Characterization of a 90° Transfer Point in a Fruit Packing Line. Characteristics of the impacts suffered by the fruit on a transfer point of an experimental fruit packing line were analysed. The transfer is made up by two transporting belts at different heights forming an angle of 90°. Different tests were carried out to study the effect of transfer height, velocity, belt structure and padding on the acceleration values recorded by an instrumental sphere (IS 100). Results showed that transfer height and belt structure affect mainly impact values on the belt base, and padding affects mainly impact values registered in lateral impact. Two powered transfer decelerators were tested at the same point with the aim of decreasing impacts suffered by the fruit

Garcia Ramos, F.J.

Homer, I.

Ortiz-Cañavate Puig-Mauri, Jaime

Ruiz-Altisent, Margarita

Servicio de Coordinación de Bibliotecas de la Universidad Politécnica de Madrid

ELEMENTOS DECELERADORES PARA TRANSFERENCIAS EN ÁNGULO 
RECTO EN LÍNEAS DE MANIPULACIÓN DE FRUTA 
Ortiz-Cañavate, 1; F. J. García-Ramos; M. Ruiz-Altisent; I. Homer Bannister 
Laboratorio de Propiedades Físicas. Dpto. Ingeniería Rural. ETSI Agrónomos. UPM. 
Avda. Complutense s/n. 28040 Madrid 
jortiz(5)iru.etsia.upm.es 
Characterization of a 90° Transfer Point in a Fruit Packing Line. Characteristics of the 
impacts suffered by the fruit on a transfer point of an experimental fruit packing line 
were analysed. The transfer is made up by two transporting belts at different heights 
forming an angle of 90°. Different tests were carried out to study the effect of transfer 
height, velocity, belt structure and padding on the acceleration valúes recorded by an 
instrumental sphere (IS 100). Results showed that transfer height and belt structure 
affect mainly impact valúes on the belt base, and padding affects mainly impact valúes 
registered in lateral impact. Two powered transfer decelerators were tested at the same 
point with the aim of decreasing impacts suffered by the fruit. 
Palabras clave: impacto, fruto electrónico, material amortiguador, calidad; impact, 
instrumented sphere, padding, quality. 
1. Introducción 
Junto con la recolección y el transporte, la confección del producto en las líneas de 
manipulación comerciales es uno de los puntos críticos del proceso poscosecha donde 
se producen daños mecánicos que disminuyen su calidad y valor comercial. Los daños 
más comunes son los producidos en los puntos de transferencia cuando la fruta impacta 
contra la superficie de las máquinas o contra otro fruto. Las características del impacto 
dependen de varios factores: velocidad, altura de caída, características de las superficies 
y diseño del punto de transferencia (Guyer et al., 1991). 
Un punto de transferencia típico presente en la mayoría de las líneas de manipulación es 
la transferencia entre dos cintas transportadoras (o elementos de otro tipo) que forman 
un ángulo de 90° entre sí. En este caso, la fruta recibe al menos dos impactos: el primero 
sobre la superficie del elemento al que es aportada y el segundo contra la pared lateral 
de dicho elemento. Por otro lado, en las transferencias en ángulo aumenta el número de 
impactos fruto-fruto ya que, durante el tiempo que los frutos permanecen en elemento al 
que son aportados hasta que se adaptan a su velocidad, son golpeados por los frutos que 
les siguen. 
Los frutos electrónicos (Zapp et al., 1989) son sensores dinámicos de carga que 
permiten analizar los impactos producidos en las líneas de manipulación de fruta 
(Brown et al., 1987; Miller and Wagner, 1991; García et al., 1996). Las características 
del impacto deben ser relacionadas con la susceptibilidad al daño de la fruta para 
establecer umbrales de daño al producto (Schulte et al., 1990). 
El objetivo de este trabajo ha sido el análisis de los impactos producidos en una 
transferencia entre dos cintas transportadoras formando un ángulo de 90° en función de 
la velocidad de las cintas, altura de caída y características de los materiales de impacto. 
El objetivo final ha sido establecer valores límites para estos parámetros y desarrollar y 
analizar nuevos elementos deceleradores que minimicen los daños mecánicos en las 
transferencias en ángulo. 
2. Materiales y métodos 
Para la realización de los ensayos se ha utilizado un fruto electrónico IS 100 (161 g de 
masa y 7 cm de diámetro). El fruto electrónico recoge la aceleración producida en cada 
impacto en número de veces la aceleración de la gravedad (g), 1 g = 9.8 m/s2. Los 
ensayos se han realizado en una línea experimental de manipulación de fruta (Ortiz-
Cañavate et al., 1999) situada en el Departamento de Ingeniería Rural de la UPM. El 
punto de transferencia analizado fue una transferencia en ángulo de 90° entre dos cintas 
transportadoras con anchuras de 30 cm. 
En el mismo punto de transferencia se analizaron dos cepillos deceleradores (figura 1): 
cepillo rotativo de eje horizontal y cepillo rotativo de eje vertical, ambos accionados con 
un motor eléctrico. 
Figura l.Elementos deceleradores accionados. CH: cepillo horizontal; CV: cepillo vertical 
2.1. Características de los impactos 
Cuando la fruta es transferida de la cinta superior a la inferior o receptora, se producen 
dos impactos (figura 2): 1. Sobre la base de la cinta transportadora inferior. 2. Sobre el 
lateral de la cinta transportadora inferior. El impacto 1 varía en función de la estructura 
de la cinta transportadora inferior. Esta estructura fue modificada colocando una chapa 
metálica bajo la zona de impacto o dejando la zona de impacto hueca, sin elementos 
estructurales. El impacto 2 varía en función de las características del lateral de la cinta 
transportadora inferior. Para analizar este efecto se colocó sobre el lateral un material 
amortiguador de 4 mm de espesor consistente en poliéster con poliuretano expandido. 
Ambos impactos (base de la cinta y lateral de la cinta) están afectados por la altura de la 
transferencia y la velocidad de las cintas. 
A 
1 atprai / \ 
/ / R R « « 
,<• / / 
Impacto 2Á /impacto/í - L _ J L _ 
/WCD / ^ / / , Qf ... 
/ y 4-^Altura 
/ 
\ 
.. i 
Figura 2. Impactos producidos en el punto de transferencia 
en 90° entre dos cintas transportadoras 
Para llevar a cabo el ensayo se realizó un diseño factorial reflejado en la Tabla 1. Para 
cada combinación de factores se realizaron 20 tomas de datos con el fruto electrónico IS 
100, realizando un total de 1200 medidas. 
Fecha del ensayo: noviembre 1999 - febrero 2000 
Factor 
Altura de caída entre las cintas transportadoras 
Estructura de la cinta transportadora receptora de 
producto (base estructural de la cinta 
transportadora) 
Presencia de material amortiguador en el lateral 
de la cinta receptora de producto 
Velocidad de las cintas transportadoras (la misma 
para ambas) 
Denominación 
8cm 
14 cm 
20 cm 
26 cm 
32 cm 
hueca 
chapa metálica 
si 
no 
lOm/min 
20m/min 
30 m/min 
Tabla 1. Factores analizados en el ensayo de las características de los 
impactos producidos en una transferencia en ángulo de 90° entre dos cintas 
transportadoras 
2.2. Elementos deceleradores 
Dos elementos deceleradores accionados fueron analizados para dos alturas de caída: 8 
y 14 cm. Para cada altura se analizaron tres velocidades de las cintas transportadoras: 
10, 20 y 30 m/min. La velocidad periférica de los cepillos fue un 15% mayor que la de 
las cintas transportadoras. Los deceleradores se ubicaron formando dos ángulos a con la 
dirección de la cinta transportadora receptora (al = 26° y a2 = 37°). Para cada 
combinación de factores se realizaron 20 medidas con el fruto electrónico, realizando un 
total de 960 medidas (480 por cepillo). 
Un segundo test fue realizado con fruta (manzanas "Golden"). Las alturas de las 
transferencia fueron 8 y 14 cm, la velocidad de las cintas 30 m/min y la velocidad 
periférica de los cepillos 34,5 m/min. Se analizaron dos ángulos (al = 26° y a2 = 37°). 
Para cada combinación de factores se realizaron 20 medidas con el fruto electrónico, 
con un total de 160 medidas (80 por cepillo). Para comparar la eficiencia de los dos 
elementos deceleradores, se realizó un ensayo similar sin elementos deceleradores y con 
material amortiguador en el lateral de la cinta receptora en dos condiciones de 
trabajorvacío y con flujo de fruta. Para cada caso se realizaron 20 medidas con el fruto 
electrónico (80 en total). 
3. Resultados y discusión 
3.1. Impactos contra la base y el lateral de la cinta receptora 
3.1.1. Impacto contra la base de la cinta receptora 
La aceleración registrada en cada impacto varía en función de la velocidad, altura de la 
transferencia y estructura bajo la cinta transportadora (figura 3). Los valores de 
aceleración máxima aumentaron drásticamente cuando hubo estructura metálica bajo la 
cinta transportadora, siendo el valor de dicha aceleración entre 5 y 10 veces mayor que 
cuando no hubo dicha estructura. 
Estructura de la cinta transportadora 
Btando (Hueco} Duro {metálico} 
280 
240 
200 
160 
120 
80 
40 
0 
280 
240 
200 
160 
120 
80 
40 
0 
280 
240 
200 
160 
120 
80 
40 
0 
7,6 11.5 17.4 21.S 26,7 
2Í5.6 
184 ¿=r^ 
145,2 T=0=-
108,9 ^CP-
43,6 ^ ^ 
•Bty 
7,8 12,5 18 22.3 * > ¿ 
213,5 
181,9 - j - c -
150,7 -g-p- T=*J^ 
106,9 -=0=" 
45,4 - ^ * -
-=Q=-
8A 13,8 19,2 23,7 26,5 
215,4 
182,1 - 3 £ -
155,9 ^fí=- ^ " ^ 
103,4 "=0=-
56,8 - 3 E -
-33=-
8 14 20 26 32 8 14 20 26 32 
Velocidad 
lOnVrrtn 
20nVr«írt 
30m/imin 
T ±Std.Dw. 
• ±SW.Err. 
o Mean 
Altura (cm) 
Figura 3. Aceleración máxima (g) registrada por la IS100 en función de la velocidad, 
altura de caída y estructura de la cinta transportadora receptora bajo la zona de impacto 
Los datos fueron analizados mediante análisis de varianza siendo las variables: 
estructura bajo la cinta (dura o blanda) y altura de caída las que influyen de forma más 
significativa. El efecto de la velocidad no es significativo. 
Mediante un análisis de regresión múltiple se obtuvieron curvas de iso-aceleración 
(figura 4) para los casos de estructura metálica (duro) y ausencia de estructura (blando) 
bajo la cinta transportadora. El coeficiente de determinación R2 es de 0,95 para ambos 
casos. Hay que tener en cuenta que impactos superiores a 50g sobre superficies duras 
son causa de daños superficiales en la mayoría de las frutas (Barreiro, 1994). 
30 
25 
% 20 
< 
10 
5 
a) Impacto sobre cinta transportadora sin estructura metálica (blanda) 
Aceleración máxima ( g) 
z=0,511-iO,061*x+0,796*y . R2=0.95 30
 g 
— — — — — ^ _ ^ _ _ .. . i 25 g 
..; 15 g 
0 10 20 30 
Velocidad (m/min) 
b) Impacto sobre cinta transportadora con estructura metálica (dura) 
Aceleración máxima ( o) 
z=1,077-iO,175*x-i6,807*y . Hz=0.95 
1 
I 
30 
25 
20 
15 
10 
5 
210 g 
• - : : • - • : - : : • : : - - - : 
/ / y 
1809 
.: „..150S 
.- - m.<i 
90 o 
60 0 
_ ^ _ _ 30^ 
< / / y / / , ' / 
Velocidad (rrVmin) 
Figura 4. Curvas de isoaceleración, enfundan de la altura de la transferencia y la velocidad, para los casos de 
impacto sobre cinta sin estructura metálica (a) y con estructura metálica (b) 
Analizando la figura 4, se puede concluir que las estructuras metálicas deben ser 
eliminadas en aquellas zonas de las cintas transportadoras donde la fruta impacta 
(rodillos o chapas). En el caso de presencia de estructura metálica en dicha zona la 
máxima altura de caída que produce impactos menores de 30g (umbral de seguridad) es 
de 5cm. En el caso de impactos sobre blando (cinta sin estructura metálica) la 
aceleración se mantiene siempre por debajo de 30g, evitando los daños al producto. 
3.1.2. Impacto contra el lateral de la cinta receptora 
Las aceleraciones registradas cuando el fruto electrónico impactó contra el lateral de la 
cinta receptora tuvieron una evolución diferente que las producidas al impactar contra la 
base. La presencia de material amortiguador en el lateral de la cinta produce diferencias 
en torno a lOOg en el valor de la aceleración para cualquier altura de caída. 
s» 
1 
& 200 
1 ffi 
impacto sobre el lateral de la cinta transportadora receptora 
Base de la cinta con estructura metálica (dura) 
Con material amortígudor Sin material amortiguador velocidad 
133,2 137,1 140,6 138,4 1 4 ^ 1 
28,7 27;5 33.7 32,3 34,4 
8 14 20 26 32 14 20 26 32 
Altura {cm) 
29,2 34,4 35,3 35,1 39,1 
-=os- -=cr=- -^>-- - ^ J = - "=**=• 
127 2 1 4^"8 132,2 132,4 1 i | J 
30,4 32,9 36,2 36,1 35,5 
-^Ct=- "=f>=- - ^ 3 ^ "=OB- H 9 > 
1314 138,8 141,1 142 
114,2 ^ ^ ^ ^ g , - 3 E -
•30= - " ^ 
10 m/min 
20 m/min 
30 m/min 
m tStdOev. 
Q iStderr. 
a Mean 
Figura 5. Aceleración máxima del impacto producido sobre e l lateral de la cinta receptora 
en función de la velocidad, la altura de caída, y la presencia de material amortiguador, 
para el caso de presencia estructura metálica bajo la cinta transportadora receptora 
to 
e 
1 * 
Impacto sobre el lateral de (a cinta transportadora receptora 
Base de la cinta sin estructura metálica (blanda) 
Con material amortiguador Sin materia) amorttgudor 
28,6 29,7 25,9 30,3 25 
118
 111.7 105,5 1 i H 
8 14 20 26 32 8 14 20 26 32 
Mura(cm) 
28,5 30,2 22,8 21 28,7 
100,4 ^_^_ 95,8 100,7 ¿ j g , 
26,4 28,3 24,2 23.8 27,6 
106,9 V1M 101,3 102,4 ^ 
Velocidad 
10 m/min 
20 m/min 
30 m/min 
I C ±Std.Qw. 
C3 ±StdBrr. 
a Msan 
Figura 6. Aceleración máxima del impacto producido sobre el lateral de la cinta receptora 
en función de la velocidad, la altura de caída, y la presencia de material, para el caso 
de ausencia estructura metálica bajo la cinta transportadora receptora 
Se realizó un análisis de varianza que refleja que el material amortiguador es la variable 
más influyente sobre los valores de aceleración. El efecto de la velocidad de las cintas y 
la altura de caída es significativo pero claramente inconsistente. El impacto 1 (contra la 
base de la cinta) afecta significativamente a los valores de aceleración en función de la 
estructura de la cinta. Este efecto es bajo pero claramente consistente: los valores de 
aceleración del impacto 2 (lateral) son mayores (en torno a 20g) cuando el primer 
impacto se produce sobre estructura dura (cinta con chapa metálica) respecto a cuando 
se produce sobre estructura blanda (cinta hueca). Este hecho muestra que la velocidad 
con que la fruta llega al lateral de la cinta es mayor en el primer caso que en el segundo. 
3.2. Elementos deceleradores 
Los impactos registrados por el fruto electrónico trabajando sin flujo de fruta se 
mantuvieron por debajo de 8g para ambos deceleradores (cepillo vertical y horizontal). 
Comparando este valor con los obtenidos al impactar contra la pared lateral con material 
amortiguador la reducción del nivel de aceleración se sitúa en torno a 25g (tabla 2) 
Elementos 
deceleradores 
accionados 
Lateral de la cinta 
transportadora 
receptora con material 
amortiguador de 4 mm 
de espesor 
Altura de 
caída (H), 
cm 
8 
14 
8 
14 
Velocidad de 
las cintas 
(VC), m/min 
Todas 
10 
20 
30 
10 
20 
30 
Aceleración 
máxima, g 
<8 
26,7 
29,2 
30,4 
27,5 
34,4 
32,9 
Tabla 2. Niveles máximos de aceleración con elementos deceleradores y 
con material amortiguador en la pared de la cinta receptora. CH: cepillo 
horizontal; CV: cepillo vertical; H: altura (cm); VC: velocidad de la cinta 
(m/min) 
Trabajando con flujo de fruta, el número de impactos IS-manzana (considerados como 
impactos fruto-fruto) varía en función de la presencia de elemento decelerador y su 
regulación (figura 7). El cepillo vertical en sus dos ángulos de regulación (26° y 37°) y 
el cepillo horizontal situado a 37° (a2), disminuyen drásticamente el número de 
impactos fruto-fruto (figura). Para el caso específico de cepillo vertical a 26° (al) la 
reducción varía entre 60% y 43% (para 8 y 14 cm de altura de caída respectivamente) en 
comparación del caso de transferencia sin elementos deceleradores. 
NÚMERO MEDIO DE IMPACTOS FRUTO-FRUTO (n = 20 medidas) 
H8SC H8CH H8CH H8 CV H8CV HHSC H14CH H14CH HHCV H14CV 
a l ¡a2 a l a2 a l a2 a l a2 
Figura 7. Número de impactos fruto-fruto (IS 100 -manzana). H: altura (cm); 
CH: cepillo horizontal; CV: cepillo vertical; al = 26°; cü = 37° 
4. Conclusiones 
4.1. Impactos contra la base y el lateral de la cinta receptora 
4.1.1. Impacto contra la base de la cinta receptora 
S Las características del impacto dependen de la altura de caída y de la presencia de 
elementos estructurales bajo la cinta transportadora. Los valores de aceleración 
aumentan con la altura de caída. En el caso de cinta con estructura metálica, alturas 
de 8 cm pueden producir daño al producto (valores de aceleración en torno a 50g). 
Cuando no hay estructura metálica bajo la cinta transportadora son admisibles 
alturas de caída mayores de 30 cm (niveles de aceleración < 30g). 
S El efecto de la velocidad de las cintas en los valores de aceleración es bajo en 
comparación con el de las otras variables (altura de caída y estructura de la cinta) 
4.1.2. Impacto contra el lateral de la cinta receptora 
S Los valores de aceleración varían con la presencia de material amortiguador en el 
lateral de la cinta transportadora. La utilización de material amortiguador puede 
reducir los valores de aceleración en más de lOOg. 
S Los valores de aceleración son ligeramente mayores (en torno a 20g) cuando el 
impacto contra la base de la cinta se produce en una zona con estructura metálica en 
comparación con cuando se produce en una zona hueca. 
4.2. Elementos deceleradores 
•S Los elementos deceleradores accionados reducen la aceleración del impacto 
experimentado por la fruta al chocar contra ellos a valores menores de 8g. Su uso es 
muy importante en zonas donde la fruta viaja de forma aislada, como por ejemplo a 
partir del calibrado. 
S Los impactos fruto-fruto se pueden reducir en más del 60% utilizando el decelerador 
de eje vertical situado a 26°. El cepillo vertical para cualquier regulación y el cepillo 
horizontal a 37° reducen drásticamente el número de impactos fruto-fruto. 
5. Agradecimientos 
Los autores desean expresar su agradecimiento a la Comisión Interministerial de 
Ciencia y Tecnología y a la Comunidad Autónoma de Madrid por la financiación de 
este proyecto. 
6. Referencias bibliográficas 
Barreiro, P (1994). Modelos para la simulación de daños mecánicos y desarrollo de un 
algoritmo de evaluación de maquinaria para los principales cultivares de albaricoque 
manzana melocotón y pera. Doctoral thesis 1994. 
Brown, G. K.; Burton, C. L.; Sargent, S. A.; Schulte, N. L.; Timm, E. J.; Marshall, D. E 
(1987). Apple packing line damage assessment. ASAE Winter Meeting; 1987; 
Chicago, Illlinois.: Paper 87-6515. 
García, F.; Riquelme, F.; Ruiz-Altisent, M.; Barreiro, P (1996). Study of packing lines 
for stone fruits and citrus using two instrumented spheres in some cooperatives in the 
región of Murcia (Spain). AGENG 96; 1996; Madrid.: Paper 96F-038. 
Guyer, D.E.; Schulte, N. L.; Timm, E. J.; Brown, G.K (1991). Minimizing apple 
bruising in the packing line. Cooperative Extensión Service. Michigan State 
University. Extensión Bulletin E-2290. March, 1991. 
Miller, W. M.; Wagner, C. J (1991). Florida citrus packing line studies with an 
Instrumented Sphere. Applied Enginnering in Agriculture. 1991; 7(5):577-581. 
Ortiz-Cañavate, J.; García-Ramos, F. J.; Ruiz-Altisent, M (1999). Testing equipment for 
the improvement of mechanical devices to minimize damage to fruit in commercial 
packing lines. Symposium: Actual Tasks on Agricultural Engineering; 1999; Opatija, 
Croatia; 223-229. ISBN: 953-6135-26-4. 
Schulte, N. L.; Timm, E. J.; Brown, G. K (1990). Apple, peach and pear impact damage 
thresholds. ASAE Summer Meeting; 1990; Columbus.: Paper 90-6002. 
Zapp, H. R.; Ehlert, S. H.; Brown, G. K.; Armstrong, P. R.; Sober, S. S (1989). 
Advanced Instrumentation Sphere (IS) for impact measurement. ASAE Summer 
Meeting; 1989;: Paper 89-6046. 


Elementos deceleradores para transferencias en ángulo recto en líneas de manipulación de fruta.

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