacargas eléctrico) 1915. (foto Linde Baker)

Análisis de Factores de Diseño Análisis DiacrónicoProblema

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En los años 50 se hizo clara la necesidad de métodos de almacenamiento más eficientes y los almacenes comen-zaron a expandirse vertical antes que horizontalmente. Por tanto se requirieron montacargas más poderosos y más maniobrables. Los nuevos modelos encajaban en pasillos más estrechos y elevaban cargas hasta 3m so-bre el suelo, más alto que nunca antes. Los montacargas más estrechos contribuyeron a revolucionar la industria de almacenaje, ya que más estanterías podían colocarse en el mismo espacio.

El incremento de las alturas de trabajo, hizo necesarias normas de seguridad, ya que los objetos que cayeran po-dían lesionar a los operarios fácilmente. A finales de los 50 y principios de los 60, los productores comenzaron a ofrecer soluciones para asegurar las cargas y a utilizar cubiertas para la protección del operario. Estos acceso-rios se convirtieron en norma, y los asuntos de seguridad en los montacargas no se han abandonado desde en-tonces. Los sistemas de restricción del operador se es-tandarizaron a principios de los 80, y la seguridad en los montacargas se mantiene como un importante tópico en la ingeniería actual. Nuevos adelantos en la tecnología de carga de los equipos previene que estos se balanceen y se dañen.

Además de innovaciones en la seguridad, los montacar-gas han cambiado de otras maneras. Las preocupacio-nes medioambientales de emisiones han conducido al desarrollo de diferentes tipos de motores. El combustible de los equipos ha cambiado desde electricidad a propa-no, a gas natural comprimido, incluso otros más novedo-sos. La tecnología de células de hidrógeno se encuentra en desarrollo, en el año 2000, un prototipo fue construido utilizando este combustible como fuente para mover el equipo.

Hyster “Space Saver”, 1950 (foto Arnold Machinery Co.)

Análisis de Factores de Diseño Análisis DiacrónicoProblema

Montacargas Yale con mástil triple, años 60 (foto Yale Materials Handling Corporation)

Primer montacargas eléctrico producido por Toyota, 1974. (foto Toyota Material Handling U.S.A., Inc.)

Primer montacargas vendido por Toyota en USA, 1967 (foto Toyota Material Handling U.S.A., Inc.)

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Con el objetivo de conocer las tendencias actuales en el mercado se tomaron 6 modelos de montacargas en el rango de capacidad del equipo a diseñar usando un crite-rio aleatorio para su elección con el objetivo de lograr un resultado lo más abarcador posible. Las marcas seleccio-nadas fueron Toyota, Hyster, Doosan, Caterpillar y TCM. El análisis fue estructurado en dos secciones: primera-mente se describe el comportamiento de las variables correspondientes a los elementos que serán diseñados (Cabina, Chasis-Carrocería, Contrapeso) tabulándose posteriormente estos resultados cuantitativamente.

Análisis de Factores de Diseño Análisis Sincrónico

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Toyota Serie 8FG/8FD

Capacidad de Carga (kg) 2500

Centro de Carga (mm) 500

Anchura (mm) 1150 A

Radio de Giro(exterior) (mm) 2280 B

Altura de la Cubierta (mm) 2110 C

Longitud (mm) 2635 D

A

B

C


D

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Tipología y Accesos: La cabina es de tipología abierta, con accesos a ambos lados mediante escalones y agarres que facilitan las operaciones de entrada y sa-lida al equipo. En la cabina se encuentra el acceso a los componentes internos, que se realiza girando el capó del motor que posee un mecanismo neumático con 75o de abertura.

Controles (Posición, Forma): El timón tiene 30cm de diámetro y la columna de mando es ajustable a la er-gonomía del usuario. Los controles de dirección (Timón, Palanca de cambios y Pedales) están colocados en la zona delantera de la cabina, mientras que los controles del órgano de trabajo están colocados en un soporte con reposabrazos lateral al asiento siendo en forma de joys-tick recubiertos de goma. Esto garantiza una segmenta-ción por función evitando confusiones para el operario y una adecuación ergonómica importante ya que la postura a tomar para el control del equipo se mantiene lo más na-tural posible, dada la elevada frecuencia de uso de estos controles. Presenta controles de elevación e inclinación del mástil y de desplazamiento horizontal de las horqui-llas.

Displays: El panel de información es de tipo dash-board (tablero) en formato digital y en el cual los elemen-tos se encuentran agrupados por funciones. Posee in-dicadores de temperatura del motor, presión de aceite, horas de trabajo, velocidad y carga de trabajo.

Asiento: Puede ser ajustado 150mm hacia adelante o hacia atrás para ajustarse a cualquier tipo de usuario. Además posee suspensión ajustable para disminuir el efecto de la vibración y un soporte con un giro máximo de 38o para evitar rotaciones dañinas del cuello al condu-cir en reversa.


Materiales y Procesos (Pizarra, Asientos, Controles): La pizarra está compuesta por 1 bloque de plástico inyectado que alberga los paneles de instru-mentos. El exterior de la misma lo compone una plancha de metal conformado para protegerla de impactos. Los controles son recubiertos de goma agradable al tacto. El material exterior del asiento es vinilo con un acolchado interior.

Cubierta: La cubierta está compuesta por perfiles de acero conformados y pose aberturas en forma de rejillas lo que posibilita la visibilidad al colocar cargas en alturas y además le aporta mayor resistencia estructural para la protección del usuario contra impactos.

Medios de seguridad: Para la protección del ope-rario el asiento cuenta con un cinturón de seguridad ajus-table, así como agarres de 12” para evitar caídas al entrar y salir del equipo, además de sensores que impiden la operación del mismo si el usuario no se encuentra en la posición óptima de trabajo. Cuenta con luces de posición y cláxones para comunicar su presencia a las personas a su alrededor.

Cabina

La cabina posee accesos a ambos lados mediante escalones y

agarres.

Posee dos pantallas LCD que brindan la información del estado del equipo.

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Morfología: La forma del chasis es mayormente or-togonal, con presencia de curvas en los guardafangos y fileteados en las zonas de encuentro de aristas. Esto le aporta al equipo una visualidad acorde con su función comunicando sobriedad y modernidad al mismo tiempo.

Materiales y Procesos: El material empleado en el chasis es el acero y la forma fue obtenida mediante es-tampado. Este proceso se empleó también en el capó del motor. Los guardafangos son de acero laminado.

Morfología: Formas ortogonales en la unión con el chasis, siendo la parte posterior curvada para evitar cho-ques y favorecer al radio de giro del equipo. Posee aber-turas que permiten el escape de los gases del motor.

Materiales y Procesos: El contrapeso está com-puesto por una pieza de hierro fundido.


Chasis-Carrocería

Contrapeso

El capó del motor que posee un mecanismo con 75o de abertura.

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Anchura (mm) 1070 W

Radio de Giro(exterior) (mm) 1977 R

Altura de la Cubierta (mm) 2170 H

Longitud (mm) 2170 L

Doosan Serie D25S / D30S


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Tipología y Accesos: La cabina es de tipología abierta, con accesos a ambos lados mediante escalones y agarres que facilitan las operaciones de entrada y sa-lida al equipo. En la cabina se encuentra el acceso a los componentes internos, que se realiza girando el capó del motor que posee un mecanismo de bisagra. Los paneles laterales de la carrocería son desmontables para facilitar el acceso al interior.

Controles (Posición, Forma): Los controles de dirección están colocados en la zona delantera de la ca-bina, mientras que los controles del órgano de trabajo (de tipo palanca) están colocados en un soporte lateral al asiento. Además posee un compartimiento para colocar documentos y pequeñas herramientas anexo a los con-troles. Presenta controles de elevación e inclinación del mástil y de desplazamiento horizontal de las horquillas.

Displays:El panel de información es de formato analó-gico. Posee indicadores de nivel de combustible, tempe-ratura del motor, presión de aceite.

Asiento: La posición del asiento es rígida, esto se mi-tiga con la columna del timón ajustable para disminuir las posibles dificultades en usuarios de diferentes percenti-les. Posee además suspensión para disminuir el efecto de la vibración.

Materiales y Procesos (Pizarra, Asientos, Controles): La pizarra está compuesta por piezas plás-ticas inyectadas que albergan los displays. El exterior de la misma lo compone una plancha de metal conformado para protegerla de impactos. Los controles del OT son metálicos recubiertos de goma agradable al tacto. El ma-terial exterior del asiento es goma mientras que el interior es acolchado.



Medios de seguridad: Para la protección del ope-rario el asiento cuenta con un cinturón de seguridad ajus-table, así como agarres para evitar caídas al entrar y salir del equipo, además de sensores que emiten una alarma si el operario abandona el equipo sin activar el freno de seguridad. Cuenta con luces de posición y un claxon para comunicar su operación en reversa a las personas a su alrededor.

Cabina

Los controles del órgano de trabajo están colocados en un soporte lateral al asiento.

El panel de información es de formato analógico.

Presenta controles de elevación, inclinación y de desplazamiento

horizontal de las horquillas.

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Morfología: La forma del chasis es mayormente or-togonal, con presencia de curvas en los guardafangos y fileteados en las zonas de encuentro de aristas. Esto le aporta al equipo una visualidad acorde con su función comunicando sobriedad y modernidad al mismo tiempo.

Materiales y Procesos: El material empleado en el chasis es el acero y la forma fue obtenida mediante es-tampado. Este proceso se empleó también en el capó del motor. Los guardafangos son de acero laminado.

Morfología: Formas ortogonales en la unión con el chasis, siendo la parte posterior curvada para evitar cho-ques y favorecer al radio de giro del equipo. Posee aber-turas que permiten el escape de los gases del motor.



Chasis-Carrocería

Contrapeso

Los paneles laterales de la carrocería son desmontables para facilitar el acceso al interior.

El capó del motor que posee un mecanismo neumático de abertura.

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Hyster Serie S80-120FT



Anchura (mm) 1150 A

Radio de Giro(exterior) (mm) 2280 B

Altura de la Cubierta (mm) 2110 C

Longitud (mm) 2635 D


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Tipología y Accesos: La cabina es de tipología abierta, con accesos a ambos lados mediante escalo-nes antideslizantes y agarres recubiertos de goma que facilitan las operaciones de entrada y salida al equipo.El acceso al motor, se realiza girando el capó del motor de PRFV resistente al calor y que posee un mecanismo neu-mático, permitiendo una abertura total de 85o. El piso de la cabina, de acero recubierto de goma para reducir las vibraciones y el ruido, se remueve también para acceder al motor.

Controles (Posición, Forma): Los controles de dirección están colocados en la zona frontal de la ca-bina, mientras que los controles del órgano de trabajo están colocados en un soporte lateral al asiento con un reposabrazos incluido, siendo estos de tipo joystick y empleando la tecnología TouchControl™ que permite un manejo preciso del OT disminuyendo el esfuerzo del ope-rario. Posee además el sistema computarizado de control y diagnóstico Pacesetter VSM™ que permite configurar el equipo según la tarea a realizar. Presenta controles de elevación e inclinación del mástil y de desplazamiento horizontal de las horquillas.

Displays: El panel de información es de tipo dash-board y con pantalla LCD retroiluminada para maximizar-la visibilidad. Posee indicadores de nivel de combustible, temperatura del motor, presión de aceite, tiempo de ser-vicio y alarmas de malfuncionamiento.

Asiento: Puede ser ajustado 150mm hacia adelante o hacia atrás para adaptarse a cualquier tipo de usua-rio. Además posee suspensión ajustable para disminuir el efecto de la vibración y un soporte con un giro máximo para evitar rotaciones dañinas del cuello al conducir en reversa.


Materiales y Procesos (Pizarra, Asientos, Controles): La pizarra está compuesta por piezas plás-ticas moldeadas que albergan los indicadores. El exterior de la misma lo compone una plancha de metal confor-mado para protegerla de impactos. Los controles son de plástico agradable al tacto. El material exterior del asiento es vinilo mientras que el interior es acolchado.


Medios de seguridad: Para la protección del ope-rario el asiento cuenta con un cinturón de seguridad ajus-table, así como agarres para evitar caídas al entrar y salir del equipo, además de sensores que emiten una alarma si el operario abandona el equipo sin activar el freno de seguridad. Cuenta con luces de posición LED y un claxon para comunicar su operación en reversa a las personas a su alrededor.

Cabina

Los controles y emplean la tecnología TouchControl™ que permite un manejo preciso de la carga.

El asiento puede ser ajustado 150mm hacia adelante o hacia atrás

30

Morfología: Combina las formas curvas y las ortogo-nales de forma equilibrada, siendo los guardafangos cur-vados y fileteadas las zonas de encuentro de aristas. Esta combinación le aporta al equipo actualidad comunicando modernidad y sobriedad al mismo tiempo..

Materiales y Procesos: El material empleado en el chasis es el acero y la forma fue obtenida mediante estampado. El capó del motor es de resina de poliéster reforzada con fibra de vidrio (PRFV)

Morfología: Los laterales del contrapeso en la zona de unión con la cabina son rectas y mientras que la parte posterior curvada para evitar choques y favorecer al ra-dio de giro del equipo. Posee aberturas que permiten el escape de los gases del motor y el intercambio aire para regular la temperatura.



Chasis-Carrocería

Contrapeso

Los paneles laterales de la carrocería son desmontables para facilitar el acceso al interior.

El capó del motor que posee un mecanismo neumático de abertura.

31Análisis de Factores de Diseño Análisis Sincrónico

Tipología y Accesos: La cabina es de tipología abierta. Se accede al equipo mediante estribos y agarra-deras. Para acceder al motor es necesario abrir el capó sobre el cual se encuentra el asiento, este tiene un meca-nismo de bisagras.

Controles (Posición, Forma): La columna de man-do es fija. Los controles de dirección (Timón, Palanca de cambios y Pedales) están colocados en la zona frontal de la cabina, junto a los controles del órgano de trabajo (en forma de palancas) esto provoca tomar posturas para operar el equipo que no favorecen la posición natural de descanso del brazo.

Displays: El panel de información está compuesto por un bloque de plástico montado en una plancha de metal doblado que hace función de pizarra. Posee indicadores precarios de temperatura del motor, presión de aceite, y nivel del tanque de combustible

Asiento: No es regulable. Es fijo por lo que el opera-rio está expuesto a niveles de vibración dañinos para su salud.

Materiales y Procesos (Pizarra, Asientos, Controles): El panel de información está compuesto por un bloque de plástico montado en una plancha de metal doblado que hace función de pizarra. Los contro-les son metálicos con las puntas recubiertas de plástico para adecuarlos al tacto. El material exterior del asiento es vinilo con un acolchado interior.

Cubierta: La cubierta está compuesta por perfiles de acero conformado, unidos en forma de parrilla lo que po-sibilita la visibilidad al colocar cargas en alturas y además le aporta mayor resistencia estructural para la protección del usuario contra impactos.

Medios de seguridad: No cuenta con cinturón de seguridad por lo que el usuario está expuesto al riesgo de caídas.

Cabina

TCM-20

32

Morfología: La forma del chasis es mayormente orto-gonal, siendo además los guardafangos rectos. Esto em-pobrece formalmente la solución haciéndola monótona y aburrida. Presenta fileteados en las zonas de encuentro de aristas.

Materiales y Procesos: El material empleado en el chasis es el acero y la forma fue obtenida mediante es-tampado y doblado.

Morfología: Predominan las aristas ortogonales lo que acentúa más la monotonía visual del equipo. Posee aberturas que permiten el escape de los gases del motor.



Chasis-Carrocería

Contrapeso

33

Posición Controles Forma Controles Displays Asiento

Lateral Frontal Palancas Joysticks Analógicos Digitales Desplazable Rotatorio Suspensión Fijo

Toyota Serie 8FG/8FD X X X X X X

Doosan D20S / D25S X X X X

Hyster S80-120FT X X X X X X

TCM 20 X X X

Total 3 1 2 2 2 2 1 2 3 1

Posición Luces Tipología Luces Claxon Tipología Cabina

Frontales Traseras Convencionales LED Avance Retroceso Abierta Cerrada

Toyota Serie 8FG/8FD X X X X X X

Doosan D20S / D25S X X X X X X


TCM 20 X X X X

Total 4 3 3 1 4 3 4 0


Cabina

34

Morfología Materiales Procesos

Curvas Rectas Acero Plásticos Estampado Doblado Inyección

Toyota Serie 8FG/8FD X X X X X X X

Doosan D20S / D25S X X X X X X


TCM 20 X X X

Total 3 2 4 3 3 4 3

Morfología Volumen

Curvas Rectas Monovolumen Fragmentado

Toyota Serie 8FG/8FD X X X

Doosan D20S / D25S X X X

Hyster S80-120FT X X X

TCM 20 X X

Total 3 2 4 0


Chasis-Carrocería

Contrapeso

35

Cabina: El análisis arrojó que la tipología de cabinas más empleada es la abierta sin embargo se debe tener en cuenta la posibilidad de acoplarle estructuras que pro-tejan al operario en condiciones climáticas adversas. En cuanto a la posición de los controles del OT, es ergonó-micamente más adecuada su posición lateral al asiento para evitar la extensión del brazo, además se observa una marcada tendencia al empleo de joystick y sistemas elec-tro-hidráulicos más sensibles con el objetivo de disminuir los esfuerzos de operación. Esto traería como resultado un mayor aprovechamiento de la jornada de trabajo y una considerable disminución de lesiones a largo plazo.

El uso de displays de información digitales de tipo dash-board se divisa como remplazo a los tradicionales analó-gicos dada la mayor cantidad de información que puede ser desplegada. Solamente acotar que su uso está con-dicionado directamente a la tecnología disponible ya que son necesarios componentes electrónicos.

En cuanto a los asientos se observa necesidad de utilizar en su diseño todas las adecuaciones ergonómicas posi-bles para humanizar al máximo el uso del equipo. Esto es comprensible ya que este es el elemento con el cual el usuario más interactúa a lo largo de la jornada laboral. Por tanto los criterios para su diseño o compra deben ser especialmente rigurosos.

Las medidas de seguridad son otro elemento medular en los modelos fabricados, tanto para proteger al equipo y al operario como a las personas a su alrededor. Los modelos de gama alta presentan sensores de presencia, de frenado y de sobrecarga mientras otros presentan so-lamente cláxones e indicadores visuales ,pero en su tota-lidad presentan alguno de estos elementos.

Las pautas generales en el diseño de las cabinas apun-tan al ahorro de materiales y al empleo de procesos de conformado de metales tales como el estampado y el laminado. El uso del plástico se observa principalmente en el las pizarras y paneles de instrumentos aprovechan-


do su bajo costo y propiedades mecánicas que le per-miten obtener formas complejas. Formalmente además se emplea la línea, tanto recta como curva para aligerar visualmente las soluciones, en el caso de los volúmenes combinan aristas ortogonales y curvadas así como sus-tracciones, dando como resultado un marcado interés estético a las propuestas.

Chasis-Carrocería: La morfología del chasis en los productos analizados muestra una tendencia al uso de formas rectas combinadas con curvas para dotar de in-terés visual a los equipos. En cuanto al uso de materia-les el acero se comportó como constante, dejándose ver el plástico como alternativa para reducir costos en ele-mentos específicos donde la resistencia al impacto no es cuestión de orden, ejemplo el capó del motor y las tapas de los elementos internos. Los procesos de estampado y laminado son los más empleados para generar las formas

Contrapeso: El diseño de los contrapesos en los mo-delos analizados no sufre variaciones significativas, ex-cepto los ajustes formales que cada fabricante emplea en dependencia de las características específicas de to-nelaje del equipo. Como constante se puede apreciar el uso de monovolúmenes de hierro fundido ensamblados al chasis. El empleo de contrapesos segmentados y en-samblados aumentaría notablemente los costos de pro-ducción dada la necesidad de varios moldes.


36

Materiales y ProcesosAcero CT-3:El acero CT-3 es aquel que tiene entre 0,1 y 1,9% de

carbono en su contenido y no se le añade ningún otro material (otros metales). Los valores de rendimiento in-dican que generalmente las roturas no se producen por fracturas de las estructuras acopladas, siendo materiales con alta resistencia mecánica al someterlos a esfuerzos de tracción y compresión. Posee un alto nivel de elastici-dad y un alto nivel de ductilidad.

PRFV:La resina poliéster reforzada con fibra de vidrio es uno

de los materiales compuesto más utilizado dentro de los plásticos con fibras, especialmente en aplicaciones in-dustriales, debido a su gran disponibilidad, sus buenas características mecánicas y su bajo costo.

A estas características se le unen, entre otras, su alta adherencia; su resistencia mecánica en algunos casos (tracción/densidad) superior a la del acero; su escasa combustibilidad; su bajo coeficiente de dilatación; su alta flexibilidad; su resistencia a las altas temperaturas (hasta 175 grados); además de su posibilidad para ser colorea-da.

Chasis:En la fabricación del chasis de estos equipos, normal-

mente se emplean chapas y perfiles conformados de ace-ro que son unidos por lo general con soldaduras de alta calidad a escalas industriales. Estos perfiles pueden ser doblados o sometidos a otros procesos como rectificado y troquelado según las necesidades del fabricante. En el caso de las chapas el grosor fluctúa entre 6 y 20mm. Co-múnmente se someten a tratamientos anticorrosivos y se pintan aunque no se encuentren completamente a la vista para aumentar su vida útil.

Carrocería:Dado el contexto de uso y las funciones de los mon-

tacargas, los materiales en la carrocería necesitan tener

un alto grado de resistencia para garantizar la seguridad del operario. Destacándose el uso de chapas metálicas y las resinas reforzadas con fibras. Siempre con el fin de proteger a los usuarios y de comunicar mediante forma y acabado mensajes o códigos visuales que desea el fa-bricante. En esta rama los procesos que más se emplean son el conformado, el moldeo manual de la resina po-liéster y laminados. Las uniones más comunes son las soldadas y en ocasiones pegadas. También se emplea muchas uniones de forma en dependencia de los reque-rimientos que tenga la parte o pieza en cuestión. Los pro-cesos de acabado pueden ser variados y siempre son de una calidad mayor debido a que es la parte más visible del producto. Esta se une para su sustento a la estructura con uniones desarmables por lo general que permiten el intercambio de partes y el acceso a los sistemas técnicos y el motor para las reparaciones.

Contrapeso:Por su función en el equipo no está sometido a grandes

esfuerzos que requieran elevadas propiedades mecáni-cas. Es por esto que el proceso más empleado para la fabricación de los contrapesos en los montacargas es la fundición de hierro. Esto se debe además al volumen y peso que esta pieza debe tener para el correcto funcio-namiento del equipo. En todos los casos es fabricado en una pieza y posteriormente ensamblado.

Cabina:

En cuanto a los materiales y acabados de los interiores se puede asegurar que es más notable la dependencia de estos a las funciones que realizará la pieza que con-forman. Los procesos de producción son muy variados empleándose cualquier tecnología generadora de forma mediante plástico, siendo las más usadas el rotomoldeo y la inyección. Se emplean también procesos de lamina-do, conformado y doblado de chapas, perfiles y planchas metálicas

Análisis de Factores de Diseño TecnologíaProblema

Los procesos de producción son muy variados empleándose cualquier tecnología generadora

de forma

37

Instituto de Desarrollo Automotriz (IDA)

Posee un taller de pailería y soldadura, el cual dispone de má-quinas de soldadura por arco eléctrico con electrodos, solda-dura autógena y una máquina de corte por plasma que no se utiliza actualmente. Existe además una máquina de soldadura de arco sumergido en CO2.

La unidad de maquinado de metales del propio taller dispone de tornos, fresa y recortador, prensa y cizalla para laminados de hasta 6 mm de espesor, dobladora manual de hasta 3 mm de espesor del material y roleadoras manuales y eléctricas.

El taller de purpanel dispone de una máquina de inyección de poliuretanos.

Además tiene a su disposición la tecnología de las diferentes empresas del Grupo UNECAMOTO.


Taller de pailería y soldadura

38

Empresa de Camiones Narciso López RosellóEn la Empresa Camiones Narciso López Roselló se fa-

brica una amplia gama de productos tanto para la in-dustria del transporte como en pedidos dirigidos a otras entidades. Cuenta con procesos de corte, conformado y pailería para metales, fabricación y montaje de aplicacio-nes especiales y estructuras de piezas y equipos.

Tecnología que dispone:Máquinas herramientas: Tornos, taladros, fresas, bro-

chadoras, mandriladoras, rectificadoras y talladoras. Equipos de soldadura por arco eléctrico y de arco su-mergido en C02, equipos de corte y doblado y equipos de izaje.

La empresa posee infraestructura para el trabajo con plásticos, principalmente utilizando procesos tales como: moldeo por contacto manual, moldeo por vacío, prensa-do e inyección.

Cuenta con la siguiente gama de materiales: resina po-liéster; estireno; cobalto para endurecer las estructuras; fibra de vidrio de tela de hilo para reforzar la dureza de la pieza; acetona; pigmentos y cera desmoldeante.


Producciones de la Roselló

39

El análisis tecnológico de las empresas vinculadas a la realización del proyecto además del estudio de los mate-riales y procesos empleados en esta tipología de equipos arroja que aunque la tecnología disponible en el país es bastante atrasada con respecto a la empleada por los lí-deres del mercado, el proyecto es viable, siempre y cuan-do las soluciones de diseño se adapten a los procesos y materiales enunciados siendo el conformado de Acero CT-3 y el moldeo manual de PRFV la base para la pro-ducción.



40

La finalidad útil de los equipos montacargas reside en su capacidad para transportar tarimas o pallets con mer-cancías y acomodarlas en estanterías o racks. Soportan-do cargas pesadas que ningún grupo de personas podría soportar por sí misma, esto ahorra muchas horas de tra-bajo pues se traslada un peso considerable de una sola vez sin necesidad de dividir el contenido de los pallets por partes o secciones.

Análisis de Factores de Diseño FunciónProblema

Finalidad útil

41

Función Básica:• Trasladar cargas

Funciones Secundarias:• Permitir acceso del operario

• Sostener el cuerpo en posición sedente

• Contener controles

• Contener sistemas internos

• Proteger sistemas internos

• Transformar energía química en energía mecánica

• Contener combustible

• Energizar el equipo

• Transmitir combustible al motor

• Regular temperatura del motor

• Eliminar gases de escape del motor

• Direccionar equipo

• Trasladar equipo

• Contener líquido hidráulico

• Transmitir energía hidráulica

• Regular energía hidráulica

• Asegurar carga

• Elevar carga

• Nivelar carga

• Estabilizar equipo

• Proteger al operario

• Garantizar correcta visibilidad hacia el exterior

• Garantizar iluminación adecuada

• Permitir acceso a los sistemas internos

Funciones Complementarias:• Proteger al operario de impactos

• Proteger al operario de vibraciones

• Proteger al operario de temperaturas extremas

• Garantizar ventilación

• Asegurar posición del operario

• Comunicar parámetros del vehículo

• Comunicar desperfectos

• Comunicar posición del equipo

• Controlar intensidad de iluminación exterior

• Comunicar medidas de precaución

Análisis de Factores de Diseño FunciónProblema

42Análisis de Factores de Diseño FunciónProblema

Función Principio de Funcionamiento Portador

Permitir acceso del operario Forma Agarres, Estribos, Accesos

Sostener el cuerpo en posición sedente Forma Asiento

Contener controles Forma Pizarra

Contener sistemas internos Forma Chasis

Proteger componentes internos Forma Carrocería, Capó

Energizar el equipo Químico/Eléctrico Batería, Cables

Contener combustible Forma Depósito de combustible

Transmitir combustible al motor Físico Mangueras

Transformar combustible en energía mecánica Físico/Mecánico Motor

Regular temperatura del motor Físico/Mecánico Radiador, Ventilador

Eliminar gases de escape del motor Físico Tubo de escape

Direccionar equipo Mecánico Volante, Pedales, Caja de cambios

Trasladar equipo Mecánico Tren de rodaje, Neumáticos

Contener líquido hidráulico Forma Depósito de líquido hidráulico

Transmitir energía hidráulica Físico/Mecánico Válvulas, Mangueras, Cilindros

Regular energía hidráulica Físico Controles

Asegurar carga Forma Horquillas

Elevar carga Físico/Mecánico Mástil

Nivelar carga Físico/Mecánico Cilindro

Estabilizar equipo Físico Contrapeso

Garantizar correcta visibilidad hacia el exterior Óptico Aberturas, Espejos retrovisores

Matriz Funcional

43Análisis de Factores de Diseño FunciónProblema

Función Principio de Funcionamiento Portador

Garantizar iluminación adecuada Eléctrico/Óptico Luces de trabajo

Controlar intensidad de iluminación exterior Eléctrico Controles de iluminación

Garantizar acceso a los sistemas internos Físico/Forma Mecanismo de abertura del capó

Proteger al operario de impactos Forma Cubierta, Estructura de la cabina

Proteger al operario de vibraciones Físico Suspensión del asiento

Proteger al operario de temperaturas extremas Físico Aislante térmico

Garantizar ventilación Natural Aberturas, Ventanillas

Asegurar posición del operario Forma Cinturón de seguridad

Comunicar parámetros del vehículo Eléctrico/Óptico Indicadores, Displays

Comunicar desperfectos Eléctrico/Óptico/Sonoro Indicadores, Displays, Alarmas

Comunicar posición del equipo Eléctrico/Óptico/Sonoro Luces de posición, Claxon

Comunicar medidas de precaución Óptico Pegatinas

44Análisis de Factores de Diseño UsoProblema

Características de los usuarios

Operarios:Personas comprendidas entre los 18 y 65 años de edad.

Su nivel de escolaridad es variable entre 9no y 12mo gra-do. Han recibo instrucción teórica y práctica en el uso de este tipo de equipos. Cuentan con una licencia para su uso. Son los que más interactúan con el montacargas.

Personal técnico:Mecánicos, electricistas y demás personas implicadas

en el servicio y mantenimiento del equipo. Poseen expe-riencia y capacitación para el desempeño de este tipo de trabajos. Cuentan con un herramental amplio y para la ejecución de dichas labores. Son personas comprendi-das entre los 18 y 65 años de edad.

Diámetro de agarre25 mm

Diámetro del volante300 mm

Inclinación pedales

Inclinación volante

15o-30o

20o-30o

Holgura muslo

Largura nalga

poplítea

Largura nalga

rodilla

Anchura

caderas

Altura codo

reposo

Altu

ra h

ombr

os

sent

ado

Anchura

hombrosAl

tura

pos

ició

n se

dent

e

Altu

ra p

oplít

ea

Altu

ra d

e oj

os

sen

tado

Parte del cuerpo DimensionesAltura sentado 865Holgura muslo 191Alt postura sedente 990Altura rodilla 603Altura poplítea 378Larg nalga poplíteo 437Larg nalga rodilla 654Ancho de hombros 529Altura codo 192


Modos de Uso

Operarios:El modo de uso del equipo puede dividirse en dos fa-

ses principales: apilar y desapilar carga, compartiendo acciones de uso comunes entre sí, ya que primeramente el operario debe acceder al equipo, ponerlo en marcha y conducirlo hasta el lugar en el que se encuentra la carga. Para apilar, el operario debe introducir las horquillas en las ranuras del pallet, y elevar la carga hasta la zona de la estantería que corresponda, haciendo uso de los cilin-dros hidráulicos que accionan el mástil; después debe maniobrar para extraer las horquillas de las ranuras del pallet y bajarlas hasta una distancia de 20-30cm con res-pecto al suelo. La operación de desapilar comprende ele-var el mástil hasta la altura del pallet de carga apilado, introducir las horquillas en las ranuras, afirmarlas eleván-dolas unos cm para luego maniobrar hacia atrás y hacer descender el mástil hasta su posición neutral de trabajo y así conducir la carga hacia donde se desea.

Personal técnico:El personal técnico interactúa con el equipo cuando

ocurre algún malfuncionamiento o en los momentos de inspección y chequeo periódico al que este se somete. Primeramente se chequea el equipo de forma externa para comprobar el estado de las luces y neumáticos o si existe algún daño en la carrocería y se dispone la re-paración o remplazo de los elementos que lo requieran. Posteriormente se extrae la estera del piso de la cabina y se acciona la palanca que permite abrir el capó del motor. Una vez que se accede a este, según el motivo de la ins-pección el mecánico podrá sustituir algún componente o chequear los niveles de aceite, fluido hidráulico, líquido de freno o carga de la batería. Posteriormente se coloca el capó del motor y la alfombra en el lugar de origen, se asegura la tapa del capó y se abandona el equipo.

46

Secuencia de Uso detallada (General)

Acción PosturaRelación Partes del Cuerpo -Elementos del Producto.

Frecuencia de Uso* Tiempo

Visualizar equipo Parado-Sentado Ojos-Equipo media >30s

Abordar vehículo (agarrando el asidero y colocando

el pie en el estribo o escalón)Parado

Manos-Asidero

Pie-Estribomedia <10s

Asumir posición sedente Sentado

Espalda-Respaldo

Nalgas-Asiento

Muslos-Asiento

alta 1min-1hora

Ajustar posición del asiento SentadoManos-Palanca

Manos-Dialmedia 1min

Ajustar posición de la columna de dirección SentadoManos-Volante

Manos-Palancamedia 1min

Ajustar cinturón de seguridad SentadoManos-Botón

Manos-Correamedia >30s

Pisar pedal de embrague Sentado Pie-Pedal alta >10s

Colocar caja de cambios en punto muerto Sentado Manos-Palanca de cambios alta 20s-30s

Insertar llave en la ranura de encendido Sentado Manos-Llave alta 20s-30s

Encender motor( Girando llave en la ranura-Presionando

botónSentado

Manos-Llave

Manos-Botónalta 10s

Comprobar estado del equipo (Visualizando los displays

de información)Sentado

Ojos-Displays

Oídos-Alarmasalta 1min

Análisis de Factores de Diseño UsoProblema




Encender luces de trabajo Sentado Manos-Controles alta >10s

Pisar pedal de embrague Sentado Pie-Pedal alta >10s

Seleccionar marcha Sentado Manos-Palanca de cambios alta 10s-30s

Acelerar equipo (accionando pedal de aceleración) Sentado Pie-Pedal de aceleración alta 30s-5min

Conducir equipo Sentado

Manos-Volante

Manos-Palanca de cambios

Pie-Pedales

alta 1min-1h

Apilar carga/Desapilar carga Sentado Manos- Controles alta 1min-1h

Frenar equipo (accionando pedal de freno) Sentado Pie-Pedal alta 10s-30s

Aplicar freno de estacionamiento Sentado Manos-Freno de estacionamiento alta >10s

Colocar caja de cambios en punto muerto Sentado Manos-Palanca de cambios alta 10s-30s

Apagar el motor (Girando llave en la ranura-Presionando

botón)Sentado

Manos-Llave

Manos-Botónalta >10s

Retirar la llave Sentado Manos-Llave alta >10s

Retirar cinturón de seguridad SentadoManos-Botón

Manos-Correaalta 20s-30s

Salir del equipo (agarrando el asidero y colocando el pie

en el estribo o escalón)Sentado-Parado

Manos-Asidero

Pie-Estriboalta 20s-30s

48

Acción Adecuaciones Elementos a Intervenir Características del ProductoVisualizar equipo Sensorial Interacción informativa visual Colores vivos

Abordar vehículoAnatómica

Materiales de los asideros

y estribosMateriales antideslizantes

Antropométrica

AlcancesPosición de los asideros acorde al percentil 5

Altura de los estribos

Salir del equipoDimensiones

Tamaño de los asideros y estribos acorde al percentil 95 de Manos

y pies

Holguras Abertura/Puerta de entrada acorde al percentil 95

Asumir posición sedente Anatómica Materiales Material compresible (acolchado)

Antropométrica

PosturaInclinación del respaldo ajustable

Posición del asiento ajustable a los percentiles 5 y 95

Alcances Altura del asiento acorde al percentil 5

Dimensiones Tamaño del asiento y el respaldo acorde a percentil 95

Ajustar posición del asiento Antropométrica Alcances Posición de los mecanismos acorde al percentil 5

Biomecánica FuerzaTipología y configuración de controles que minimicen la fuerza

necesaria para su accionamiento

Cognitiva Interacción informativa Codificar por forma y colores los controles

Adecuaciones Antropométricas


49

Acción Adecuaciones Elementos a Intervenir Características del ProductoAjustar posición de la columna

de dirección

Antropométrica Alcances Posición de los mecanismos acorde al percentil 5

Biomecánica Fuerza Tipología y configuración de controles que minimicen la fuerza



Ajustar cinturón de seguridad Antropométrica Alcances Posición de los mecanismos acorde al percentil 5

Biomecánica Fuerza Tipología y configuración de controles que minimicen la fuerza



Pisar pedal Antropométrica Dimensiones Dimensiones del pedal acordes al percentil 95 de pie

Biomecánica Fuerza Emplear mecanismo que asegure una fuerza máxima de 25N

Comprobar estado del equipo Sensorial Interacción informativa Utilizar puntajes y colores acordes al contexto así como alarmas

sonoras

Cognitiva Interacción informativa Colocar los displays agrupados por funciones

Codificar los displays por colores

Retroalimentación Asegurar cambios de estado en los displays según cambios de

estado en el equipo

Encender luces de trabajo Antropométrica Alcance Posición de los mecanismos acorde al percentil 5

Cognitiva Interacción informativa Agrupar y codificar controles por funciones


50

Acción Adecuaciones Elementos a Intervenir Características del Producto

Seleccionar marcha

Anatómica Materiales Materiales de la palanca de cambios compresibles y antideslizantes

Antropométrica DimensionesDimensiones de la palanca de cambios acorde

al percentil 5 de Manos

Biomecánica FuerzaUtilizar caja de cambios de accionamiento hidráulica disminuyendo

la fuerza necesaria para operar los controles

Conducir equipo

Anatómica Materiales Materiales del volante compresibles y antideslizantes

AntropométricaDimensiones Diámetro del volante

Alcance Inclinación del volante ajustable a diferentes percentiles de usuarios

Biomecánica FuerzaEmpleo de dirección hidráulica para aumentar la precisión de los giros

Morfología del volante que permita maximizar el agarre

Aplicar freno de estacionamiento

Antropométrica DimensionesDimensiones del freno de estacionamiento acorde al percentil 5 de Manos

Antropométrica AlcancePosición del freno de estacionamiento acorde al percentil 5 de usuario


51



Conducir equipo frente al pallet de carga Parado-Sentado

Manos-Volante


Pie-Pedales

alta 1min-5min

Introducir horquillas en las ranuras del

pallet(conduciendo el equipo ligeramente

adelante)

Parado

Manos-Controles de elevación de

las horquillas

Manos-Volante


Pie-Pedales

alta 30s-1min

Elevar horquillas con el pallet de carga SentadoManos- Controles de elevación de

las horquillasalta 30s

Inclinar mástil hacia atrás SentadoManos- Controles de inclinación del

mástilalta 10s-30s

Conducir equipo hacia el área de

apilamiento (generalmente en reversa)Sentado

Manos-Volante


Pie-Pedales

alta 1min-5min

Detener equipo Sentado Pie-Pedal de freno alta 20s-30s

Colocar horquillas en posición horizontal SentadoManos- Controles de inclinación del

mástilalta 10s-30s

Secuencia de Uso detallada (Apilar carga)


52



Elevar pallet ligeramente por encima

de la pilaSentado


las horquillasalta 10s-30s

Conducir equipo con el pallet hacia adelante Sentado

Manos-Volante


Pie-Pedales

alta 30s-1min

Descender pallet hasta la posición de

apilamiento (apoyándolo sobre otro)Sentado


las horquillasalta 10s-30s

Extraer horquillas de las ranuras del pallet

(conduciendo equipo ligeramente hacia atrás)Sentado

Manos-Volante


Pie-Pedales

alta 30s-1min

Descender horquillas SentadoManos-Controles de elevación de

las horquillasalta <10s

Inclinar mástil hacia atrás SentadoManos- Controles de inclinación del

mástilalta 10s-30s

Conducir equipo

Manos-Volante


Pie-Pedales

alta 1min-1h


53

Secuencia de Uso detallada (Inspección Técnica)



Visualizar equipo Parado-Sentado Ojos-Equipo media >30s

Retirar piso de la cabina (accionando el

mecanismo de seguridad)Parado

Manos-Mecanismo de seguridadmedia 1min-3min

Abrir capó del motor(accionando mecanismo de

apertura del capó del motor)Parado

Manos-Mecanismo de seguridad

Manos-Capómedia 30s-1min

Chequear componentes Parado Ojos-Componentes media 1min-30min

Reparar/Cambiar componentes defectuosos ParadoManos-Herramientas

Manos-Componentesmedia 5min-30min

Abrir depósito de aceite del motor Parado Manos- Tapa del depósito media 30s-1min

Chequear nivel de aceite del motor

(introduciendo una varilla)Parado

Manos-Medidor de aceite

Ojos- Medidor de aceitemedia 1min-2min

Rellenar depósito de aceite del motor ParadoManos-Contenedor

Manos- Depósitomedia 1min-5min

Abrir depósito de aceite hidráulico Parado Manos- Tapa del depósito media 30s-1min

Chequear nivel de aceite hidráulico ParadoManos-Depósito

Ojos- Depósitomedia 1min-2min

Rellenar depósito de aceite hidráulico ParadoManos-Contenedor



54



Chequear carga de la batería ParadoManos-Voltímetro

Manos-Bateríamedia 1min-2min

Extraer batería Parado Manos-Batería media 1min-5min

Cerrar capó del motor ParadoManos-Mecanismo de seguridad

Manos-Capómedia 30s-1min

Colocar piso de la cabina ParadoManos-Estera

Manos-Mecanismo de seguridadmedia 10s-30s

Abrir tapa del tanque de combustible Parado Manos- Tapa del depósito media 30s-1min

Rellenar tanque de combustible ParadoManos-Contenedor


Cerrar tapa del tanque de combustible Parado Manos- Tapa del depósito media 10s-30s

Abrir cubierta del radiador ParadoManos-Mecanismo de seguridad

Manos- Cubierta del radiadormedia 30s-1min

Chequear nivel de líquido de enfriamiento ParadoOjos-Depósito de líquido de

enfriamientomedia 30s-1min

Rellenar depósito del radiador ParadoManos-Contenedor


Cerrar cubierta del radiador ParadoManos-Mecanismo de seguridad

Manos- Cubierta del radiadormedia 30s-1min


*Frecuencia e Intensidad de las acciones de uso:

El conjunto de acciones de uso se realiza con una frecuencia diaria dada por turnos de 8 horas de trabajo, esto a su vez determina su intensidad, pudiendo llegar a ser muy alta (más de 50 veces por jornada) en dependencia del nivel de carga a manipular en cada turno.

55

Acceder al equipo

Chequear medidas de seguridad

Encender motor Conducir

Conducir

EstacionarApagar motor

Abandonar equipo

Apilar carga Desapilar carga

Comprobar estado técnico


Estructura de UsoOperario

56

Chequear componentes externos

Acceder a componentesinternos

Chequear componentes internos

Rellenar depósitos

Cerrar compartimentoEvaluar resultados

Reparar componentes defectuosos

Remplazar componentes defectuosos

Remplazar componentes defectuosos

Reparar componentes defectuosos


Estructura de UsoPersonal Técnico

57

Conclusiones del análisis:El análisis de uso arrojó al operario como usuario crítico

dada la frecuencia e intensidad con las que realiza las acciones de uso. Otro punto importante a destacar que las posturas adoptadas para realizar dichas acciones, so-bre todo las de apilar y desapilar cargas, no siempre son las más adecuadas. Esto está dado por el diseño de las cabinas, en cual no siempre se aplican exhaustivamente adecuaciones ergonómicas y por la heterogeneidad de las cargas que se manipulan. Por tanto se hace necesa-rio, para el futuro producto optimizar al máximo posible la interacción hombre-equipo, tomando soluciones de compromiso siempre enfocadas en el usuario.


58

Emplear materiales resistentes a la humedad y corrosión por el salitre marino .

• Evitar que fenómenos meteorológicos tales como el sol, la lluvia y el viento, penetren hacia el interior del ve-hículo

• Poseer una altura inferior a los 3000 mm

• Poseer una anchura inferior a los 1400 mm

• Poseer claxon accionado por el usuario así como se-ñal sonora automática de marcha en reversa

•Poseer luces de posición (12V-55W)

• Poseer luces de giro (12V-27W)

• Poseer luces de cola (12V-8W)

• Poseer luces de trabajo (12V-55W)

• Poseer luces de frenado (12V-23W)

• Poseer luces de retroceso (12V-10W)

Análisis de Factores de Diseño Requisitos de DiseñoProblema

• El equipo no sobrepasará la velocidad de 20 km/h

• El depósito de combustible poseerá una capacidad mínima de 50L

• El depósito de líquido hidráulico poseerá una capaci-dad mínima de 21L

• Poseer aislante térmico bajo el capó del motor

•Poseer asideros y estribos para facilitar el acceso.

• El tamaño de los asideros de acceso no será menor de 150mm.

• El espacio mínimo alrededor del asidero será de 75mm.

• La altura de los asideros de acceso no será mayor a

Requisitos de Contexto:

Requisitos de Función:

Requisitos de Uso:

1450 mm

• La altura del estribo de acceso no será mayor a 500mm desde el suelo.

• El estribo de acceso poseerá una superficie antidesli-zante.

• El espacio para el pie en estribo de acceso no será menor a 200mm.

• Poseer espejos retrovisores que brinden un ángulo de visibilidad de 180o.

•Garantizar que los espejos retrovisores exteriores no sobresalgan del lateral externo del vehículo, con el fin de evitar choques contra obstáculos en el lateral.

• Evitar rotaciones del cuello del operario mayores a 20o.

• Poseer un tratamiento cromático y acabado superfi-cial en la cabina del conductor en tinte oscuro, neutro y opaco (negro, gris) para facilitar la visualización de los controles y evitar deslumbramiento por reflejos.

• Comunicar de forma visual el estado del vehículo en el puesto del conductor (velocidad, cantidad de combusti-ble, horas de trabajo, carga de la batería, temperatura del motor) mediante íconos iluminados, secciones o palabras iluminadas con LED, cambio de colores o señales parpa-deantes.

• Comunicar de forma visual mediante (gráficos, pegati-nas, íconos, huellas) la función de los controles.

• Controlar la dirección, aceleración, velocidad y frena-do del vehículo de forma manual mediante la utilización de palancas, pedales, controles pulsátiles.

• Evitar en el operario los movimientos y posturas inade-cuadas para acceder a los controles ubicándolos dentro de las zonas de acceso óptimo y dentro de las zonas de acceso visual.

• • La longitud de los controles de tipo palanca no será menor a 150mm.

• Garantizar un grado de inclinación para el timón entre 15o y 30o.

• Los pedales se ubicarán siguiendo la disposición: el embrague a la izquierda, el freno en el centro y el acele-rador a la derecha.

• La distancia entre los pedales y el respaldo del asiento será de entre 690mm-860mm.

• El tamaño de los pedales no será menor de 75mm de ancho y 100mm de largo

• El ángulo de inclinación de los pedales será entre 20o

y 30o.

etapa deCONCEPTO

60

A A

A

Montacargas

Órgano de Trabajo Chasis Carrocería Cabina

Alternativas Conceptuales

Dada la complejidad del equipo a diseñar se asumió como estrategia de conceptualización la división en sub-problemas, agrupados por función teniéndose entonces 5 grupos funcionales: Chasis, Carrocería, Órgano de Tra-bajo, Sistema Técnico y Cabina. Enfocándose la genera-ción de alternativas conceptuales en esta última.

Concepto Introducción

61Concepto Premisas Conceptuales

• Optimizar materiales y procesos productivos

• Posibilidad de diferentes configuraciones a elección del cliente

• Proporcionar confort y seguridad al usuario en condiciones climáticas

y operativas adversas

• Denotar sobriedad y modernidad en la expresión formal del equipo.

RACIONALIDAD

FLEXIBILIDAD

SEGURIDAD

USABILIDAD

COMPETITIVIDAD

62Concepto Funciones

Órgano de Trabajo

CarroceríaChasis

Cabina

• Soportar carga

• Apilar carga

• Desapilar carga

• Nivelar carga

• Contener Sistemas Técnicos (Sistema Motriz, Sistema de Dirección, Sistema Hidráulico)

• Soportar Sistemas Técnicos

• Contener combustible

• Contener líquido hidráulico

• Eliminar gases de escape del motor

• Permitir acceso a los Sistemas Técnicos

• Proteger Sistemas Técnicos de impactos

• Garantizar correcta ventilación de los Sistemas Técnicos

• Nivelar equipo

• Comunicar posición del equipo a perso-nas en la vía

• Permitir acceso del operario

• Garantizar correcta visibilidad hacia el exterior

• Contener controles

• Soportar conductor en posición sedente

• Garantizar correcta posición del operario

• Proteger al operario de impactos

• Proteger al operario de vibraciones

• Proteger al operario del calor del motor

• Proteger al operario de condiciones climáticas adversas

• Garantizar ventilación

• Poner en marcha y detener motor

• Acelerar el equipo

• Frenar equipo

• Regular régimen de marchas

• Direccionar equipo

• Elevar carga

• Nivelar carga

• Controlar intensidad de iluminación

• Comunicar parámetros del vehículo

• Comunicar desperfectos

• Comunicar posición del equipo

63Concepto Matriz Funcional

Funciones (Carrocería) Posibles portadores de Función

Permitir acceso a los Sistemas Técnicos Capó giratorio/deslizable Abertura libre

Proteger Sistemas Técnicos de impactos Chapas metálicas

Garantizar ventilación de los Sistemas

TécnicosRadiador Ventilador Aberturas

Comunicar posición del equipo a personas

en la vía

Luces de posición

LED/Halógenas/

Incandescentes

Luces de trabajo LED/

Halógenas/Incandescentes

Luces de trabajo

LED/Halógenas/

Incandescentes

Alarma de marcha en

reversa

Nivelar equipo Contrapeso

Funciones (Chasis) Posibles portadores de Función

Soportar Sistemas Técnicos Bastidor de largueros Bastidor autoportante Presillas

Energizar equipo Baterías Ion-Litio Acumulador

Contener combustible Cavidad estanca Tanque acoplado

Contener líquido hidráulico Cavidad estanca Tanque acoplado

Eliminar gases de escape del motor Chimenea visible Chimenea interior

64

Funciones (Cabina) Posibles portadores de función

Permitir acceso del operario Puerta abanico/deslizable Abertura libre

Garantizar visibilidad hacia el exterior Abertura libre Elementos traslúcidos Retrovisores Cámaras de video

Contener controles Pizarra chapa metálica/PRFV

Soportar conductor en posición sedente Asiento Acolchado espuma/aire

Garantizar correcta posición del operario Respaldos Mecanismo de rotación Reposabrazos

Proteger al operario de impactos Cubierta perfiles/planchas

Proteger al operario de vibraciones Acolchado absorbenteAsiento con suspensión mecáni-ca/neumática

Suspensión en la cabina

Proteger al operario del calor del motor Aislante térmico

Proteger al operario del clima Cubierta superior Cubierta lateral Ventanillas Parabrisas

Garantizar ventilación Acondicionador de aire Extractor de calor Ventanillas

Poner en marcha y detener motor Llave Switches Botón

Acelerar el equipo Pedal Palanca

Frenar equipo Pedal Palanca

Regular régimen de marchas Embrague Hidráulico/MecánicoPalanca de cambios eléctrica/mecánica

Direccionar equipo Volante Joystick

Elevar carga Palanca Joystick Switch

Nivelar carga Palanca Joystick Switch

Controlar intensidad de iluminación Botones Switchs

Comunicar parámetros del vehículo Displays analógicos Displays digitales LCD/LED Alarmas sonoras

Comunicar desperfectos Indicadores lumínicos Indicadores sonoros

Comunicar posición del equipo Alarmas sonoras Alarmas lumínicas

Concepto Matriz Funcional

65Concepto Alternativas y Variantes Conceptuales

Variante 1: Propone una configuración con motor trasero aprovechando el volumen del mismo como contrapeso. Los contenedores de combustible y líquido hidráulico se ubican en el centro del equipo, esto posibi-lita un mayor volumen.

Variante 2: Motor central favoreciendo la accesibi-lidad y disminuyendo la distancia a la transmisión. Los contenedores de combustible se ubican en los laterales disminuyendo ligeramente su volumen pero favorecien-do el acceso a los mismos.

La Variante seleccionada fue la #2 ya que proporciona una configuración compacta que favorece el acceso y permite un mayor control del centro de gravedad del equipo

Variante #1

Variante #2

Caja de cambios DirecciónContenedor de combustible

Contenedor de líquido hidráulico

Motor

Sistema Técnico


Cabina

Específica

Diseño de cabina único según la tipología de compo-nentes y proveedores. Esta variante permite una gran eficiencia por la posible integración entre componentes ya que permite la adquisición de una línea completa del mismo fabricante según la necesidad del cliente.

Alternativa 1

Variante 2 Variante 3Variante 1


Modular

Módulos de componentes

Variante 1 Variante 2

Alternativa 2

Cabina

Diseño de módulos de componentes que cubran todas las configuraciones funcionales y de uso posible y que serían diseñados según las necesidades específicas del cliente. Los módulos estarían agrupados por funcio-nes siendo: Módulo Controles de Dirección, Módulo Displays, Módulo Controles del Órgano de Trabajo y Módulo Accesorios. Permite una reconfiguración del equipo in situ por parte del mismo usuario.


Variante 1Variante 2

Sistema

Alternativa 3

Cabina

Diseño de soportes con dimensiones y modos de ensamble estandarizados que permitan el empleo de diferentes tipologías de componentes provenientes de diferentes proveedores. Dando como resultado una cabina configurable por completo a elección del clien-te. Permite configuraciones de baja, media y alta gama. Transmitiéndose esto en mayor valor de uso, eficiencia y durabilidad.


Alternativas Conceptuales Ventajas Desventajas

Alternativa 1 (Específica) Integración entre componentes• No permite flexibilidad para variar la configuración • Dependencia a determinado proveedor

Alternativa 2 (Modular)• Reconfiguración del equipo in situ• Diseño según las necesidades del cliente

• Elevado costo de producción• Difícil integración con componentes del mercado

Alternativa 3 (Sistema)• Configurable por completo a elección del cliente• Modos de ensamble estandarizados• Empleo de componentes de diferentes proveedores

No permite reconfiguración del equipo in situ

La Alternativa seleccionada fue la #3 ya que permite una configuración muy flexible y competitiva empleando cualquier tipología de componentes además de ser más factible productivamente

70

Expresión Formal

Bocetos de exploración

Orgánica Racionalista

Altenativa 1: Rasgos de estilo orgánico, con predomi-nio de superficies curvas y sinuosas denotando veloci-dad y eficiencia en el cumplimiento de las labores.

Alternativa 2: Rasgos de estilo racionalista, empleando vo-lúmenes ortogonales principalmente y superficies curvas en menor medida denotando sobriedad y funcionalidad.

Concepto Alternativas y Variantes Conceptuales

71Concepto Conclusiones

La etapa de conceptualización arrojó como resultado el diseño de un equipo con una configuración de motor central y contenedores de combustible y líquido hidráuli-co laterales accesibles mediante un capó giratorio ubi-cado en la cabina. Esta estará integrada por un sistema de soportes de componentes con cavidades y ensam-bles estandarizados que permitirán acoplar controles y accesorios provenientes de diferentes proveedores po-sibilitando configuraciones a elección del cliente para su uso en cualquier situación ya sea condiciones climáticas adversas o contextos agresivos al operario. La morfolo-gía del equipo estará dada por elementos ortogonales y en menor medida superficies curvas que denotarán funcionalidad, sobriedad y honestidad en las soluciones empleando además cambios de color y textura en los elementos de interacción directa con el operario (contro-les y accesorios de cabina).

etapa deDESARROLLO

73Descripción de las soluciones

El chasis se obtiene mediante planchas de acero CT-3 con un grosor variable entre 6 y 20mm, a las que se le aplican procesos de conformado tales como corte y do-blado. Posteriormente se tratan con pintura anticorrosiva Se concibió una estructura con dos apoyos delanteros y uno trasero, ubicados en los ejes delantero y trasero.

La carrocería se resolvió de manera similar uniéndose al chasis mediante soldadura. De esta forma se obtuvo como resultado un conjunto único denominado carrocería autoportante, presentando mayor rigidez y ligereza que los conjuntos bastidor-carrocería tradicionales.

Desarrollo

Chasis-Carrocería

Carrocería autoportante

74

El Sistema Técnico está compuesto por elementos de compra siendo el motor de la marca ISUZU modelo C240-PKJ y el resto de los elementos dígase Transmi-sión, Radiador, Sistema Hidráulico, Eléctrico y Caja de cambios de marca HELI. Siendo estos los empleados por esta firma en la línea de montacargas H2000. La dispo-sición de los componentes en torno al motor permite un acceso intuitivo por parte del personal técnico así como una fácil reparación o recambio en caso de avería.

Sistema Técnico

Configuración del Sistema Técnico

Válvula de controlBomba

Radiador

Contenedor de Aceite Hidráulico

Contenedor de Diesel

Diferencial

Acumulador

Descripción de las solucionesDesarrollo

75

Los contenedores de combustible y líquido hidráulico están situados en los laterales del equipo, siendo dos cavidades estancas constituidas por chapas dobladas y formando parte de la carrocería. Esto es posible dado el espesor de las planchas (8 mm) que permiten el proceso de soldadura necesario para lograr esta estanqueidad.

Dicha configuración aporta es altamente funcional ya que aporta rigidez estructural al equipo, siendo los con-tenedores elementos de unión entre las secciones de-lantera y trasera del chasis, además de evitar gasto de material en la fabricación de un contenedor dedicado. El volumen de ambos es de 50L.

Contenedores

Contenedor de Diesel

Contenedor de Aceite Hidráulico


76

LA solución del contrapeso consiste en una pieza de hierro fundido en la cual se practicaron sustracciones combinando aristas ortogonales y superficies curvas, aportándole gran interés estético formal a esta pieza, sin dejar de ser funcionales ya que constituyen la toma de aire para la ventilación del motor, favoreciéndose esto por la inclinación que presentan, aumentndo el flujo de aire.

La fijación del contrapeso con el chasis se logra me-diante un perno ubicado en la parte inferior, además de emplearse uniones de tipo forma-contraforma ubicadas en el interior.

Contrapeso

El contrapeso consiste en una pieza de hierro fundido

Unión contrapeso-chasis


77

Visualización general del equipo


78Descripción de las solucionesDesarrollo


80

Consiste en una pieza moldeada en PRFV con cavida-des en las que se insertan los elementos. Pueden alber-gar displays de información, controles de dirección y ac-cesorios, permitiendo múltiples configuraciones.Esto se consigue mediante el empleo de láminas de tamaño es-pecífico pero que pueden ser troqueladas para introducir el componente a utilizar, fijándose al bloque de la pizarra mediante adhesivo. Esta solución permite una gran flexi-bilidad a la hora de importar componentes que no pue-dan ser producidos por la industria nacional ampliando el diapasón de opciones ya que no se compromete di-mensional ni funcionalmente a un fabricante específico.

Pizarra

Acondicionador de aire

Acondicionador de aire

Display LCD Toyota

Display Hyster

Display Doosan

Lámina de soportetroquelada

Display Doosan


81

Está compuesta por el Asiento, la Pizarra, los Contro-les del Órgano de Trabajo, los Controles de Dirección y el Capó del motor.

El Asiento puede ser ajustado 150mm hacia adelante o hacia atrás para adaptarse a cualquier tipo de usuario. Además posee suspensión ajustable para disminuir el efecto de la vibración y un soporte con un giro máximo de 20o para evitar flexiones dañinas del cuello al condu-cir en reversa.

Los Controles del O.T. se localizan en un soporte lateral al asiento para garantizar una postura natural al usuario en su operación minimizando el esfuerzo nece-sario para acceder a ellos. Siendo estos palancas de metal recubiertas con plástico agradable al tacto, con-trolando la elevación e inclinación del mástil y el despla-zamiento horizontal de las horquillas.

Los Controles de Dirección comprenden los Pedales y la columna del Volante, esta última es ajustable per-mitiendo una inclinación de hasta 30o. Se encuentran integrados la palanca de cambios, el freno de seguridad y los interruptores de las luces de posición, de trabajo y de giro.

Cabina

Control de elevación del mástil

Control de inclinación del mástil

Control de desplazamientohorizontal de las horquillas

Asideros

Volante

Asiento

Pedales

Pizarra


82

Palanca de cambios e interruptor de luces

Freno deestacionamiento

Los controles del OT localizan en un soporte late-ral al asiento para garantizar una postura natural

al usuario en su operación


83

El asiento permite una rotación de hasta 200, favoreciendo la operación en reversa del equipo y evitando lesionas por flexión del cuello a largo plazo en los usuarios


84

Diseñado en PRFV combina formas curvas con aristas ortogonales forma una conjunto de gran interés estético formal. Posee un revestimiento interior de material ais-lante acústico y térmico para proteger al operario de las elevadas temperaturas provenientes del motor, así como de los niveles de ruido que este ocasiona. Mediante él se accedes de forma fácil a los sistemas interiores del equipo. Se le practicó un sustracción para albergar el asiento además de una serie de orificios ubicados de forma tal que puedan fijársele diferentes modelos de asientos existentes en el mercado

Capó


85

Las luces de trabajo de tipología LED presentan una mayor durabilidad que las halógenas convencionales así como mayores niveles de iluminación. Las delanteras son orientables, permitiendo iluminar en cualquier dirección necesaria, si las condiciones de trabajo no son favora-bles.

En la parte trasera superior del equipo se emplea una luminaria de seguridad giratoria que avisa a transeúntes y trabajadores de la presencia del equipo para minimizar accidentes.

Luces


86

Compuesta por perfiles de sección rectangular, confor-mados y soldados. Proporciona la segurdad básica im-prescindible al operario frente a la caída de cargas en al-turas. Se diseñaron estructuras adicionales que brindan protección contra factores clímáticos adversos y contra condiciones de trabajo extremas tales como presencia de polvo, sustancias volátiles, frigoríficos etc.

Estas estructuras están compuestas por chapas de acero conformadas y policarbonato traslúcido rema-tadas con un aislante de goma. Se fijan a la estructura principal mediante tornillos. Dada su facilidad de ensam-blaje pueden ser adquiridas en conjunto con el monta-cargas o en un momento posterior y ensambladas in situ según las necesidades del cliente.

Cubierta



88

La configuración de cabina de gama altapresenta acondicionador de aire y display de información LCD.



90Desarrollo Evidencias del Uso

La ubicación de asideros y estribos permiteuna fácil entrada al equipo.

91

En la configuración de cabina cerrada se mantiene la facilidad de acceso.

Desarrollo Evidencias del Uso

92

Conduciendo el equipo


93

El mástil triple permite colocar cargas hasta 6m de altura


94

La capacidad de giro del asiento evita flexiones dañinas al cuello del operario en la conducción en reversa


95

El capó posee un mecanismo de pivote que facilita el acceso al interior del equipo.


96Desarrollo Evidencias del Uso

97

Pegatinas de seguridad informan el correcto uso del equipo para evitar accidentes.


98

2054

2335

1095

762

10

10

15°

204

R13

300

107

76

102

494

900

630

470

787

1109

457

30057

6

945

170

1239

1025

1141

748

437 398

700

470

152

129

295

140

70

252

742

790

560

517

.3°

186

130

26

1109

2037

1141

Desarrollo Dimensiones generales

99Desarrollo Dimensiones generales

1

1

2

2

3

3

4

4

A A

B B

C C

D D

SHEET 1 OF 1

DRAWN

CHECKED

QA

MFG

APPROVED

Ro 15/06/2012

DWG NO

pizarra-1

TITLE

SIZE

CSCALE

REV

287

100

187

150 140 70140 30

67

129

35

79

85

220


1

1

2

2

3

3

4

4

A A

B B

C C

D D

SHEET 1 OF 2

DRAWN

CHECKED

QA

MFG

APPROVED

Ro 14/06/2012

DWG NO

cubierta

TITLE

SIZE

CSCALE

REV

2011

4

40

820

51

922

941

102

102

R139

1020

40

51

457

R357

R43310

R10

1044

1

1

2

2

3

3

4

4

A A

B B

C C

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SHEET 1 OF 2

DRAWN

CHECKED

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MFG

APPROVED

Ro 14/06/2012

DWG NO

cubierta

TITLE

SIZE

CSCALE

REV

2011

4

40

820

51

922

941

102

102

R139

1020

40

51

457

R357

R43310

R10

1044

1

1

2

2

3

3

4

4

A A

B B

C C

D D

SHEET 1 OF 2

DRAWN

CHECKED

QA

MFG

APPROVED

Ro 14/06/2012

DWG NO

cubierta

TITLE

SIZE

CSCALE

REV

2011

4

40

820

51

922

941

102

102

R139

1020

40

51

457

R357

R43310

R10

1044


1

1

2

2

3

3

4

4

A A

B B

C C

D D

SHEET 2 OF 2

DRAWN

CHECKED

QA

MFG

APPROVED

Ro 14/06/2012

DWG NO

cubierta

TITLE

SIZE

CSCALE

REV

931

10

20

10

988

8

956

1364

970

207

223

R50

10

10

10

R2

10

367

223

450

280

280

85

85

1

1

2

2

3

3

4

4

A A

B B

C C

D D

SHEET 2 OF 2

DRAWN

CHECKED

QA

MFG

APPROVED

Ro 14/06/2012

DWG NO

cubierta

TITLE

SIZE

CSCALE

REV

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10

10

R2

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367

223

450

280

280

85

85

1

1

2

2

3

3

4

4

A A

B B

C C

D D

SHEET 2 OF 2

DRAWN

CHECKED

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MFG

APPROVED

Ro 14/06/2012

DWG NO

cubierta

TITLE

SIZE

CSCALE

REV

931

10

20

10

988

8

956

1364

970

207

223

R50

10

10

10

R2

10

367

223

450

280

280

85

85


123

3

4

4

A

B B

C C

D D

1136

495484

8

170

275

340

188

712

90

790

43

495

265 33

5

48

65

40

60

180

conclusiones

104Conclusiones

El proyecto Montacargas Cubano demuestra una vez más que es posible hacer buen diseño con pocos recur-sos. El equipo propuesto cuenta con todos los requeri-mientos que le demanda el contexto así como los ne-cesarios para brindar actualidad frente a las tendencias actuales en diseño de estos equipos en el mercado inter-nacional. Marcando pautas en esta actividad en nuestro país con la intención de ser no más que el primer impulso por reactivar las ramas deprimidas de la industria pesada nacional, que otrora fueran referencia en la región.

El trabajo de diploma cumple con los objetivos y el al-cance propuestos, trayendo como resultado soluciones de diseño ajustada a la actualidad práctica del país, sin que por esto vaya en detrimento la calidad estético formal de las propuestas.

Además de dar respuesta a la necesidad planteada por el cliente, el desarrollo del proyecto trajo consigo un re-sultado no esperado: más allá de realizar un proyecto que permitiera meramente sustituir importaciones, la solución propuesta pudiera colocar a Cuba en una posición ven-tajosa con respecto a otros países de la región si se de-sarrolla una estrategia adecuada que permita no solo el autoabastecimiento sino también la exportación.

Es más que deseable que el proyecto siga su curso y no culmine solamente como una feliz solución de diseño sino que pueda ser implementado en un futuro próximo, la situación actual y las perspectivas venideras de la eco-nomía bien que lo que lo ameritan.

105Recomendaciones

Siendo el presente trabajo de diploma pionero en el di-seño de este tipo de maquinaria, es comprensible que algunas de las decisiones tomadas en componentes específicos no tengan la profundidad mayor que la de brindar un visión general de la solución, sobre todo en piezas de índole mecánica, que escapan de la compe-tencia del diseñador industrial. Es por esto que se hace ineludible un análisis a profundidad del proyecto por pro-fesionales de las ramas implicadas con el fin de realizar cálculos de resistencia estructural y de materiales ne-cesarios para acometer el proyecto ejecutivo del mismo. Así como un análisis detallado de factibilidad ecónomica por parte de profesionales de la economía con el objetivo de hacer una correcta selección de proveedores de los componentes importados y de minimizar al máximo los costos de producción de los realizados por la industria nacional. Siendo esto clave para lograr la competitividad que el proyecto se propone.

bibliografía

107Bibliografía

• NC EN 1553: 2007 (NORMA CUBANA) Máquinas Agrí-colas y Forestales—Máquinas Autopropulsadas, Suspen-didas, Semi-Suspendidas y de Arrastre—Requisitos Co-munes De Seguridad. Vigente desde 2007

• NC-ISO 4252: 2006 (NORMA CUBANA) Máquinas Agrícolas y Forestales—Tractores Agrícolas — Puesto De Trabajo Del Operador,Acceso y Salida — Dimensiones.

• Munari, Bruno. ¿Cómo nacen los objetos?

Editorial Gustavo Gili, S.A Barcelona, 1983

• Macey, Stuart. H-Point, The Fundamentals of Car De-sign and Packaging

Design Studio Press, California, 2008

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• Gordillo Paneque, Claudia. Herramientas para el trata-miento del factor uso con intervención de la Ergonomía durante el Proceso de Diseño (Tesis para aspirar al grado de Máster en Gestión e Innovación del Diseño).

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• Cabrera Bustamante, Armando. Acerca Del Proceso de Diseño una Visión / Armando Cabrera Bustamante.

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• Cabrera Bustamante, Armando. “Material de ayuda en

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ISDi, La Habana, 2010. (Trabajo de Diploma).

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ISDi, La Habana, 2011 (Trabajo de Diploma).

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Disponible en: http://wikipedia.com [citada 25 enero 2012]

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Disponible en: http://es.wikipedia.com [citada 25 enero 2012]

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•Puerto. Disponible en: http://es.wikipedia.com [citada 28 enero 2012]

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Disponible en: http://www.hyster-forklifts.com [citada 1 febrero 2012]

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Disponible en: http://www.hyster-forklifts.com/products.html [citada 1 febrero 2012]

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Disponible en:

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•”Ergonomía de Montacargas”

Disponible en:

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Disponible en:

h t t p : // w w w. i n e w i d e a .c o m / 2 0 07/12 / 28 /413 6 .html#more-4136 [citada 2 febrero 2012]

• Concept Forklift

Disponible en:

http://www.designlaunches.com/transport/concept_forklift_by_travis_clark.php

anexos

110Anexos

Anexo 1: Tipologías de montacargasLos montacargas son vehículos muy utilizados en una

gran cantidad de operaciones.Las dimensiones y capaci-dad de carga de estos vehículos también son muy varia-bles. Los tipo de montacargas mas utilizados en las em-presas de manufactura son los siguientes( International Truck Association):

• Rider Platform Truck

• Sit Down Counterbalanced Lift truck

• Stand Up Counterbalanced Lift Truck

• Narrow Aisle

• Turret Truck

• Order Picker

111Anexos

Anexo 2: Ergonomía de montacargasProblemas de visibilidad y posturaLa mala visibilidad es una cuestión clave en relación con

la mayoría de los diseños de montacargas. Con el campo de visión obstaculizada adelante, el conductor de monta-cargas no tiene más remedio para conducir hacia atrás. Aunque la conducción hacia atrás puede ayudar a re-solver el problema de visibilidad, crea otro problema. La Conducción atrás requiere que el operador girar su cuello y los hombros, manteniendo un pie en el los pedales de una mano en el volante,superando con mucho los limites permisibles para posturas de cuello

Muchas empresas que utilizan montacargas han tratado de reducir algunos de los problemas asociados con la conducción hacia atrás a través de la instalación de es-pejos retrovisores centrales y laterales con la esperanza de que ello permitiría al conductor ver la parte de atrás de viajar sin tener que girar la cabeza y el tronco.

Los espejos laterales solo proporcionan una vista de la parte trasera en un lado del camión y puede convertirse en un peligro si los espejos sobresalen demasiado lejos del montacargas, sobre todo en pasillos estrechos.El uso de espejos retrovisores no elimina mirar haciar atrás por-que existen muchos puntos ciegos que logra abarcar el espejo.

De manera mas reciente el uso de asiento giratorios y de cabinas giratorias se ha utilizado para reducir los pro-blemas de cuello y espalda en los operarios.Estos adita-mentos reducen de manera importante los problemas de visibilidad y de posturas de cuello y espalda.

Este tipo de torsión y giro de la parte superior del cuerpo se ha ligado a graves lesiones a largo plazo

Espejos retovisores

Asientos Giratorios

112Anexos

Anexo 2: Ergonomía de montacargasSubir y bajar del montacargasEl acto de entrar y salir de los vehículos puede conducir

a un número significativo de accidentes.Un mal diseño de los montacargas puede origina que los conductores sal-ten y puedan sufrir esguinces de tobillo o rodilla.Tambien un mal diseño puede provocar que los conductores se tengan que retorcer para poderse acomodar dentro de la unidades.

• La altura del peldaño no debe ser mayor a 500 mm desde el suelo.

• El espacio para el pie en el peldaño debe ser de 200 mm

• Los asideros no deben ubicarse a una altura mayor a 1450 mm

• El diámetro del los asideros debe ser de 20-40 mm

• El espacio alrededor del pasamanos minimo es de 75 mm.

El diámetro del los asideros debe ser de 20-40 mm

La altura del peldaño no debe ser mayor a 500 mm desde el suelo.

fin

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