Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias

Simulación de la descompactación de un suelo arcilloso empleando el método de elementos discretos

ABSTRACT Draft force prediction and soil mechanical behavior during soil de-compaction was implemented by using the Discrete Element Method. The model parameters were defined as a function of the mechanical properties a clay soil, previously obtained by laboratory tests. The properties used by the model are cohesion, adhesion, internal friction, external friction, Young’s modulus and Poisson’s coefficient. The effect of the subsoiler shape variation was simulated under dry-compacted soil conditions, showing clear variations in forces related with the tool geometry. Increasing in complexity of the tool geometry the simulation, the model showed advantages in terms of demanded pressure and volume of soil disrupted. The soil de-compaction with hardpan formation was also simulated by introducing two different compacted soil sections in the virtual block. The compaction level was defined by two set of micro-particles with different density resulting from modifying the soil dry bulk density at the model macro-parameter. The simulation shows the feasibility of modelling separately the forces demanded for the different part of the tillage tool and the soil particle pattern of movement during the operation.

RESUMEN La predicción de la fuerza de tiro y la dinámica de operaciones de descompactación de suelo fue realizada empleando el Método de los Elementos Discretos. Los parámetros del modelo fueron definidos en función de las propiedades mecánicas de un suelo arcilloso, previamente obtenidos mediante ensayos de laboratorio. Las propiedades empleadas en el modelo fueron: cohesión, adhesión, fricción interna, fricción externa, el módulo de Young y el coeficiente de Poisson. El efecto de la variación de la forma del subsolador fue simulado en condiciones de suelo compacto y seco, mostrando claras variaciones en la demanda de fuerza respecto a la geometría de la herramienta. Con el aumento en la complejidad geométrica de la herramienta, el modelo mostró ventajas en términos de demandada de fuerza y volumen de suelo removido. La descompactación de un suelo con formaciones de hardpan se simuló con el empleo de dos secciones con diferente compactación en un mismo bloque virtual. El nivel de compactación fue obtenido mediante el empleo de arreglos de partículas con diferente densidad. La simulación muestra la viabilidad del modelo para determinar por separado las demandas de fuerza en las diferentes partes del subsolador. Posibilita además establecer el patrón de tensiones en dirección vertical sobre las partículas en el piso de labranza.

Estudio comparativo de las cintas de riego Aqua Traxx modelos autocompensantes y no compensantes

ABSTRACT The present work was developed in areas of the Agroindustrial Company of Ceballos, Ciego de Avila, with the objective of carrying out a comparative study of two irrigation tape models, the self-compensating Aqua Traxx and the non-compensating one. The tapes used were the existing models in the company, which were acquired from foreign firms that commercialize components of irrigation systems in Cuba. The samples of the irrigation tapes used were obtained from a universe of 500 emitters for each model, choosing 20 emitters of each tape model. The evaluations carried out were the determination of the hydraulic characteristics and quality of the tapes, determination of the coefficient of variation of manufacture and of the variation of the flow, determination of the flow-pressure curve and determination of the variation of the flow product of the water temperature. The study showed the best quality, resistance, constancy in the variations of the flow, pressure and coefficient of variation of manufacture of the compensating Aqua Traxx tape in relation to the non-compensating one.

RESUMEN El presente trabajo se desarrolló en áreas de la Empresa Agroindustrial de Ceballos, Ciego de Ávila, con el objetivo de realizar un estudio comparativo de dos modelos de cintas de riego, la Aqua Traxx autocompensante y la no compensante. Las cintas utilizadas fueron los modelos existentes en la empresa, las cuales fueron adquiridas de firmas extranjeras que comercializan componentes de sistemas de riego en Cuba. Las muestras de las cintas de riego utilizadas se obtuvieron de un universo de 500 emisores para cada modelo, escogiendo 20 emisores de cada modelo de cinta. Las evaluaciones realizadas fueron determinación de las características hidráulicas y calidad de las cintas. Determinación del coeficiente de variación de fabricación y de la variación del caudal. Determinación de la curva caudal-presión. Determinación de la variación del caudal producto de la temperatura del agua. El estudio demostró la mejor calidad, resistencia, constancia en las variaciones del caudal, presión y coeficiente de variación de fabricación de la cinta Aqua Traxx compensante en relación a la no compensante.

Efecto del estrés hídrico en el cultivo de rebrote (Oryza sativa L.). Primera parte

ABSTRACT The research was conducted at “Los Palacios” Base Scientific and Technological Unit, from 2014 to 2017, on a Gleysol Nodular Ferruginous Petroferric soil, to know the effect of water stress on the ratoon crop in the medium cycle variety J-104. The results showed that the new variant of water managing (water stress with ratoon) significantly outperformed the control production variant. It produced the highest agricultural and industrial yields of the grain. They ranged between 4.7 and 5.8 t. ha-1 and 63.3 and 67.3% whole grains respectively for a height of cut of the plant of 5 cm. The lowest agricultural and industrial yields ranged between 3.1 and 4.4 t.ha-1 and 60.0 and 67.8% of whole grains respectively for the control variant with a height of cut of the plant 20 cm. Water consumption was always lower in the new variant than in the control variant during the years of study. This indicator is very important as a concept of irrigation water economy, a decisive resource for rice production. The industrial quality of the grain was always higher in the variant with water stress in the ratoon crop compared to the control variant; parameters that decide if a rice variety is accepted commercially.

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 conocer el efecto del estrés hídrico en el cultivo de rebrote en la variedad de ciclo medio J-104. Los resultados arrojaron que la nueva variante de manejar el agua (estrés hídrico con rebrote) superó de manera significativa a la variante testigo de producción, obteniendo los mayores rendimientos agrícolas e industrial del grano, que oscilaron entre 4,7 y 5,8 t.ha-1 y un 63,3 y 67,3 % de granos enteros respectivamente para una altura de corte de la planta de 5 cm; mientras que, los rendimientos agrícolas e industrial más bajos oscilaron entre 3,1 y 4,4 t.ha-1 y un 60,0 y 67,8 % de granos enteros respectivamente para la variante testigo con una altura de corte de la planta de 20 cm. El consumo de agua siempre fue menor en la nueva variante que en la variante testigo durante los años de estudio, siendo este indicador muy importante por concepto de economía del agua de riego, recurso decisivo para la producción de arroz. La calidad industrial del grano siempre fue superior en la variante con estrés hídrico en el cultivo de rebrote respecto a la variante testigo; parámetros estos que deciden si una variedad de arroz sea aceptada comercialmente.

Propuesta de proceso tecnológico industrial para la producción de alimento ensilado cubano (AEC)

ABSTRACT The present work was carried out with the objective of making a technological proposal to obtain a CSF at an industrial scale. Alternative food that is achieved by silage agricultural products (cassava, sweet potato, banana, yams) suitable or not for human consumption, in a mixture of honey B, Saccharomyces yeast cream and distillery vinasse. The technology to produce on a large scale has areas of weighing, receiving and sampling raw materials, storage, transportation and milling, mixing, silage, dispatch, laboratory and socio-administrative. Agroindustry is equipped with scale (up to 30 t), unloading ramp (60 m long), five horizontal tanks (33 m3), conveyor belt (21 m long), mills of blades and hammers (10 t / h) , vertical mixer (15.75 m3), nine silos (40 m3) that transform the mixture of raw materials and pumps with a flow rate of 32 m³ / h, 98.7 m³ / h, 63.5 m³ / h and 140 m³ / h, that guarantee transfer of molasses, recirculation of vinasse and cream, and pumping of the mixture and the CSF. Eleven existing agroindustries in Cuba of the same technology obtain an innocuous food, with savings by import substitution of corn higher than 7 million of USD in 5 years and reduction of more than 12,000 tons of CO2 to the environment.

RESUMEN El presente trabajo se realizó con el objetivo de efectuar propuesta tecnológica para obtener a escala industrial AEC. Alimento alternativo que se logra al ensilar productos agrícolas (yuca, boniato, plátano, ñame) aptos o no para el consumo humano, en una mezcla de miel B, crema de levadura Saccharomyces y vinaza de destilería. La tecnología para producir a gran escala dispone de áreas de: pesaje, recepción y muestreo de materias primas, almacenamiento, transportación y molinado, mezclado, ensilaje, despacho, laboratorio y socio-administrativo. Agroindustria equipada con: báscula (hasta 30 t), rampa de descarga (60 m de largo), cinco depósitos horizontales (33 m3), transportador de banda (21 m de largo), molinos de cuchillas y martillos (10 t/h), mezclador vertical (15,75 m3), nueve silos (40 m3) que transforman la mezcla de las materias primas, bombas con caudal de 32 m³/h, 98,7 m³/h, 63,5 m³/h y 140 m³/h que garantizan: trasiego de melaza, recirculación de vinaza y crema, y bombeo de la mezcla y del AEC. Once agroindustrias existentes en Cuba de igual tecnología obtienen un alimento inocuo, con ahorro por sustitución de importaciones de maíz superior a los 7 millones de USD en 5 años y reducción de más de 12 000 t de CO2 al medio ambiente.

Caracterización de nanocompuestos de resina de poliéster con fibras de curauá y óxido de grafeno

ABSTRACT Natural fibers today play an important role as reinforcement in composite materials. The objective of this work was to obtain the adequate parameters for the manufacture of hybrid composites with curauá fibers and graphene oxide nanometric particles in the Polyester matrix, looking for the optimal variant of greater resistance to traction and flexion. The curauá fibers were treated with different NaOH solutions and different immersion times, different fiber contents and different graphene oxide contents were used. In the work Taguchi method was used to determine the quantity of necessary experiments and to evaluate the results. Micrographs were made using the Electronic Scanning Microscope and X-ray diffraction to determine the effectiveness of the treatments performed. Mechanical tests of traction and flexion were carried out and the results showed an increase of the resistance to average traction of 156% in relation to pure Polyester and a 186% of the resistance to flexion.

RESUMEN Las fibras naturales hoy en día juegan un papel importante como refuerzo en materiales compuestos. El objetivo de este trabajo fue obtener los parámetros adecuados para la fabricación de compuestos híbridos con fibras de curauá y partículas manométricas de óxido de grafeno en matriz de Poliéster buscando la variante óptima de mayor resistencia a tracción e flexión. Las fibras de curauá se trataron con diferentes disoluciones de NaOH y diferentes tiempos de inmersión, fueron utilizados diferentes contenidos de fibra y diferentes contenidos de óxido de grafeno. En el trabajo fue utilizado o método Taguchi para determinar los experimentos necesarios e para evaluar los resultados. Se realizaron micrografías utilizando o Microscopio Electrónico de Barredura y Difractometria de rayos X para determinar la efectividad de los tratamientos realizados. Fueron realizados ensayos mecánicos de tracción y flexión y los resultados mostraron un incremento de la resistencia a tracción media de 156% en relación al Poliéster puro y un 186 % de la resistencia a flexión.

Caracterización de algunas propiedades físico-mecánicas y químicas de la yuca (Manihot esculenta Crantz)

ABSTRACT The work approached the study of some of the physical - mechanical and chemical properties of a cassava clone (Manihot esculenta Crantz), specifically "Sweet Jagüey", belonging to a private producer in the " Valle del Yabú", Santa Clara Municipality, Villa Clara Province. As objective of the work was to evaluate some of the physical - mechanical and chemical properties of cassava in accordance with the established norms for an optimal postharvest management. Diverse experimental tests of the variety to study in the Bromatology Laboratory, in Center of Agricultural Investigations (CIAP) of Universidad Central “Marta Abreu”. Among the main results obtained are longitude 27.5 cm; circumference 16.0 cm; thickness of the peel 3,0 cm; thickness of the pulp 50.0 cm (average values). The total soluble solids (SST) oscillated between 4,5 and 7.5 oBrix; the pH oscillates between 6.06 and 7.2. The content of humidity of the pulp oscillates around 54%; while in the peel this value oscillates around to 67%. The impact tests showed little resistance to impacts of the order of 2037.72 (J) to 3245.76 (J), with a susceptibility of 0.14 and 3.9 which, together to its short shelf life (3 days), should be kept in mind in its postharvest handling. The results were analyzed by means of the statistical package ¨STATISTICA 8.0¨, and contrasted with previous investigations in this same cultivation in other countries of the area.

RESUMEN El trabajo abordó el estudio de algunas de las propiedades físico- mecánicas y químicas de un clon de yuca (Manihot esculenta Crantz), específicamente “Jagüey Dulce” perteneciente a un productor privado en el “Valle del Yabú” en el municipio de Santa Clara, provincia Villa Clara. Como objetivo del trabajo se planteó la posibilidad de evaluar algunas de sus propiedades físico- mecánicas y químicas de acuerdo con las normas establecidas para un óptimo manejo poscosecha. Se realizaron diversas pruebas experimentales de la variedad objeto de estudio en el laboratorio de Bromatología, en el Centro de Investigaciones Agropecuarias (CIAP) de nuestra facultad. Dentro de los principales resultados obtenidos se destacan: longitud 27,5 cm; circunferencia 16,0 cm; grosor de la cáscara 3,0 cm; grosor de la pulpa 50,0 cm (valores medios). Los sólidos solubles totales (SST) oscilaron entre 4,5 y 7,5 oBrix; el pH osciló entre 6,06 y 7,2. El contenido de humedad de la pulpa osciló alrededor de 54%; mientras en la cáscara este valor osciló en valores próximo a 67%. Los ensayos de impacto mostraron poca resistencia a impactos del orden de 2037,72 (J) a 3245,76 (J), con una susceptibilidad de 0,14 y 3,9 lo cual, unido a su poca vida de anaquel (3 días) debe ser tenido en cuenta en su manejo poscosecha. Los resultados fueron analizados mediante el paquete estadístico ¨STATISTICA 8.0¨, y contrastados con investigaciones anteriores en este mismo cultivo en otros países del área.

Evaluación tecnológica y explotación del motocultor YTO DF-15L en la preparación de suelo para sandía

ABSTRACT The present research was carried out in Joa Commune of Jipijapa Canton, Manabí Province, Ecuador. The objective of the work was to determine technological and operation indexes of the YTO DF-15L rototiller with rotary plow in the preparation of soil for the cultivation of watermelon. The methodology to determine the technological and operation indexes was based on the chronometric observation, with the use of the Cuban standard 34-37: 2003. To determine the physic-mechanical properties of the soil the AASHTO standard T-88 was used. The main results showed that the appropriate type of soil for watermelon sowing is with a sandy loam texture, of flat relief and with gravimetric humidity of 18.52%. In addition, it should have a resistance to penetration of 1,0 MPa as average, which allows affirming that the soil is in conditions of good growth for the plant. The obstruction in the field due to harvest remains was 1200 kg / ha. The productivity per hour of operation time was 0.05 ha / h and the coefficient of use of productive time was 0.96. During the observation period, only one break in the rotary plow propellant chain was recorded, the technical safety coefficient was 0.97, the depth of soil preparation reached 15,9 cm and the quality of fluffy soil was satisfactory. It was concluded that the technological and operation indexes of the YTO DF-15L rotary tiller in the preparation of soil were satisfactory, being recommended to the producers to sow watermelon seeds, not on flat terrain, but on ridges with a height of 10 to 20 cm, which can be made with manual tools.

RESUMEN La presente investigación se realizó en la comuna Joá del cantón Jipijapa, provincia de Manabí, Ecuador. El objetivo del trabajo es determinar los índices tecnológicos y explotación del motocultor YTO DF-15L con arado rotativo en la preparación de suelo para el cultivo de sandía. La metodología para determinar los índices tecnológicos y explotación se basó en la observación cronométrica, con la utilización de la norma cubana 34-37:2003, para determinar las propiedades físico-mecánicas del suelo se utilizó la norma AASHTO T-88. Los principales resultados evidencian que el tipo de suelo para la siembra de sandía es apropiado, de textura franco arenoso arcilloso, de relieve llano, con humedad gravimétrica de 18,52%, la resistencia a la penetración alcanza un promedio de 1,0 MPa, lo que permite afirmar que el suelo se encuentra en condiciones de para buen crecimiento para la planta; la obstrucción en el campo por restos de cosecha es de 1 200 kg/ha. La productividad por hora de tiempo de explotación fue de 0,05 ha/h; el coeficiente de utilización del tiempo productivo es igual a 0,96; durante el período de observación se registró solo una rotura en la cadena propulsora del arado rotativo, obteniendo el coeficiente de seguridad técnica el valor de 0,97; la profundidad de preparación de suelo alcanzó 15,9 cm, la calidad de mullido del suelo es satisfactoria. Se concluye que los índices tecnológicos y de explotación del motocultor YTO DF-15L con arado rotativo en la preparación de suelo fueron satisfactorios, siendo recomendado a los productores realizar la siembra de semillas de sandía no en terreno plano, sino en camellones con altura de 10…20 cm, los cuales se puede conformar con herramientas manuales.

Modelación Estadístico-Matemática en Procesos Agrarios. Una aplicación en la Ingeniería Agrícola

ABSTRACT In the agrarian sector, there is an ever-growing demand to describe processes that require Statistical-Mathematical Modeling, as well as work methodologies that allow the efficient development of research projects. In this sense, the Agrarian University of Havana (UNAH) has multidisciplinary groups that develop the use of Mathematical Models, statistical tools and the use of differential calculus in search of optimal solutions and productions. Due to the interest of this topic and its repercussion in the research, the present review was developed to establish criteria and assessments in the analysis and application of models that describe Agrarian Processes, on a mathematical - statistical basis. It includes an application in studies of post-harvest curves for the weight loss (g) in pineapple crop. In addition, the Logistics and VonBertalaffy models were tested and a comparative analysis in which the Logistic Model allowed a better description and explanation of the kinetics of weight loss as well as indicators of the speed and moment, where the maximum speed of weight loss was reached. It is concluded that the development of Statistical-Mathematical Modeling allows responding to several current problems of research in the agricultural sector and to the teaching and scientific-research challenges of the new University.

RESUMEN En el sector agrario existe una demanda siempre creciente de describir procesos que requieren de la Modelación Estadístico-Matemática, así como de metodologías de trabajo que permitan el desarrollo eficiente de los proyectos de investigación. En tal sentido la Universidad Agraria de La Habana (UNAH) cuenta con grupos multidisciplinarios que desarrollan el uso de Modelos Matemáticos, herramientas estadísticas y el empleo del cálculo diferencial en busca de soluciones y producciones óptimas. Por el interés de esta temática y su repercusión en la investigación, se desarrolló la presente revisión para establecer criterios y valoraciones en el análisis y aplicación de modelos que describen Procesos Agrarios, sobre bases matemático - estadísticas. Se incluye una aplicación en estudios de curvas pos cosecha para la perdida de peso (g) en el cultivo de la Piña, se probaron los Modelos Logístico y Von Bertalaffy y se realiza un análisis comparativo en el que el Modelo Logístico permitió mejor descripción y explicación de la cinética de pérdida de peso e indicadores de la velocidad y momento donde se alcanzó la máxima velocidad de pérdida de peso. Se concluye que el desarrollo de la Modelación Estadístico-Matemática, permite dar respuesta a diversos problemas vigentes de investigación en el sector agrario y a retos docentes y científico-investigativo de la nueva Universidad.

La toma de decisiones en la agricultura con empleo de modelos matemáticos difusos

ABSTRACT The benefits of agricultural production for the society and its interaction with the environment are subjective or imprecise, due to that it is suitable to apply mathematical models of fuzzy logic to that interrelation. It is required to describe the possible applications of these tools to decision-making in Cuban agriculture. This paper refers the way of organizing a group of agro-systems, according to the symptoms of soil overuse syndrome in order to restructure biodiversity to minimize the central mechanism.

RESUMEN Los beneficios de la producción agrícola para la sociedad y su interacción con el medio ambiente; tienen carácter subjetivo e impreciso por lo que es adecuado para la aplicación de modelos matemáticos de lógica difusa o borrosa. Se quieren describir las posibilidades de aplicación de estas herramientas a la toma de decisiones en la agricultura cubana. En este trabajo se presenta la manera ordenar un conjunto de agrosistemas, de acuerdo con el grado de presencia de un grupo de síntomas del síndrome de sobreutilización del suelo, lo cual permite actuar reestructurando la biodiversidad para minimizar el mecanismo central.

Curvas características de velocidad y carga del motor Volkswagen 1.9 SDi

ABSTRACT The diesel engine tests are standardized and are governed by standards that allow determining the main parameters of the engine's operation. This paper shows the results of the tests carried out on the Volkswagen 1.9 SDI engine with the Armfield CM12 test bench, carried out in the Diesel engine laboratory of the Department of Agricultural Mechanical Engineering (DIMA) of the Autonomous University of Chapingo (AUCh). The SAE J1995 methodology was used to adjust the characteristic curves of torque and gross power, as well as the hourly and specific fuel consumption using the methods of scanner and balance. In addition, the lambda λ index variation was obtained. It was obtained that the maximum power regime varies by 4.1% and the maximum power by 16.7%, in relation to the nominal; the average minimum specific consumption is 179.5 g / kWh.

RESUMEN Las pruebas de los motores diésel se encuentran estandarizadas y se rigen por normas que permiten determinar los principales parámetros de funcionamiento del motor. En el presente trabajo se muestran los resultados de las pruebas realizadas al motor Volkswagen 1.9 SDI con el banco de pruebas Armfield CM12, realizadas en el laboratorio de motores Diésel del Departamento de Ingeniería Mecánica Agrícola (DIMA) de la Universidad Autónoma Chapingo (UACh). Se utilizó la metodología de la Norma SAE J1995 para ajustar las curvas características de torque y potencia bruta, así como los consumos horario y específico de combustible utilizando los métodos del escáner y la balanza; además, se obtuvo la variación del índice lambda λ. Los resultados son que el régimen de máxima potencia varía en un 4.1% y la máxima potencia en un 16.7%, con relación al nominal; el consumo específico mínimo promedio es de 179.5 g/kWh.