Se establecieron los requerimientos funcionales de la incubadora, considerando que debía mantener una temperatura estable entre 40 °C y 45 °C, rango ideal para la fermentación del yogurt. Asimismo, se definieron las dimensiones internas de 70 × 70 × 70 cm, adecuadas para alojar la olla con la mezcla láctea y permitir la circulación del aire caliente.

Paralelamente, se desarrolló el diseño preliminar del sistema, definiendo la estructura general, los materiales de construcción (cartón rígido para las paredes, trupán de 12 mm para la base y MDF de 3 mm para el ducto) y la distribución interna de componentes. También se planificó la ubicación del sistema de calentamiento, el ducto en forma de “U” y la integración del control electrónico.

06-May-2025

La estructura externa de la incubadora fue construida utilizando cartón rígido , seleccionado por su facilidad de corte, bajo costo y buen comportamiento para un prototipo inicial orientado a pruebas térmicas preliminares. A continuación se detallan las etapas del proceso:

Corte de las piezas estructurales

• Se midieron y marcaron las dimensiones de las seis caras de la incubadora considerando el volumen interno de 70 × 70 × 70 cm.
• Se utilizaron herramientas disponibles en el Fab Lab, como cutter profesional, regla metálica y mesa de corte, para realizar cortes limpios y precisos.
• Para mejorar la estabilidad, se consideró un margen adicional en los bordes que permitió realizar solapas o superficies de unión entre paneles.

Ensamblaje de las paredes

• Las piezas ya cortadas se posicionaron en forma de cubo, ensamblando primero las paredes laterales y luego la parte superior e inferior.
• Se utilizaron adhesivos adecuados para cartón (cola sintética o silicona caliente) para unir los paneles, garantizando un sellado adecuado en cada arista.
• Las uniones fueron reforzadas con tiras de cartón interno o perfiles para aumentar la rigidez sin incrementar demasiado el peso.

Verificación dimensional y funcional

• Se verificaron las dimensiones finales del cubo, asegurando que la base de trupán, el ducto y la olla cupieran sin interferencias.
• El cierre de la puerta se probó para garantizar que pudiera sellarse bien y mantener la temperatura interna durante la operación.
• Finalmente, se comprobó la estabilidad general de la estructura antes de integrar los demás elementos del prototipo.

13-May-2025

La base interna de la incubadora, destinada a soportar la olla utilizada en la elaboración del yogurt, fue fabricada en trupán (MDF) de 12 mm, seleccionada por su resistencia mecánica y estabilidad ante cargas. Su desarrollo involucró tanto diseño digital como procesos CNC. A continuación se detalla el procedimiento completo:

Diseño 2D en CorelDRAW

• Se elaboraron los planos en CorelDRAW, definiendo la forma, dimensiones y perforaciones necesarias para la plataforma.

• El diseño incluyó:

  • medidas exactas de encaje dentro de la incubadora, bordes reforzados, posibles ranuras o soportes adicionales.

• Se exportó el archivo en un formato compatible con software Inkscape (PF).

Procesamiento del diseño en Inkscape CNC

• El archivo 2D fue importado en Inkscape CNC, donde se preparó específicamente para su mecanizado.

• En este software se configuraron:

  • El tipo de operación (corte o desbaste), la profundidad por capa según el material (20 mm en total), la velocidad de avance, el diámetro de la fresa a utilizar.

• A partir de estos parámetros, Inkscape CNC generó el archivo G-code, necesario para controlar la máquina CNC.

Exportación y transferencia del G-code

• El archivo G-code generado se exportó y se transfirió al software de control de la ruteadora de mesa.

• Se verificó la compatibilidad del código y la correcta interpretación de las trayectorias antes del corte.

Corte del trupán en la ruteadora CNC de mesa

• Se colocó la plancha de trupán de 12 mm en la cama de la ruteadora, asegurándola con prensas o vacío según disponibilidad.

• Se realizó el cero de la máquina (origen en X, Y y Z).

• Se cargó el archivo G-code en el software Ruteadora.

• Se ejecutó el proceso de corte:

  • la fresa avanzó siguiendo las trayectorias definidas en el diseño,

  • se cortaron las piezas con precisión y bordes limpios,

  • se verificó la estabilidad de la herramienta y del material durante todo el mecanizado.

Limpieza y verificación

• Una vez completado el corte, las piezas se retiraron de la mesa y se realizó un lijado suave para eliminar rebabas.

• Se verificaron las dimensiones finales y se probó su encaje dentro de la estructura de la incubadora.

• Se confirmó que la base soportaba adecuadamente el peso de la olla y que quedaba correctamente posicionada para recibir el calor del sistema.

19-May-2025

Imagenes

l ducto encargado de distribuir el aire caliente dentro de la incubadora fue diseñado y preparado considerando la geometría interna del prototipo y la necesidad de asegurar un flujo térmico estable y uniforme. Esta pieza es fundamental para mantener el rango adecuado de temperatura para la incubación del yogurt.

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3.1. Diseño del ducto en CorelDRAW

El diseño 2D del ducto se desarrolló en CorelDRAW, teniendo en cuenta:

• Las dimensiones internas de la incubadora (70 × 70 × 70 cm).

• La ubicación exacta de la base de trupán donde descansa la olla, evitando interferencias.

• El espacio disponible para la circulación del aire caliente.

• La correcta alineación con la salida del calefactor.

Se realizó un diseño preciso que aseguraba que la estructura triangular encajara sin obstruir el flujo de aire ni tocar la olla, garantizando un espacio libre alrededor del recipiente.

Geometría del ducto triangular

Se decidió utilizar un ducto con forma triangular, el cual presenta:

• Un ángulo recto (90 grados) entre dos de sus lados.

• La hipotenusa orientada hacia el interior de la incubadora, funcionando como superficie emisora de aire caliente.

Este diseño triangular permite:

• Redirigir el aire caliente desde la salida del calefactor hacia la cámara interna.

• Crear una presión interna adecuada para distribuir el calor progresivamente.

• Aprovechar al máximo el espacio disponible en la estructura sin interferir con la olla.

Preparación para el corte en cortadora láser

Una vez completado el diseño en CorelDRAW:

• Se exportó el archivo en formato compatible con la cortadora láser del Fab Lab.

• Se organizaron las piezas del ducto en la mesa de corte optimizando el uso del MDF de 3 mm.

• Se configuraron parámetros adecuados para el corte láser, como:

  • Potencia de láser

  • Velocidad de corte

  • Frecuencia

  • Número de pasadas según el material

El corte láser permitió obtener piezas con:

• Borde limpio y de alta precisión

• Ranuras perfectamente definidas

• Dimensiones exactas según el diseño 2D

Validación posterior al corte

Una vez cortadas las piezas:

• Se verificó su ajuste con la estructura de la incubadora.

• Se comprobó que la forma triangular ensamblara correctamente.

• Se revisó que las ranuras quedaran alineadas hacia el interior de la cámara térmica.

• Se evaluó la superficie para detectar quemaduras o deformaciones, garantizando un ensamblaje óptimo

10-Jul-2025

Imagenes

Para garantizar el correcto proceso de fermentación del yogurt, fue necesario implementar un sistema de calefacción preciso, estable y controlado electrónicamente. Este paso incluyó la adaptación del calefactor, el diseño del ducto de distribución de calor y la integración completa con la placa electrónica diseñada especialmente para este proyecto.

Selección y adaptación del calefactor

Se eligió un calefactor eléctrico de resistencia, debido a su capacidad para generar calor constante y su compatibilidad con sistemas de control ON/OFF mediante relé o SSR.

Modificaciones realizadas

• Se retiraron elementos no necesarios (carcasa, difusores o controles originales del calefactor).

• Se dejó accesible la salida de aire caliente para conectarla con el ducto.

• Se aisló eléctricamente la resistencia para evitar riesgos durante la operación.

• Se añadieron terminales seguros para su conexión al relé de la placa de control.

El calefactor quedó configurado únicamente como generador de flujo de aire caliente, ideal para la incubadora.

Diseño del ducto de distribución de calor

Para dirigir el aire caliente desde el calefactor hacia la cámara térmica se diseñó un ducto en forma de “U” fabricado en MDF de 3 mm.

Características del ducto

• Forma en U con abertura orientada hacia la puerta, permitiendo un flujo frontal que recorre toda la incubadora.

• Perforaciones laterales con patrón en forma de U, distribuidas en filas y columnas.

• Las perforaciones se calcularon para:

  • Regular el caudal de aire caliente.

  • Evitar turbulencias.

  • Mantener la temperatura homogénea en todos los niveles de la incubadora.

• El MDF de 3 mm se eligió porque:

  • Es liviano.

  • Resiste bien el calor moderado.

  • Permite cortes limpios con CNC.

Este ducto evitó que el calor se concentre frente al calefactor y favoreció una distribución uniforme en toda la cámara térmica.

Diseño y fabricación de la placa de control electrónico

Se diseñó una placa electrónica personalizada para automatizar la temperatura de la incubadora. Esta placa fue fresada en una mini fresadora CNC, optimizando el tiempo de fabricación y asegurando precisión.

Componentes principales

1. Microcontrolador
   Encargado de procesar la temperatura y activar/desactivar el calefactor.

2. Sensor de temperatura (ej. NTC o DS18B20)
   Mide la temperatura real dentro de la incubadora en tiempo real.

3. Sistema de conmutación de potencia

   • Relé electromecánico o SSR.

   • Permite controlar el calefactor (alimentado a 220V o 110V) desde señales de baja tensión del microcontrolador.

4. Regulador de voltaje
   Provee alimentación estable a los componentes electrónicos.

5. Terminales y conectores
   Facilitan el mantenimiento del sistema y evitan soldaduras repetitivas.

6. Pistas reforzadas
   Diseñadas con mayor espesor en las líneas de potencia para soportar la corriente del calefactor.

Fabricación

• Se generó el diseño PCB en software CAD.

• La placa se exportó en formato adecuado para la mini fresadora.

• Se realizó el fresado de pistas, perforaciones y corte exterior.

• Finalmente se soldaron los componentes de manera manual.

19-Aug-2025

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