Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias

Energy Costs of Belarus 510 Tractor and JF-50 Forage Chopper

ABSTRACT This investigation is part of the studies carried out by the Faculty of Technical Sciences, the Agricultural Mechanization Center (CEMA) of the Agrarian University of Havana (UNAH) and the Institute of Animal Science (ICA), on the evaluation of agricultural assemblies for the production of animal feed. It was developed with the objective of determining the energy costs of the Russian BELARUS 510 Tractor and of the Brazilian JF-50 forage chopper. It is determined that the total energy costs depend, to a greater extent, on the energy sequestered in fuel (ESc), with a value of 103,73 MJ/h and 53% as the highest value. The energy sequestered in lubricants and filters (ESl) represented the lowest dependency with a value of 5,19 MJh, being 2,65% the lowest value. Total hourly energy costs (EST) amount to 195,48 MJ/h and energy costs total per unit mass processed (ESt) to 365 MJ/t.

RESUMEN Como parte de los estudios realizados por la Facultad de Ciencias Técnicas, el Centro de Mecanización Agropecuaria (CEMA) de la Universidad Agraria de la Habana (UNAH) y el Instituto de Ciencia Animal (ICA), sobre la evaluación de conjuntos agrícolas para la producción de alimento animal, se desarrolló esta investigación cuyo objetivo consiste en determinar los costos energéticos del Tractor BELARUS 510 de origen ruso y la Picadora de Forraje JF-50 de origen brasileño. Se determina que los costos energéticos totales dependen en mayor medida de la energía secuestrada en combustible (ESc) con un valor de 103,73 MJ/h, siendo la de mayor porcentaje con 53% y la energía secuestrada en lubricantes y filtros (ESl) en menor medida con un valor de 5,19 MJ/h, siendo la de menor porcentaje con 2,65%, los costos energéticos horarios totales (EST) ascienden a 195,48 MJ/h y los costos energéticos totales por unidad de masa procesada (ESt) a 365 MJ/t.

Water Quality for Irrigation of San Pablo River, Babahoyo Municipality, Ecuador

ABSTRACT Water suitability for irrigation of San Pablo River, in Los Rios Province was evaluated. For the study, eight points that constitute takings of water for agricultural irrigation were considered. Sampling was made in drought and humid periods. Water quality was defined in function of indicators proposed by FAO and specific indexes for the agricultural irrigation like effective salinity, potential salinity, adjusted sodium adsorption ratio, percent of possible sodium, percent of dissolved sodium and the Index of Langelier. The results indicate that, in the dry season, waters are not suitable for agriculture, however, in this period the hydric necessities of cultivations should be guaranteed with irrigation.

RESUMEN Se evaluó la aptitud de las aguas del río San Pablo, en el cantón Babahoyo, de la provincia Los Ríos, Ecuador con el propósito de emplearlas en el riego de cultivos agrícolas. Para el estudio se tomaron ocho puntos que constituyen tomas de agua para riego agrícola. El muestreo se hizo en los períodos seco y húmedo. La calidad de las aguas se definió en función de indicadores propuestos por FAO e índices específicos para el riego agrícola como son: salinidad efectiva, salinidad potencial, relación de adsorción de sodio ajustada, porcentaje de sodio posible, porcentaje de sodio disuelto y el Índice de Langelier. Los resultados indican que en la época seca las aguas no son aptas para la agricultura, sin embargo, en este período se deben garantizar las necesidades hídricas de los cultivos con el riego.

Effect of Water Stress on Rice Regrowth Crop. Second Part

ABSTRACT The research was conducted at "Los Palacios" Scientific and Technological Base Unit, from 2014 to 2017, on a Gleysol Nodular Ferruginous Petroferric soil, to evaluate the effect of water stress on the yield in the regrowth crop in a variety of short -cycle rice INCA LP-5. The results showed that in the new variant of water managing (water stress with ratoon), the highest agricultural and industrial yields of the grain were obtained. They ranged between 4,0 and 5,8 t.ha-1 and 62,3 and 63 , 9% of whole grains, respectively, for the plant cutting height of 5 cm. The lowest agricultural and industrial yields ranged between 3,0 and 3,4 t.ha-1 and 58,6 and 61 , 1% of whole grains, respectively, for the plant cutting height of 20 cm (control), during the four years that the research was carried out. Similar behavior presented the number of panicles per square meter; while the water consumption and the industrial quality of the grain was lower in the variant with water stress, which represents a saving for the concept of irrigation water economy, and a fundamental parameter that decides whether a rice variety is commercially accepted.

RESUMEN La investigación se condujo en la Unidad Científico Tecnológica de Base "Los Palacios", desde el año 2014 hasta el 2017, sobre un suelo Gleysol Nodular Ferruginoso Petroférrico, para evaluar el efecto del estrés hídrico sobre el rendimiento en el cultivo de rebrote en la variedad de ciclo corto INCA LP-5. Los resultados arrojaron que en la nueva variante de manejar el agua (estrés hídrico con rebrote) se obtuvo el mayor rendimiento agrícola e industrial del grano, que oscilaron entre 4,0 y 5,8 t.ha-1 y 62,3 y 63,9 % de granos enteros respectivamente, para la altura de corte de la planta de 5 cm, mientras que, los rendimientos agrícolas e industrial más bajos oscilaron entre 3,0 y 3,4 t.ha-1 y 58,6 y 61,1 % de granos enteros respectivamente, para la altura de corte de la planta de 20 cm (testigo), durante los cuatro años que se desarrolló la investigación. Similar comportamiento presentó el número de panículas por metro cuadrado; mientras que el consumo de agua y la calidad industrial del grano fue menor en la variante con estrés hídrico, lo que representa un ahorro por concepto de economía del agua de riego, y un parámetro fundamental que decide si una variedad de arroz sea aceptada comercialmente.

Methodology for Estimating Furrow Inflow Rate by Means of Chezy and Bazin’s Equations

ABSTRACT The investigation was developed in the Basic Unit of Cooperative Production Albio Hernández of the Sugar Company Primero de Enero of the Ciego de Avila Province. The results demonstrated that the geometric parameters of the furrow in the sugar cane cultivation reached average values of 0.159 m; 0.590 m; 0.032 m and 1.756 m for the maximum height, the top width, the bottom width and the side slope coeficient, respectively. The simple potential model type y=eT f allows estimating in reliable way the water depth of circulation in the furrow starting from the direct mediation of the top width in the furrow. The values of the µ and ξ coefficients oscillate from 4.08 to 5.45 and 0.51 to 0.62, respectively and they are of great utility for the calculation of the cross sectional area and the hydraulic area of the furrow. The proposed methodology demonstrated, through the Average Percentage Error, its high accuracy to estimate the flow applied in the opening of the furrow.

RESUMEN La investigación se desarrolló en la Unidad Básica de Producción Cooperativa Albio Hernández de la Empresa Azucarera Primero de Enero de la provincia de Ciego de Ávila. Los resultados demostraron que los parámetros geométricos del surco en el cultivo de la caña de azúcar alcanzaron valores promedios de 0,159 m; 0,590 m; 0,032 m y 1,756 para la altura máxima, el ancho superficial máximo, el ancho de la base y el coeficiente de talud respectivamente. El modelo potencial simple del tipo y=eT f permite la estimación de forma confiable del tirante de circulación del agua en el surco a partir de la mediación directa del ancho de la superficie libre del agua en el surco. Los valores de los coeficientes µ y ξ oscilan de 4,08 a 5,45 y de 0,51 a 0,62 respectivamente y resultan de gran utilidad para el cálculo del área de la sección transversal y el área hidráulica del surco. La metodología propuesta demostró a través del Error Porcentual Medio su elevada exactitud para la estimación del caudal aplicado en la entrada del surco.

Efficiency Criteria to Evaluate Sprinkler Irrigation

ABSTRACT In this work, different efficiency criteria were proposed for the evaluation of sprinkler irrigation. The investigation was carried out at six central pivots of the company Cubasoy and La Cuba. The methodology used relates the climatic, hydraulic and energy variables by means of the consumption of the specific energy standardized in the irrigation, in such a way that allows characterizing the systems at project and operation level. It was determined that the specific energy to pump a cubic meter of water ranged between 0.18 kWh·m-3 to 0.32 kWh·m-3 and the specific energy normalized in irrigation between 17.16 to 30.53 kWh·mm-1·ha-1 100-1·m-1 for application efficiencies of 77.30 to 82.80%. Energy efficiency actually used in irrigation reached from 8.92 to 15.80% under specific operating conditions of the system of irrigation.

RESUMEN En este trabajo se plantearon diferentes criterios de eficiencia para la evaluación del riego por aspersión. La investigación se realizó en 6 pivotes centrales de la empresa Cubasoy y La Cuba. La metodología utilizada relaciona las variables climáticas, hidráulicas y energéticas por medio del consumo de la energía específica normalizada en el riego, de forma que permite caracterizar los sistemas a nivel de proyecto y de explotación. Se determinó que la energía específica para bombear un metro cubico de agua osciló entre 0,18 kWh·m-3 a 0,32 kWh·m-3 y la energía específica normalizada en el riego entre 17,16 a 30,53 kWh·mm-1·ha-1100-1·m-1 para unas eficiencias de aplicaciones de 77,30 a 82,80% y una eficiencia de la energía realmente aprovechado en el riego de 8,92 a 15,80% en condiciones específicas de operación del sistema de riego.

Economic Evaluation of the Irrigation System in the Association Avocado-Guava

ABSTRACT The work was carried out in Sandoval 2 Integral Fruit Farm belonging to Ceiba Citrus Enterprise, with the objective of carrying out the economic evaluation of irrigation system in avocado-guava association, avocado, as main crop, and guava as associated crop. The economic determinations were made based on the productive results achieved on the farm for the association under study. Obtaining in the economic analysis of the association a net profit of $ 1176.9 ha-1, because the associated crop does not cover the production and profitability costs of 0.08 ($·$-1). The net benefit / total cost ratio was 0.22 ($·$-1) which is considered low.

RESUMEN El trabajo se realizó en la finca integral de frutales Sandoval 2, perteneciente a la Empresa de Cítricos Ceiba. Los cultivos objeto de estudio fueron el Aguacate, como cultivo principal, y como cultivo asociado la Guayaba. Con el objetivo realizar la evaluación económica del sistema de riego en la asociación Aguacate- Guayaba. Las determinaciones económicas se realizaron a partir de los resultados productivos alcanzados en la finca para la asociación objeto de estudio. Obteniéndose en el análisis económico de la asociación una utilidad neta de 1176,9 $·ha-1, debido a que el cultivo asociado no cubre los costos de producción y rentabilidad de 0.08 ($·$-1), la relación beneficio neto/costo total fue de 0.22 ($·$-1) la cuál es considerada de baja.

Determination of the Thermal Behavior of a Colombian Hanging Greenhouse Applying CFD Simulation

ABSTRACT In Colombia the production of flowers is carried out in different types of greenhouses with a common feature and it is the passive type of climate control. At present, the knowledge on the climatic performance of these structures is scarce. The objective of this work was to evaluate the thermal behavior of a suspension-type chapel greenhouse under diurnal and nocturnal climate conditions under the prevailing meteorological conditions of Bogotá savannah. The evaluation was made by numerical simulations using computational fluid dynamics (CFD) applied to a greenhouse dedicated to the production of rose (Rosa sp.). This methodological approach allowed obtaining the thermal distribution patterns inside the greenhouse. It was found that for the meteorological conditions evaluated, the greenhouse generates inadequate thermal conditions for the crop development during the night period, where the value of the temperature obtained was below the recommended minimum of 15°C. The validation of the CFD model was carried out by comparing the results of the simulations and the temperatures recorded in the real prototype of the greenhouse, obtaining an adequate degree of adjustment between the simulated and measured values and with a similar trend during the daily 24 hours.

RESUMEN En Colombia la producción de flores se lleva a cabo en invernaderos de diferentes tipologías con una característica en común y es el control de clima de tipo pasivo. En la actualidad el conocimiento sobre el desempeño climático de estas estructuras es escaso. El objetivo del trabajo consistió en evaluar el comportamiento térmico de un invernadero capilla tipo colgante en condiciones de clima diurno y nocturno bajo las condiciones meteorológicas predominantes en la sabana de Bogotá. La evaluación se realizó mediante simulaciones numéricas empleando la dinámica de fluidos computacional (CFD) aplicada a un invernadero dedicado a la producción de rosa (Rosa sp.). Este enfoque metodológico permitió obtener los patrones de distribución térmica en el interior del invernadero, encontrando que para las condiciones meteorológicas evaluadas el invernadero genera unas condiciones térmicas inadecuadas para el desarrollo del cultivo durante el periodo nocturno donde el valor de la temperatura obtenido estuvo por debajo del mínimo recomendado de 15°C. La validación del modelo CFD se realizó comparando los resultados de las simulaciones y las temperaturas registradas en el prototipo real del invernadero, obteniendo un grado de ajuste adecuado entre los valores simulados y medidos y con una tendencia similar durante las 24 horas del día.

Embedded Systems: An Alternative for Cuban Agroindustry Automation

ABSTRACT Industrial automation is considered an essential part in the industrial development of a nation. In Cuba, specifically in the agricultural industry, the automation technology is obsolete and even in some cases it does not exist. This is mostly due to the difficult access to the technology and its high cost. In the present work, the development of own automation technology it is presented. It is based on embedded systems as an economically and adequate alternative for its use on the automation of the agricultural industry in Cuba. To achieve this, a search and comparison of the available automation technologies were realized. It took into account, the worldwide industrial technology traditionally used, which is based on Programmable Logic Controller (PLC) and the Supervisory Control and Data Acquisition, and the own technology based on embedded systems, developed for example, with a microcontroller. From the search and comparison, it was determined that the development of own technology based on embedded systems is more economical and is considered more adequate for the Cuban agricultural industry conditions.

RESUMEN La automatización industrial se considera una etapa esencial en el desarrollo industrial de una nación. En Cuba, específicamente en el sector de la industria agropecuaria, la tecnología de automatización es obsoleta e incluso, en algunos casos, inexistente. Esto se debe fundamentalmente al difícil acceso a la tecnología y a su alto costo. En el presente trabajo se presenta el desarrollo de tecnología de automatización propia basada en sistemas embebidos, como una alternativa económicamente viable y adecuada para su uso en la automatización de la agroindustria en Cuba. Con este fin se realizó una búsqueda y comparación de las tecnologías de automatización disponibles, en la que se tuvo en cuenta la tecnología basada en Controladores Lógicos Programables (PLC) y Sistemas de Supervisión, Control y Adquisición de Datos (SCADA) que tradicionalmente se emplea en la industria a nivel mundial, y la tecnología propia basada en sistemas embebidos, desarrollada por ejemplo a partir de microcontroladores. De esta búsqueda y comparación se determinó que el desarrollo de tecnología propia a partir de sistemas embebidos resulta más económico y se considera más adecuado para las condiciones de la agroindustria cubana.

Mechanized Harvest of Rice: Experiences and Challenges

ABSTRACT In Cuba, the rice harvest is an operation that is carried out with the help of agricultural machinery, which represents strong investments. For this reason, the dynamics of the production process requires that the harvesting machines be in perfect technical condition during this period, because of that it is necessary to properly organize and plan the maintenance and repair system to ensure the increase of productivity efficiently. In the present work, the main results and experiences obtained in the research carried out during the mechanized harvesting of rice in Los Palacios Agribusiness Company of Grains in Pinar del Río Province, are stated. That was made to serve as a basis for decision making during the harvest of this precious grain; if one takes into consideration the large number of harvesters of different models that have been introduced in the country in recent years.

RESUMEN En Cuba la cosecha del arroz es una operación que se realiza con ayuda de la maquinaria agrícola lo que representa fuerte inversiones; por tal razón la dinámica del proceso productivo exige que las máquinas cosechadoras se hallen en perfecto estado técnico durante este período, motivo por el cual se hace necesario organizar y planificar debidamente el sistema de mantenimiento y reparaciones para asegurar el aumento de la productividad de forma eficiente. En el presente trabajo se enuncian los principales resultados y experiencias obtenidas en las investigaciones realizadas durante la cosecha mecanizada del arroz en la Empresa Agroindustrial de Granos Los Palacios en la provincia de Pinar del Río con el objetivo de servir de base para la toma de decisiones a la hora enfrentar la cosecha de este preciado grano; si se toma en consideración el gran número de cosechadoras de diferentes modelos que se han introducido en el país en los últimos años.

Constitutive Models Used in Modeling Mechanical Response of Agricultural Soils

ABSTRACT Given the importance of knowing the mechanical response of the soil as one of the variables to be taken into account in the design of implements and machines capable of preserving the physical qualities of the soil, several constitutive models have been developed that represent the soil as a non-linear material elastic or elastoplastic. The objective of this paper was to analyze the current state of the constitutive models used in the modeling of agricultural soils in order to define which of them is the most adequate to simulate the mechanical response of agricultural soils with clay texture (Oxisol, Inceptisol and Vertisol). Constitutive models that are used in the simulation of the mechanical response of agricultural soils by means of the finite element method are analyzed critically, taking into account the properties and parameters of input, determination of these and their implementation in the softwares for simulation using the finite element method. Finally, it is concluded that the Drucker Prager Extended model as the most adequate to simulate the mechanical response of an Oxisol, prioritizing in this decision its simplicity, convenience when determining its parameters, accuracy in estimating the stress-strain relationship of the soil , and inclusion in most commercial software.

RESUMEN Dada la importancia que tiene conocer la respuesta mecánica del suelo como una de las variables a tener en cuenta en el diseño de los aperos y maquinas capaces de conservar las cualidades físicas del suelo se han desarrollado varios modelos constitutivos que representan al suelo un material no lineal elástico o elastoplástico. El presente trabajo tuvo como objetivo analizar el estado actual de los modelos constitutivos empleados en la modelación de suelos agrícolas. Permitiendo definir cuál de ellos es el más adecuado para simular la respuesta mecánica de suelos agrícolas con textura arcillosa (Oxisol, Inceptisol y Vertisol). En el mismo se analizan críticamente los modelos constitutivos que se emplean en la simulación de la respuesta mecánica de los suelos agrícolas mediante el método de elementos finitos, teniendo en cuenta las propiedades y parámetros de entrada, determinación de estos y su implementación en los softwares para la simulación mediante el método de elementos finitos. Finalmente, se concluye que el modelo Drucker Prager Extendido como el más adecuado para simular la repuesta mecánica de un Oxisol, primando en esta decisión su sencillez, conveniencia a la hora de determinar sus parámetros, exactitud en la estimación de la relación esfuerzo-deformación del suelo, y la inclusión en la mayoría de los software comerciales.