Diseño de una máquina perforadora multipropósito para mejorar la actividad agrícola en el CC. PP Cerro La Vieja – Motupe

Abstract

El objetivo del estudio fue diseñar una máquina perforadora multipropósito para mejorar la actividad agrícola en el CC.PP. Cerro La Vieja ubicado en el distrito de Motupe. Se trató de una investigación aplicada, enfoque cuantitativo y diseño no experimental. La muestra considerada fue el terreno o muestra de suelo, de donde se extrajo su capacidad portante para diseñar la máquina perforadora. La actividad agrícola se realiza en condiciones de escasa disponibilidad hídrica, dependiendo del agua subterránea, con una producción diversificada impulsada por pequeños agricultores y agroindustrias. Para el diseño mecánico de la máquina se definieron parámetros como el uso de un motor de combustión interna, velocidad de barrenas entre 200–250 rpm, capacidad portante del suelo de 0,91 kg/cm2 y brocas de acero 4340 con diámetros de 10 a 25 cm para perforaciones de hasta 0,50 m de profundidad. En cuanto al sistema electromecánico, se seleccionó un motor Otto de 9,00 HP, engranajes rectos, eje cardan y aceros estructurales, verificándose mediante análisis CAD/CAE que los esfuerzos están por debajo del límite elástico y con factores de seguridad mayores a 2,50. Finalmente, el análisis económico mostró alta rentabilidad con un costo inicial de S/9,398.73 el cual incluye los intereses generados producto del financiamiento de la deuda ante la entidad bancaria para la construcción de la maquina perforadora, un ahorro anual significativo y una TIR del 117,20%, con recuperación de la inversión en solo 0,85 años.

The objective of this study was to design a multipurpose drilling machine to improve agricultural activity in the Cerro La Vieja Community, located in the district of Motupe. This was an applied research project with a quantitative approach and a non-experimental design. The sample considered was the soil itself, from which its bearing capacity was extracted to design the drilling machine. Agricultural activity is carried out under conditions of scarce water availability, depending on groundwater, with diversified production driven by small farmers and agro-industries. For the machine's design, parameters were defined such as the use of an internal combustion engine, auger speed between 200–250 rpm, a soil bearing capacity of 0.91 kg/cm2, and 4340 steel drill bits with diameters of 10 to 25 cm for drilling to a depth of up to 0.50 m. Regarding the electromechanical system, a 9.00 HP Otto engine, spur gears, a cardan shaft, and structural steels were selected. CAD/CAE analysis verified that the stresses are below the elastic limit and with safety factors greater than 2.50. Finally, the economic analysis showed high profitability with an initial cost of S/9,398.73, which includes the interest generated from financing the debt with the bank for the construction of the drilling machine, a significant annual rate and a TIR of 117.20%, with investment recovery in only 0.85 years.