Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias

Desarrollo de un Sistema de Aeronave Pilotada a Distancia (RPAS), para uso agrícola (Parte I)

ABSTRACT In precision agriculture, the use of Remotely Piloted Aircraft Systems (RPAS) has increased significantly, due to the advantage of obtaining crop information from different sensors. This has generated the need for aircraft capable of performing autonomous and georeferenced flights to obtain the desired information with precision. With this purpose, a quadcopter type RPAS was designed and built with a system that allows autonomous and stable flights to obtain georeferenced images, through the instrumentation of a RGB sensor (Sony IMX117) and a GPS. For the design of the RPAS, weight, flight time, flight height, payload and control system were considered as requirements. With the design parameters, a RPAS was built, equipped with a Pixhawk controller with GPS, 1400kv race star engines, eight-inch propellers (8045) and 30A ESC. A RPAS was designed and built, weighing less than 2 kg and the RPAS was drawn in 3D, using a "CAD" system, which allowed the center of mass and stresses caused by the weight of the vehicle to be modeled, obtaining a safety factor of 7.95 with the Von Mises Stress.

RESUMEN En la agricultura de precisión, el uso de Sistemas de Aeronave Pilotadas a Distancia (RPAS) ha aumentado significativamente, debido a la ventaja de obtener información de los cultivos mediante distintos sensores. Esto ha generado la necesidad contar con aeronaves capaces de realizar vuelos autónomos y georreferenciados para obtener la información deseada con precisión. Con este fin se realizó el diseño, construcción de un RPAS, tipo cuadricóptero con un sistema, que permita la realización de vuelos autónomos y estables para la obtención de imágenes georreferenciadas, mediante la instrumentación de un sensor RGB (Sony IMX117) y un GPS. Para el diseño del RPAS se consideraron como requisitos el peso, el tiempo de vuelo, la altura de vuelo, la carga útil y el sistema de control. Con los parámetros de diseño, se construyó un RPAS, equipado con una controladora Pixhawk con GPS, motores race star de 1400 kv, hélices de ocho pulgadas (8045) y ESC de 30 A. Se diseñó y construyó un RPAS, con un peso menor a los 2 kg y se dibujó el RPAS en 3D, utilizando un sistema “CAD”, lo que permitió modelar el centro de masa y esfuerzos ocasionados por el peso del vehículo, obteniendo un factor de seguridad de 7.95 con la tensión de Von Mises.

Aplicación de la teledetección espacial al manejo de los recursos hídricos

ABSTRACT Irrigated agriculture is limited to provide intensive monitoring of water balance in large areas and it allows planning and forecasting the timing of irrigation application at the local level. This process requires having financial, material and human resources not always available. In this environment, evapotranspiration is the fundamental variable in determining water demand and constitutes the critical component of the water and energy balance in climate-soil-vegetation interactions. With the launch of the satellite sensors of the Sentinels Mission as part of the Copernicus Project of the European Space Agency, a new possibility of estimating crop evapotranspiration by combining multispectral images, meteorological information and online databases (Prediction of Worldwide Energy Resource, POWER) in the FAO Penman-Monteith model. The paper presents the first operational results applied to agricultural technologies at local level of evapotranspiration estimation of crops and the water balance for a temporary resolution of one day and a spatial resolution of 10 m. The methodology developed offers promising results by finding consistent and significant relationships in the validation of this with standard procedures.

RESUMEN La agricultura de regadíos está limitada para dar un seguimiento intensivo del balance hídrico en extensas áreas y la posibilidad de planificar y pronosticar el momento de la aplicación riego a nivel local. Este proceso requiere contar con recursos financieros, materiales y humanos no siempre disponibles. Con el lanzamiento de los sensores satelitales de la Misión Sentinels como parte del Proyecto Copérnico de la Agencia Espacial Europea se presenta una nueva posibilidad de la estimación la evapotranspiración de los cultivos combinando imágenes multiespectrales, informaciones meteorológicas y bases de datos en línea (Prediction of Worldwide Energy Resource. POWER) en el modelo FAO Penman-Monteith. En el trabajo se presentan los primeros resultados operacionales aplicados a tecnologías agrarias a nivel local de la estimación de la evapotranspiración de los cultivos y el balance hídrico para una resolución temporal de un día y una resolución espacial de 10 m. La metodología desarrollada ofrece resultados prometedores, al encontrar relaciones consistentes y significativas, en la validación de esta con los procedimientos estándar.

Sensoramiento remoto de la salinidad en el agroecosistema Mayarí de la provincia Holguín, Cuba

ABSTRACT The research presented was aimed at determining spectral indices related to soil salinity by remote sensing in two seasons of the year contrasting by their rainfall regimes, in Mayarí Agroecosystem, at Holguin Province, Cuba. The images used were of May 2016 and December 2018, obtained from the USGS by the Landsat 8 OLI / TIRS satellite in the 011/046 grid. The QGis 3.10 software was used to determine the spectral indices, as well as the radiometric correction, statistical report of the digital values of the images and the preparation of thematic maps. The results obtained show the variation of digital values of the spectral indices in both seasons of the year studied, where the IS presented higher content of salts and less areas with vegetation in May 2016, which could be given by the end of the drought season and the beginning of the rainy season. The same behavior was illustrated by the ENDWI, NDDI and VSSI indices, which influenced the behavior of the IS and NDVI.

RESUMEN Se determinaron los índices espectrales relacionados con la salinidad del suelo mediante sensor remoto en dos épocas del año contrastantes por el régimen de precipitaciones, en el agroecosistema de Mayarí de la provincia Holguín, Cuba. Las imágenes utilizadas fueron del mes de mayo de 2016 y diciembre de 2018, obtenidas del Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) por el satélite Landsat 8 OLI/TIRS en la cuadrícula 011/046. Se utilizó el software QGis 3.10 para la determinación de los índices espectrales; así como la corrección radiométrica, informe estadístico de los valores digitales de las imágenes y la confección de los mapas temáticos. Los resultados obtenidos muestran la variación de los valores digitales de los índices espectrales en ambas épocas del año estudiada, donde el índice salino (IS) presentó mayor contenido de sales y menor zonas con vegetación en mayo de 2016 lo que pudo estar dado por la finalización de la época de sequía y comienzo de la temporada de lluvia. Igual comportamiento fue ilustrado por los índices ENDWI, NDDI y VSSI los cuales influyeron en el comportamiento del IS y el NDVI.

Evaluación tecnológica y de explotación de conjuntos agrícolas en labores mecanizadas en cultivo de tabaco

ABSTRACT In this investigation, the technological and exploitation indexes of the Deutz Fahr Agrofarm 420-T Ecoline agricultural tractor sets and the implements (The Checchi Magli Unitrium transplanter, a three-body cultivator subsoiler and the Jacto Coral B12 sprinkler) were determined in Tabaganesha 2 tobacco farm, Los Rios Province, Valencia City, Ecuador. The methodology was based on the chronometric observation of the times in the work of transplantation, subsoiling and fumigation of tobacco. The following technological and exploitation indices were determined: times of clean work, of assistant work and of turning work, exploitation coefficients, technical security, use of productive time and others. For the development of the methodology the NC 34-37: 2003 standards were used; also tractor and implement testing and evaluation reports as well as technical documents and scientific articles. The results of the tractor indexes with the three evaluated implements showed the following values reached in the coefficients of use of productive time (K04): The tractor-transplanter set obtained 0.77, the tractor-subsoiler set reached 0, 84 and the tractor-sprinkler set reached 0.47. The maximum value of 1.00 was obtained in the technological safety coefficients (K41) and technical safety coefficients (K42) for all the evaluated sets, because none of the sets suffered any damage during the evaluation period.

RESUMEN En esta investigación se determinó los índices tecnológicos y de explotación, de los conjuntos agrícolas tractor Deutz Fahr Agrofarm 420-T Ecoline, y los aperos: trasplantadora Checchi Magli Unitrium, subsolador cultivador de fabricación nacional de tres cuerpos y la asperjadora Jacto Coral B12 en la tabacalera Tabaganesha 2, Provincia de Los Ríos, cantón Valencia, Ecuador. La metodología se basó en la observación cronométrica de los tiempos en las labores de trasplante, subsolado y fumigación de tabaco; Se determinaron los siguientes índices tecnológicos y de explotación: tiempo de trabajo limpio; auxiliar; de viraje; coeficientes de explotación; de seguridad técnica, de utilización del tiempo productivo y otros. Para la elaboración de la metodología se utilizaron la norma cubana; Informes de pruebas y evaluación de tractores e implementos; documentos técnicos y artículos científicos. Los resultados de los índices del tractor con los tres aperos evaluados, mostraron los siguientes valores alcanzados en los coeficientes de utilización del tiempo productivo (K04): El conjunto tractor-trasplantadora obtuvo el 0,77, el conjunto tractor-subsolador alcanzó el 0,84 y el conjunto tractor-asperjadora llegó a 0,47; en los coeficientes de seguridad tecnológica (K41) y coeficientes de seguridad técnica (K42) para todos los conjuntos evaluados se obtuvieron el valor máximo de 1,00 debido a que ninguno de los conjuntos sufrió desperfectos durante el periodo de evaluación.

Propiedades físico mecánicas y químicas de Allium sativum L. cultivado con diferentes concentraciones de QuitoMax®

ABSTRACT Biostimulants are used in order to increase the growth, development, yields and quality of crops. The beneficial effect of QuitoMax®, a biostimulant of national production on productive indicators in different crops has been verified, although research on the quality of the agricultural product obtained is limited. In this way, the goal of this work was to evaluate quality parameters of garlic (Allium sativum L.) obtained from two varieties of the Criollo clone: 'Criollo-9'and 'Criollo-Víctor' treated with concentrations of QuitoMax®. Bulbs of both varieties used were obtained from cloves embedded in QuitoMax® concentrations of 1, 5 and 10 mg L-1 before manual planting in flower beds. Fifty days after planting (dap) a foliar application was made with these same doses, maintaining a group of control plants for a total of four treatments per clone. Indicators of external and internal quality were determined, as well as physicochemical properties, protein and carbohydrate content in the garlic extract. The use of QuitoMax® did not significantly change most of the indicators evaluated. The changes found in a few indicators were in the sense of increasing quality and dependent on the variety and concentration of the biostimulant. The use of QuitoMax® in the garlic production system is promising for the benefit of the quality of the agricultural products.

RESUMEN Los bioestimulantes se utilizan con la finalidad de incrementar el crecimiento, desarrollo, rendimientos y calidad de los cultivos. El efecto benéfico del QuitoMax®, bioestimulante de producción nacional, sobre indicadores productivos en diferentes cultivos se ha verificado, aunque las investigaciones sobre la calidad del producto agrícola obtenido son escasas. De esta forma el objetivo de este trabajo fue evaluar parámetros de calidad del ajo (Allium sativum L.) obtenido de dos variedades del clon Criollo: ‘Criollo-9’ y ‘Criollo-Víctor’ tratados con concentraciones de QuitoMax®. Se trabajó con bulbos de ambas variedades que se obtuvieron de bulbillos embebidos en concentraciones de QuitoMax® de 1, 5 y 10 mg L-1 previo a la plantación manual en canteros y a los 50 días después de plantado (ddp) se realizó una aplicación foliar con estas mismas dosis manteniéndose un grupo de plantas control para un total de cuatro tratamientos por clon. Se determinaron indicadores de calidad externa e interna, así como propiedades físico-químicas y contenido de proteínas y carbohidratos en el extracto de ajo. El uso del QuitoMax® no modificó significativamente la mayoría de los indicadores evaluados. Las alteraciones encontradas en unos pocos indicadores fueron en el sentido de incrementar la calidad y dependientes de la variedad y la concentración del bioestimulante. El uso del QuitoMax® en el sistema de producción del ajo es promisorio para el beneficio de la calidad del producto agrícola.

Uso de efluentes de lagunas de oxidación del complejo “Carlos Baliño” como fertilizantes orgánicos

ABSTRACT The work was carried out with the objective of determining the properties of the effluents of the oxidation lagoon of "Carlos Baliño" and "Melanio Hernández" sugar mills as organic fertilizer; as well as the possibility of their decontamination. The effluents were taken at the central region of Cuba (Santo Domingo, Villa Clara and Tuinicú, Sancti Spíritus). The decontamination effect of a slow filter of sand was proven in cascades before different dilutions in distilled water of the samples of the valued treatment T1 (10%), T2 (25%), T3 (50%), T4 (75%), T5 and T6 (not diluted). Physical-chemical and microbiologic characteristics of effluents were determined, before and after their passing through slow filters of sand; later on, their effect like organic bio fertilizer was valued. Corn (Zea mays) was taken as indicator cultivation whose morphological and physiological parameters were valued. Physical-chemical properties of the soil samples were also valued. The analysis of the effluents like bio-fertilizers showed that none of the valued treatments exceeded the control TO (93,33%) in the germination percent variable (mean value). Treatment T2 (86,66%) presented the best behavior compared to the control TO, while in treatments T3 (60%) and T6 (40%), a fall of this variable was presented. In the case of treatment T6, the abrupt fall of this variable, could be related to the aggressiveness of the non-dilute effluents of the sugar mill "Melanio Hernández" oxidation lagoon.

RESUMEN El trabajo se realizó con el objetivo de determinar las propiedades de los efluentes de la laguna de oxidación de los CAI “Carlos Baliño” y “Melanio Hernández” como fertilizante orgánico; así como la posibilidad de su descontaminación. Los efluentes fueron tomados, en la región central del país (Santo Domingo, Villa Clara y Tuinicú, Sancti Spíritus). Se probó el efecto descontaminante de un filtro lento de arena en cascadas ante diferentes diluciones en agua destilada de las muestras de los efluentes evaluados T1(10%), T2(25%), T3 (50%), T4 (75%), T5 y T6 (no diluidos). En los efluentes, se determinaron: características físico-químicas y microbiológicas, anterior y posterior a su paso por biofiltros; se valoró su efecto como bioabono orgánico. Se tomó como cultivo indicador el maíz (Zea mays), evaluándose sus parámetros morfo fisiológicos; en las muestras de suelo, se valoraron sus propiedades físico-químicas. El análisis de los efluentes como bioabonos mostró que ninguno de los tratamientos evaluados, superan al control TO (93,33%) en la variable porcentaje de germinación (valor medio), el tratamiento T2, (86,66%) presentó el mejor comportamiento con respecto al control TO, mientras que en los tratamientos T3 (60%) y T6 (40%), se presentó una caída de esta variable, en el caso del tratamiento T6, la caída brusca de esta variable, pudiera estar relacionado con la agresividad del efluente no diluido del CAI “Melanio Hernández”.

Uso del biodiesel en motores de combustión interna destinados a actividades ganaderas

ABSTRACT The basis of industrialization was and still is today, the massive use of fossil fuels. Relatively abundant studies in the scientific literature show that the reserves of these resources are limited and that their depletion is almost imminent. For this reason, the production of biofuels is one of the solutions to this problem, since it is a potential source of renewable energy. One of its advantages is being friendly to the environment due to the reduction of polluting gases. Biodiesel is considered to be a favorable alternative for reducing fossil fuel imports and especially second-generation fuel because it is the most appropriate option, among other reasons, due to non-competitiveness with food. Due to the importance of the subject, it is necessary to know the origin of biofuels and their evolution, highlighting their classification and specifically researching into biodiesel. It is also intended to carry out a review about the use of biodiesel in compression engines for livestock activities, reflecting the characteristics and influence when using it in internal combustion engines (ICM). An analysis of research in Cuba is carried out and the interest of the country in the development of renewable energies and the care of the environment is ratified. It is therefore necessary, from a scientific perspective, to examine the potentialities of the Institute of Animal Science (ICA) that contribute to national energy savings.

RESUMEN La base de la industrialización fue y sigue siendo en la actualidad, el uso masivo de combustibles fósiles. Estudios relativamente abundantes en la literatura científica, muestran que las reservas de estos recursos son limitadas y que su agotamiento es casi inminente. Por este motivo, la producción de biocombustibles es una de las soluciones a esta problemática, debido a que es fuente potencial de energía renovable. Una de sus ventajas es ser amigable con el medio ambiente debido a la reducción de gases contaminantes. Se considera que el biodiesel es una alternativa favorable para la disminución de las importaciones de combustible fósiles y en especial, al de segunda generación por ser la opción más acertada, entre otros motivos, por la no competitividad con la alimentación. Por la importancia que reviste el tema, es preciso dar a conocer el origen de los biocombustibles y su evolución, destacándose su clasificación y profundizando específicamente en el biodiesel. Se pretende, además, realizar una revisión acerca de la utilización del biodiesel en motores de compresión destinados a las actividades ganaderas, reflejándose las características e influencia al utilizarlo en motores de combustión interna (MCI). Se realiza un análisis sobre investigaciones en Cuba y se ratifica el interés de nuestro país por el desarrollo de las energías renovables y el cuidado del medio ambiente. Es preciso entonces, desde una perspectiva científica, examinar las potencialidades del Instituto de Ciencia Animal (ICA) que contribuyan al ahorro energético nacional.

Modelo y software para el cálculo de parámetros en discos centrífugos esparcidores de fertilizante

ABSTRACT On an international scale, the broadcast distribution of mineral fertilizers is carried out fundamentally with the use of centrifugal disk spreaders with blades, due to their high distribution capacity and their constructional and operational simplicity. In spite of these advantages, a high demand in the correct selection of the parameters of the working process of these organs is required, to guarantee a high uniformity of fertilizer distribution in the field and consequently, the corresponding productive requisites. A model to determine the characteristics of the movement of the fertilizer particles on the spreading disk with inclined blades in relation to the radial direction is presented in this work. The analysis was carried out by obtaining the differential equation of the dynamics of a particle’s motion by applying the laws of classical Newtonian mechanics. The equations obtained from the solution of the differential equation of motion were programmed using the Mathcad software, version 2000 Professional. It allowed evaluating the model with specific data and obtaining the output speed and angle of the fertilizer based on parameters of input such as: inclination angle of blades, coefficient of friction between the fertilizer and the disk and blades material, dimensions and rotation speed of the disk and coordinates of the zone of the fertilizer fall from the mouth of the hopper.

RESUMEN A escala internacional, la distribución a voleo de fertilizantes minerales se efectúa fundamentalmente con el empleo de esparcidores centrífugos de disco con paletas, debido a su alta capacidad de distribución, acompañado de simplicidad constructiva y de operación. No obstante, estas ventajas, se requiere una alta exigencia en la correcta selección de los parámetros que intervienen en el proceso de trabajo de estos órganos, como requisito fundamental para garantizar una alta uniformidad de distribución del fertilizante en el campo, que garantice los requerimientos productivos correspondientes. En el presente trabajo se presenta un modelo que ha sido elaborado con vistas a determinar la característica del movimiento de las partículas de fertilizante sobre el disco esparcidor dotado de paletas inclinadas con relación a la dirección radial. El análisis se realiza obteniendo la ecuación diferencial de la dinámica del movimiento de una partícula mediante la aplicación de las leyes de la mecánica clásica newtoniana. Las ecuaciones obtenidas de la solución de la ecuación diferencial del movimiento son programadas empleando el software Mathcad, versión 2000 Professional, lo cual posibilita evaluar el modelo con datos concretos y obtener como salida, la velocidad y ángulo de salida del fertilizante en función de parámetros de entrada tales como: el ángulo de inclinación de las paletas, el coeficiente de fricción entre el fertilizante y el material del disco y las paletas, las dimensiones y velocidad de rotación del disco y las coordenadas de la zona de caída del fertilizante desde la boca de la tolva.

Modelo y software para la regulación de una clasificadora de banda inclinada para productos agrícolas

ABSTRACT As a result of the development of a sorting table for agricultural products for the selection of tomatoes, potatoes or other products with approximately spherical shape, a mechanical-mathematical model and software were developed that make it possible to determine and adjust the design parameters of that sorting table. The model interrelates a set of parameters such as the coordinates of the drop point of the fruits or tubers on the conveyor belt and the angle of transverse inclination of the conveyor belt. In addition, it interrelates the rolling friction angle of the product with respect to the conveyor surface, the components of the falling speed and the linear speed of the conveyor belt, among others. The modeling was carried out applying the laws of Newtonian mechanics. The development of the software was carried out on the basis of the Mathcad 2000 Professional software.

RESUMEN Como resultado del desarrollo de una mesa clasificadora de productos agrícolas para la selección de tomates, papas u otros productos con forma aproximadamente esférica, se elaboró un modelo mecánico-matemático y un software que posibilitan determinar y ajustar los parámetros de diseño de dicha mesa clasificadora. El modelo interrelaciona un conjunto de parámetros tales como: las coordenadas del punto de caída de los frutos o tubérculos en la banda transportadora; el ángulo de inclinación transversal de la banda transportadora; el ángulo de fricción por rodadura del producto con respecto a la superficie del transportador; los componentes de la velocidad de caída; la velocidad lineal de la banda transportadora, entre otros. La modelación se efectuó aplicando las leyes de la mecánica Newtoniana. La elaboración del software se efectuó sobre la base del software Mathcad 2000 Professional.