Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias

The Irrigation Regime for Crops in Manabí, Ecuador: Climatological Study

Basado en los datos de las 49 estaciones meteorológicas del Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología existentes en la Provincia Manabí para un período de 23 años se realiza este estudio con el objetivo de definir el comportamiento de las precipitaciones y la evapotranspiración del cultivo de referencia con fines de riego. Se comprobó que sólo 20 estaciones contaban con series consistentes para los análisis estadísticos de las precipitaciones y solo en dos estaciones era posible el análisis de la evaporación. Luego de aplicar 10 métodos empíricos y dos métodos estadísticos se comprobó que el comportamiento histórico promedio de las precipitaciones para el 75% de probabilidad de sobrepaso evidencia una estación lluviosa (enero a abril) donde se concentra el 83% de la precipitación anual y una seca (mayo a diciembre) con el 17% restante. Los mayores valores de la evapotranspiración del cultivo de referencia (obtenidos a partir de aplicar nueve métodos) fueron en marzo y mayo, mientras que febrero y septiembre tuvieron los menores valores. Los resultados obtenidos constituyen la base climatológica más precisa disponible hasta el momento para las planificaciones del riego y los consumos de agua de los cultivos en la provincia Manabí.

Based on the data of the 49 meteorological stations of the National Institute of Meteorology and Hydrology existing in Manabí Province for a period of 23 years, this study is carried out with the objective of defining the behavior of rainfall and evapotranspiration of the reference crop for purposes of irrigation. It was found that only 20 stations had consistent series for statistical analysis of rainfall and only in two stations it was possible to analyze evaporation. After applying 10 empirical methods and two statistical methods, it was proved that the average historical behavior of precipitations for the 75% probability of overrun shows a rainy season (January to April) where 83% of the annual precipitation and a dry one are concentrated (May to December) with the remaining 17%. The highest values of evapotranspiration of the reference crop (obtained fro m applying nine methods) were in March and May, while February and September had the lowest values. The results obtained constitute the most accurate climatological basis available so far for irrigation planning and water consumption of crops in Manabí Province.

Evaluation of a Micro Irrigation System Powered by Wind Energy

La investigación se desarrolló en la localidad, Modesto Reyes localizado en la carretera a Morón, en el km 9,50 de la Ciudad de Ciego de Ávila. Los resultados demostraron que la evapotranspiración del cultivo alcanza los valores más elevados en los meses desde abril hasta noviembre siendo el de mayor demanda hídrica agosto con 72,72 mm semana-1. La velocidad promedio de los vientos es de 5,22 m s-1; por lo que la zona de estudio presenta un buen potencial eólico que permite el bombeo de agua en los sistemas de riego conectados con molinos de viento. El molino multipala evaluado tiene un caudal de diseño de 25,00 m³ d-1, produce una potencia de 261,36 W y dispone de 15,36 horas de bombeo en el día. El sistema de riego por micro irrigación con accionamiento eólico cuenta con un tanque de almacenamiento de 5000 L que permite cumplir con la demanda hídrica del cultivo para el área de riego establecida con un grado de satisfacción de 113%.

The investigation was developed in Modesto Reyes town, road to Moron, km 9,50, Ciego de Ávila city. The results demonstrated that the evapotranspiration of the cultivation reaches the highest values in the months of April - November being August the one with the highest water demand of 72,72 mm week-1. The winds speed average is of 5,22 m s-1; therefore the study area presents a good wind potential that allows the pumping of water in the irrigation systems connected with windmills. The multi shovel windmill evaluated has a flow of design of 25,00 m³ d-1, it produces a power of 261,36 W and it has 15,36 hours of pumping in the day. The micro irrigation with wind energy has a tank of storage of 5000 L that allows fulfilling the water demand of the cultivation for the irrigation area established with a grade of satisfaction of 113%.

Profiles from Henequen Fibres with High-Density Polyethylene Matrix

Se presenta el proceso de obtención de perfiles a partir de material compuesto con matriz de polietileno de alta densidad (PEAD) y reforzado con fibras cortas de henequén (Agave fourcroydes Lem.) por el método de extrusión. Se exponen datos acerca de la estabilidad térmica y rasgos microestructurales de las fibras de henequén utilizadas. Se analiza el comportamiento del material en el proceso tecnológico y su influencia en el comportamiento mecánico. Se compara el material obtenido, con otro actualmente en producción y que incorpora como elemento reforzante partículas de madera provenientes del aserrado de pino (Pinus sp.). La resistencia a la tracción de los compuestos reforzados con la fibra de henequén, oscilan entre 12 y 15 MPa, ligeramente menor que la del material con partículas de madera, pero los valores de resistencia al impacto y módulo de elasticidad duplican los obtenidos con las partículas de pino. La caracterización de los materiales obtenidos y del proceso permitió identificar elementos causantes de las diferencias en la resistencia y proponer variantes al proceso para que pueda trabajarse con fibras de henequén.

A process to obtain profiles from henequen (Agave fourcroydes Lem.) fiber reinforced high-density polyethylene (HDPE) matrix composite material by extrusion method is presented. Data on thermal stability and microstructural features of the henequen fibers used are presented. Behavior of material in process and its influence on mechanical properties are analyzed. A comparison between obtained material and another currently in production and incorporating wood particles from pine sawdust (Pinus sp.) as reinforcing element is exposed. Tensile strength of henequen fiber reinforced composites ranges from 12 to 15 MPa, slightly lower than the one obtained from wood particle reinforced composite material. Nevertheless, the impact strength and Youngs modulus values double the ones obtained with pines particles reinforcement. Characterization of both materials obtained and process, it allowed to both identify elements related to differences on tensile strength and propose processing alternatives to allow introducing henequen fibers.

Effect of Geometry and Type of Material in Tillage Implements Wear

El desgaste abrasivo de los órganos de trabajo de los aperos de labranza, es un fenómeno que trae pérdidas de material en poco período de tiempo, provocando la variación de su geometría. Por lo que el presente trabajo tiene como objetivo: determinar el desgaste abrasivo en condiciones de campo de órganos tipo cincel y rectangulares de los aperos de labranza de los ultasoles. La investigación experimental se desarrolló en áreas de la Empresa de Cultivos Varios de Manacas, perteneciente al municipio Santo Domingo, provincia Villa Clara, entre los meses de enero y abril del 2013. La determinación de desgaste abrasivo se realizó mediante el método gravimétrico, que consistió en relacionar la pérdida de peso del órgano con la pérdida de masa del mismo. Para esto se elaboró un diseño experimental con tres tratamientos y cuatro réplicas. Los tratamientos estuvieron dirigidos a cuantificar la influencia del tipo de acero y la geometría del órgano de trabajo. El análisis estadístico se realizó mediante el software STATGRAPHICS Centurión XV. Los resultados mostraron que la pérdida de masa en el acero G-60 alcanzó valores promedios de 79,81 y el acero CT-3 de 304,02 g. Por otra parte, los órganos de cincel y rectangulares alcanzaron valores promedios de 180,3 y 304,02 g respectivamente. Se cuantificó que en solo 24 h el volumen de material perdido en los órganos tipo cincel promedió 17,51 cm³ y en los rectangulares 34,96 cm³. Finalmente se encontró que la pérdida de masa fue dependiente del tipo de geometría y material.

Abrasive wear of working organs of tillage implements is a phenomenon that brings losses of material in a short period, causing the variation of its geometry. Therefore, the present work has as objective to determine the abrasive wear in field conditions of chisel and rectangular organs of tillage implements of ultrasoles. The experimental research was developed in areas of Cultivos Varios Company of Manacas, belonging to Santo Domingo Municipality, Villa Clara Province, between the months of January and April 2013. The determination of abrasive wear was made by the gravimetric method, which consisted in relating the weight loss of the organ with its mass loss. For this, an experimental design with three treatments and four replications was elaborated. Treatments were aimed at quantifying the influence of the type of work organ geometry and steel. Statistical analysis was carried out using STATGRAPHICS Centurión XV software. The results showed that mass loss in G-60 steel reached average values of 79.81 and in CT-3 steel of 304.02 g. On the other hand, the chisel and rectangular organs reached average values of 180.3 and 304.02 g, respectively. It was quantified that in only 24 h the lost material volume in the chisel-type organs averaged 17.51 cm³ and in the rectangular ones, 34.96 cm³. Finally, it was found that the loss of mass was dependent on the type of geometry and material.

Computational Model to Predict Soil Density Using Machine Learning Methods

Los métodos de aprendizaje automatizado han sido usados con éxito en el cálculo de parámetros de diversos problemas de ingeniería, en que las variables involucradas tienen una relación no lineal entre sí y la modelación no permite representar el problema mediante una función matemática de fácil deducción. Para la estimación de las propiedades del suelo se involucran diversas variables, que hacen que su estimación por medio de modelos matemáticos sea un proceso complejo trasladando la solución del problema al campo de la inteligencia artificial. El presente trabajo tiene como objetivo desarrollar un modelo matemático para la estimación de la densidad del suelo a través del sensoramiento continuo utilizando un método de aprendizaje automatizado. La herramienta computacional de aprendizaje automatizado que se utilizó fue WEKA, mediante la cual se aplicaron tres métodos de predicción numérica (redes neuronales artificiales del tipo multicapa, K de los vecinos más cercanos y regresión lineal). La validación del modelo se realizó mediante la validación cruzada y experimental. Los resultados muestran que el mejor método es el K de los vecinos más cercanos con un error medio absoluto de 0,06 y un coeficiente de correlación de 0,89; las variables de mayor peso en la predicción fueron: el contenido de humedad seguido de la velocidad de trabajo, la fuerza, ancho de la herramienta de trabajo y la profundidad.

The machine learning methods have been used successfully in the calculation of parameters of various problems of engineering, in which the complicated variables have a relation nonlinear among themselves and the modelation does not enable representing the intervening problem through a mathematical function of easy deduction. For the estimation of soil properties several variables are analyzed that make their estimation by means of mathematical models is a complex process transferring the problem solution to artificial intelligence field. The present work aims at developing a mathematical model for the estimation of soil density through the on-the-go soil sensing, a method of automatized learning. The computational learning automated tool used was WEKA, by means of which three procedures of automatized learning applied (multilayer perceptron neuronal artificial nets and K-nearest neighbor). The validation of the model came true by means of the crossed and experimental validation. Results evidence that the best method is the K-nearest neighbor with absolute mean error of 0.06 and a correlation coefficient of 0.89; variables of bigger weight in prediction were moisture content followed by work speed, power, width of the working tool and the depth.

Remote Sensing and Geographic Information System in the Decision Making Process for Land Management

El manejo apropiado del recurso tierra constituye un indicador importante en la producción de alimentos y el desarrollo económico de las localidades. El empleo de herramientas como la teledetección y los Sistemas de Información Geográfica (SIG) permiten la obtención y procesamiento de información relacionada con el uso de la tierra, áreas inaccesibles y períodos de tiempos retrospectivos , lo que contribuye al proceso de toma de decisiones para una correcta planificación del recurso. Este estudio tiene como objetivo mostrar la aplicación de estas herramientas en el manejo de tierras, analizado desde su uso, para el municipio Jimaguayu durante el período 1977-2012. La teledetección permitió obtener la distribución espacial del uso de la tierra para el año 1986. El SIG se empleó en el análisis de la dinámica espacio-temporal. Los resultados muestran que los cambios de uso de la tierra repercutieron, en muchos casos, de forma negativa en el desarrollo agropecuario local, con tendencia al decrecimiento en las áreas ocupadas por pastos naturales y un incremento en las tierras desoladas. Esto originó problemas dentro del sector agropecuario como: el desaprovechamiento del recurso tierra, el sobrepastoreo de las áreas, la compactación de los suelos, etc. Este resultado fue utilizado en el análisis del Modelo de Ordenamiento Ambiental local.

Proper management of the land resource is an important indicator of food production and the localities economic development. The use of tools such as remote sensing and GIS allow collecting and processing information related to land use, inaccessible areas and retrospective time periods, which contribute to the decision making process for proper resource planning. This study aims to show the application of these tools in land management, analyzing since its use, for Jimaguayu Municipality during 1977-2012 period. Remote sensing allowed obtaining the spatial distribution of land use by 1986. The GIS was used in the analysis of spatial-temporal dynamic. The results show that changes in land use had, in many cases, a negative impact on local agricultural development, with decrease tendency in the natural pastures areas and an increase of the uncultivated area. This caused problems in agricultural sector such as loss of land resources, overgrazing of areas, compaction of soils, etc. This result was used in the local Environmental Management Model analysis.

Posharvest Characterization of Castilla Blackberry (Rubus glaucus) Treated with 1-Methylcyclopropene

Se determinó el efecto del tratamiento con 1-MCP sobre los principales parámetros postharvest de la mora de castilla (Rubus glaucus) durante el almacenamiento refrigerado. Los frutos fueron tratados con una dosis de 3 µL/L de 1-MCP durante seis horas a temperatura ambiente, y almacenados a dos temperaturas diferentes (1ºC y 12ºC) durante nueve días dejando controles sin tratamiento. Las moras tratadas con 1-MCP presentaron menores pérdidas de peso, color, firmeza, y un menor grado de contaminación, generando un índice de madurez más bajo en comparación al control. La baja temperatura potenció efecto del inhibidor en los frutos, observándose un mayor retraso en la senescencia a 1ºC. De acuerdo a los resultados obtenidos pudo observarse que el tratamiento con 1-MCP combinado con las bajas temperaturas retarda el deterioro de la mora de castilla. Se recomienda realizar ensayos a otras temperaturas y tiempos de almacenamiento y aplicar 1-MCP inmediatamente después de la cosecha.

The effect of 1-MCP treatment on the main post-harvest parameters of Castilla blackberry (Rubus glaucus) during refrigerated storage was determined. The fruits were treated with a dose of 3 μL / L of 1-MCP for six hours at room temperature, and stored at two different temperatures (1 ° C and 12 ° C) for nine days leaving controls untreated. Blackberries treated with 1-MCP showed lower weight losses, color, firmness, and a lower degree of contamination, generating a lower maturity rate compared to control. Low temperature potentiated the effect of the inhibitor on the fruits, observing a greater delay in senescence at 1oC. According to the results obtained, it was observed that the treatment with 1-MCP combined with the low temperatures delays the deterioration of the Castilla blackberry fruit. It is recommended to perform tests at other temperatures and storage times and apply 1-MCP, immediately after harvest.

Determination of Thermic Parameters of a Heat Exchanger of Concentric Tubes with Organic-Steam Fluids

El presente trabajo se realizó para la línea de molida de la Fábrica de Conservas de Frutas y Vegetales en el municipio de Yara de la provincia de Granma. Dicha fábrica pertenece a la Unidad Empresarial de Base Granma. El mismo tuvo como objetivo determinar los parámetros térmicos de un Intercambiado de Calor (IC) de tubos concéntricos que permita garantizar el calentamiento y esterilización del fluido orgánico para la posterior separación semilla-corteza de algunos vegetales. Para ello se propuso una metodología de cálculo basada en los fundamentos básicos de la Termodinámica Técnica y la Transferencia de Calor para el posterior ensamblaje y montaje del IC en el lugar de trabajo. Dentro de los principales resultados obtenidos se destacan una eficiencia de 61% del equipo. Otros de los resultados son la determinación del área de transferencia de calor con 6,697 m². Esto se debe a las pérdidas por radiación y convección que son inevitables en estos tipos de equipos pertenecientes a la industria alimenticia por no poderse aislar térmicamente para garantizar la inocuidad de los alimentos. Por otro lado, las temperaturas de salida del fluido orgánico son mantenidas según las normativas entre 85 ºC y 115 ºC.

The present research was carried out for the grinding line at the Tinned Food and Vegetables Factory in Yara Municipality, Granma, which belongs to the Basic Business Unit from this province. The objective was aimed at determining the thermic parameters of a Heat Exchanger (HE) of concentric tubes which permits to guarantee heating and sterilization of organic fluid for the seed- skin separation of some vegetables. In this direction, it was proposed a methodology of calculation based on the foundations of Technical Thermodynamics and Heat Transference for the subsequent assembling and mounting of HE at workplace. Among the most relevant outcomes it was obtained a 61% of the machines efficiency. Other results are the determination of the heat transference area with 6,697 m². This constitutes a consequence of losses by radiation and convection, which are unavoidable in these types of machines of food industry since it is not possible to achieve a thermic isolation to guarantee food innocuousness. On the other hand, organic fluids outlet temperatures are maintained according to the normative between 85°C and 115°C.

Mathematical and Experimental Models for the Analysis of Solar Seed Drying

El secado solar de productos agrícolas es un factor decisivo para mejorar la eficiencia en los sectores industrial, residencial y rural. Dada la significativa importancia que este reviste, disimiles investigadores han planteado y desarrollado gran cantidad de modelos teóricos y experimentales. Estos buscan predecir de forma general la cinética de secado del proceso incluyendo la máquina y el producto. En el uso de secadores solares térmicos se han logrado grandes avances en el desarrollo de modelos, sin embargo, la mayoría de estos trabajos se ha centrado en secadores a escalas industriales. Los modelos unificados que permiten predecir los perfiles de temperatura y humedad para diversos tipos de semillas, empleando secadores artesanales a pequeñas escalas se han aplicado menos. Ello está dado fundamentalmente por la amplia diversidad de productos y las grandes diferencias entre los procesos existentes. El propósito de esta revisión es brindar un análisis sobre los fundamentos teóricos relativos a modelos, tanto matemáticos como experimentales, utilizados en la actualidad para simular procesos de secado solar de semillas. Además, se proponen y describen los fundamentos teóricos básicos a desarrollar en un modelo para este proceso.

Solar crops drying as a process has currently become a decisive factor to improve the efficiency in the industrial, residential and farm sectors. Given its considerable importance, different researchers have proposed and developed a great number of theoretical and experimental models to predict the drying kinetics of the process, including the machine and the product. In the use of solar thermic driers, there have been great advances on developing models; however, the major part of these works has concentrated in driers of industrial scale. The unified models that allow predicting temperature profiles and moisture content for many types of crops, using handmade driers to small scales have been less applied. It has been mainly due to the wide diversity of products and the big differences between the existing processes. The purpose of this research is offering a panoramic about the state of the art related to models and present the basic theoretical foundations to develop a model for solar seed drying.

Indicators for the Evaluation of Impact of the Technological Administration in Rice Tillage

El objetivo del presente artículo es definir un sistema de indicadores para la evaluación del impacto de la gestión tecnológica en el cultivo del arroz (Oryza sativa L.) para el Sector Cooperativo y Campesino por medio del criterio de expertos. Se confeccionó el cuestionario a partir de la revisión documental. Se aplicó el método Delphi con dos circulaciones al panel de expertos, después de realizado el proceso de selección y determinación del nivel de competencia de éstos. El procesamiento de los datos consistió en la obtención de las categorías por indicador. Además, se calcularon los estadígrafos Coeficiente de Variación (CV) y el Coeficiente de Concordancia de Kendall (W) con el software SPSS versión 20 sobre Windows. Se empleó el valor p en la validación del criterio de los expertos y se efectuó el análisis cualitativo de las preguntas abiertas del cuestionario. La propuesta final abarcó 30 indicadores en cuatro dimensiones: Tecnológica (9), Económica (6), Social (7) y Ambiental (8). Los resultados mostraron que los indicadores de las Dimensiones Tecnológica y Ambiental son los de mayor influencia y entre ellos; el Momento de cosecha y la Diversidad de variedades según la Política Varietal para el cultivo del arroz.

The aim of this article is to define an indicators system for impact assessment of technological management in rice crop (Oryza sativa L) in Farmer and Cooperative Sector by means of expert judgment. A questionnaire was made from the literature review. The Delphi method was applied with two rounds to the panel of experts, after the selection process and determination of their proficiency levels. Data processing consisted in obtaining the categories per indicator. In addition, the Variation Coefficient (CV) and Kendall Coefficient (W) were calculated with SPSS software version 20 for Windows. The p-value in validating the expert judgment was used and qualitative analysis of the survey open questions was made. The final proposal included 30 indicators in four dimensions: Technological (9), Economic (6), Social (7) and Environmental (8). The results showed that indicators of Technological and Environmental Dimensions are the most influential and among them, the Harvest Time and Varieties Diversity according Varietal Policy for rice crop.