Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias

Estimation of the electrical conductivity of the soil from spectral information in the cultivation of rice (Oryza sativa L.)

ABSTRACT The salinity of the soil constitutes today one of the main degradation processes that affects the lands under irrigation; and especially the production of rice. The objective of the research was to estimate the electrical conductivity of the soil by means of spectral information in the cultivation of rice in the Mayarí municipality, Holguín. The research was developed on a Chromic Vertisol, which are the most prone in the territory to trigger degradation processes such as salinity, given by management practices in rice cultivation. Two semi-empirical models proposed from different spectral indices were used, the NDSI and the IS, which were calculated in the QGis 3.10 software with multispectral images from the Landsat 8 OLI / TIRS sensor. The NDSI and the SI-ASTER showed the lowest determination and negative correlation in both models. The SI and the SI-ASTER produce an overestimation of the electrical conductivity values of the soil (EC ≥ 100%), the NDSI, SSSI.1 and SSSI.2 indicate a moderate content of salts in the soil (EC 20% ˂ EC ≤ 40%). Although the use of spectral salinity indices yielded a high determination, the SI and the SI-ASTER indicated an overestimation of the electrical conductivity existing in the soil, which could be due to the presence of a saturation of the signal captured by the sensor and reflected in the indices obtained, which exceeded the values in which the saline index oscillates.

RESUMEN La salinidad del suelo constituye hoy en día uno de los principales procesos de degradación que afecta las tierras bajo riego; y en especial la producción de arroz. La investigación tuvo como objetivo estimar la conductividad eléctrica del suelo mediante información espectral en el cultivo del arroz en el municipio Mayarí, Holguín. La investigación se desarrolló sobre un Vertisol Crómico, los cuales son los más proclives en el territorio a desencadenar procesos de degradación como la salinidad, dado por las prácticas de manejo en el cultivo del arroz. Se utilizaron dos modelos semiempíricos propuestos a partir de índices espectrales diferentes, el NDSI y el IS los cuales se calcularon en el software QGis 3.10 con imágenes multiespectrales del sensor Landsat 8 OLI/TIRS. El NDSI y el SI-ASTER arrojaron la menor determinación y correlación negativa en ambos modelos. El SI y el SI-ASTER producen una sobreestimación de los valores de conductividad eléctrica del suelo (EC ≥ 100%), el NDSI, SSSI.1 y el SSSI.2 indican un contenido moderado de sales en el suelo (EC 20% ˂ EC ≤ 40%). Aunque la utilización de los índices espectrales de salinidad arrojó una alta determinación, el SI y el SI-ASTER indicaron un sobreestimación de la conductividad eléctrica existente en el suelo lo cual podría deberse a la presencia de una saturación de la señal captada por el sensor y reflejada en los índices obtenidos, la cual sobrepasó los valores en los cuales oscila el índice salino.

Avaliação dos principais parâmetros físicos e químicos de qualidade da água para a produção da tilápia

ABSTRACT Water is the main resource in fish production, and for success of this activity, it is necessary to have its availability in the required quantity and quality. In order to assess the water quality in nurseries for the production of tilapia Oreochromis niloticus on Tchissola II Farm in Chipipa commune in Huambo municipality, this study was carried out in the initial phase of the fish project implementation between December 2020 - February 2021. The physical (temperature and transparency) and chemical (dissolved Oxygen, Hydrogen potential and total ammonia) parameters considered the most sensitive and relevant for this type of production were evaluated. The Alfakit's water quality analysis kit ACQUAcombo for aquaculture was used to measure the foremost variables. The results obtained for the transparency with values of 40 cm, temperature 25.7ºC, dissolved Oxygen 6.75 mg/L and Hydrogen potential 7.5 denoted that the physical and chemical parameters of water quality in production ponds, found if within normal levels considered tolerable. However, it is necessary to monitor and manage more carefully ammonia, which varied remarkably, reaching levels considered critical and even lethal around 3.0 mg/L.

RESUMO A água é o principal recurso na produção piscícola, e para o êxito precisa-se da sua disponibilidade na quantidade e qualidade requerida. No intuito de avaliar a qualidade da água em viveiros de produção da tilápia Oreochromis niloticus na Fazenda Tchissola II na comuna da Chipipa no município do Huambo, realizou-se o presente estudo na fase inicial de implementação do projeto piscícola entre os meses de dezembro 2020 - fevereiro 2021. Foram avaliados os parâmetros físicos (temperatura e transparência) e químicos (Oxigênio dissolvido, potencial de Hidrogênio e amônia total) considerados os mais sensíveis e relevantes para este tipo de produção. Na avaliação dos parâmetros usou-se o kit de campo ACQUAcombo de análise de qualidade da água para a aquicultura da Alfakit. Os resultados obtidos para a transparência com valores de 40 cm, temperatura 25,7ºC, Oxigênio dissolvido 6,75 mg/L e potencial de Hidrogênio 7,5 denotaram que os parâmetros físicos e químicos de qualidade da água em viveiros de produção, encontraram-se dentro dos níveis normais considerados toleráveis. No entanto, precisa-se monitorizar e manejar mais cautelosamente a amônia, a qual variou notavelmente, chegando a alcançar níveis considerados críticos e até letais de 3,0 mg/L.

Structure Degradation in an Agrogenic Soil. Analysis of Incident Factors and Associated Conservation Measures

ABSTRACT The Ferrallitic soils of Havana-Matanzas Plain have been subjected to degradation processes of natural or anthropogenic origin. Their physical properties are often affected, with effects on plant growth, yield and quality of crops, also increasing vulnerability to erosion. The following work was carried out at “El Mamey” Farm, near San José de las Lajas (Mayabeque Province, Cuba) and dedicated to the cultivation of vegetables and flowers. At each sample point, a macromorphological description of the soil and determinations of organic matter, mechanical composition, apparent density, porosity and percentage of aggregation were made. From the results obtained, the structural stability index was calculated, as well as correlations of some of these variables with the organic matter of the soil, in order to identify the main incident factors in physical degradation, which suggested processes of anthropogenic origin. Based on their analysis, conservation measures are suggested in order to promote the recovery of the soil and improve the sustainability of production.

RESUMEN Los suelos Ferralíticos de la llanura Habana - Matanzas han sido sometidos a procesos de degradación de origen natural o antropogénico. Las propiedades físicas de los mismos suelen ser afectadas, con efectos sobre el crecimiento de las plantas, el rendimiento y la calidad de las cosechas, incrementando también la vulnerabilidad a la erosión. El siguiente trabajo se realizó en la Finca “El Mamey”, cercana a San José de las Lajas (Provincia Mayabeque, Cuba) y dedicada al cultivo de hortalizas y flores. En cada punto muestral se realizó una descripción macromorfológica del suelo y determinaciones de: materia orgánica, composición mecánica, densidad aparente, porosidad y porcentaje de agregación. A partir de los resultados obtenidos se calculan el índice de estabilidad estructural, así como correlaciones de algunas de estas variables con la materia orgánica del suelo, a fin de identificar los principales factores incidentes en la degradación física, los cuales sugieren procesos de origen antropogénico. A partir de su análisis se sugieren medidas de conservación con la finalidad de propiciar la recuperación del suelo y mejorar la sostenibilidad de la producción.

Considerations for the Rational Design of Drip Irrigation Systems

ABSTRACT Now a day, drip irrigation systems are buying with the emitters ''already'' inserted, and introduced in Agricultural farms considering some selection criteria. Based on the data corresponding to real field tests and assuming other suitable parameters, paperwork contribute arguments to bear the obtaining of a rational procedure for the agronomic design of drip irrigation systems. That considers the wetted volume on the root zone as well the depth of the wet bulb according to the root zone of crops and the humidity tension in the soil under the emitters. Particularities of different procedures are showing used for the design of these systems. As a result the convenience is demonstrated of combining the procedures that use the results of the field tests, appropriately the optimal irrigation point and the software that simulate the distribution of the humidity under the emitters, to get a rigorous procedure for the design.

RESUMEN Actualmente se están importando sistemas de riego por goteo con los emisores ''ya'' insertados, para ser introducidos en Empresas Agropecuarias bajo determinados criterios de selección. Partiendo de datos correspondientes a ensayos de campo reales y otros parámetros convenientemente asumidos, el trabajo aporta elementos que conllevan a establecer un procedimiento racional para el diseño agronómico de sistemas de riego por goteo, que considere el volumen de raíces humedecido, la profundidad del bulbo de humedecimiento con relación a la zona radicular del cultivo y la tensión de humedad en la zona húmeda que generan los emisores. Se resaltan dos maneras para abordar el diseño y se demuestra la conveniencia de combinar los procedimientos que utilizan los resultados de las pruebas de campo, el momento óptimo para el riego y los software que simulan la distribución de humedad debajo del emisor, para establecer un procedimiento que propicie mayor rigor en el diseño.

Application of Fluid Dynamics to the Design of the Centrifugal Pump Model BSC 80/200 (130-65)

ABSTRACT The present work was carried out with the aim of simulating the performance of the BSC 80/200 (130-65) centrifugal pump using the CFD method, thus obtaining the head-flow, power-flow and efficiency-flow characteristics curves. To carry out this project, specialized bibliography was taken into account in the parametric design of centrifugal pumps and in analysis by finite elements applied to fluids, later the design, 3D projection and computational simulation were carried out using ANSYS (CFX). The results include obtaining the three-dimensional models of the pump body and the three impellers (5 blades, 6 blades and 7 blades) and that the correlation in all the curves is as expected, corresponding to what is referred to in the specialized bibliography. It was concluded that the comparison of the results obtained through the CFD simulations taking into account the variations in the number of blades showed that the impeller that generates the best results is the one with 7 blades, reaching the best efficiency (90%), power (36,25 kW) for a 70% flow of design.

RESUMEN El presente trabajo se efectúo con el objetivo de simular mediante el método CFD el desempeño bomba centrífuga BSC 80/200 (130-65) obteniendo así las curvas características altura-caudal, potencia-caudal y eficiencia-caudal. Para la realización de este proyecto se tuvo en cuenta bibliografía especializada en el diseño paramétrico de bombas centrífugas y en análisis por elementos finitos aplicado a fluidos, posteriormente se realizó el diseño, proyección en 3D y simulación computacional por medio de ANSYS (CFX). Dentro de los resultados destacan obtención de los modelos tridimensionales del cuerpo de la bomba y los tres impelentes (5 álabes, 6 álabes y 7 álabes) y que la correlación en todas las curvas es la esperada, correspondiéndose con lo referido en la bibliografía especializada. Concluyendo que la comparación de los resultados obtenidos mediante las simulaciones CFD atendiendo a las variaciones del número de álabes arrojó que el impelente que genera mejores resultados es el de 7 álabes, alcanzando la mejor eficiencia (90%) y potencia (36,25 kW) para un 70% del caudal de diseño.

Effect of UV-C Radiation at Low Temperatures on Postharvest Life of Fragaria vesca

ABSTRACT The effect of UV-C radiation on strawberry postharvest life was evaluated from a response surface central compound design (CCD). The postharvest life of strawberry (Fragaria vesca L) var Big Bear was modeled based on the UV-C dose (4-15 kJ/m2), time (15-30 min), and storage temperature (12-24 ℃) for a total of 19 experimental runs. The fruits were analyzed based on four key indicators of deterioration: firmness, weight, contamination, and color that defined the postharvest quality variable, expressed as the difference between controls and treatments when 10% quality losses were reached. The result of the ANOVA was a second-order mathematical model that predicts 92% of the variation of the postharvest life of Fragaria vesca with respect to the controls, from the study factors, with a coefficient of variation of 9.2%. Both coefficients indicate the validity of the model and its potential to be applied throughout the design space. It is concluded that the postharvest life of the strawberry (Fragaria vesca L) var Big Bear can be extended up to four days with doses of 15 kJ/m2 for 30 min at a temperature of 12 ℃. The model showed a zone of maximum response in the design space suggesting that a broader response could be found in design spaces that were not explored in the study.

RESUMEN Se evaluó el efecto de la radiación UV-C en la vida poscosecha de la fresa a partir de un diseño compuesto central (DCC) de superficie de respuesta. La vida poscosecha de la fresa (Fragaria vesca L) var Oso Grande se modeló en base a la dosis de UV-C (4-15 kJ/m2), tiempo (15-30 min) y temperatura de almacenamiento (12-24 ℃) para un total de 19 corridas experimentales. Los frutos se analizaron en base a cuatro indicadores claves de deterioro: firmeza, peso, contaminación y color que definieron la variable de calidad poscosecha, expresada como la diferencia entre controles y tratamientos cuando se alcanza el 10% de pérdidas de calidad. El resultado del ANOVA fue un modelo matemático de segundo orden que predice el 92% de la variación de la vida poscosecha de Fragaria vesca con respecto a los controles, a partir de los factores de estudio, con un coeficiente de variación de 9.2%. Ambos coeficientes indican la validez del modelo y su potencial para ser aplicado en todo el espacio de diseño. Se concluye que la vida poscosecha de la fresa (Fragaria vesca L) var Oso Grande puede extenderse hasta cuatro días con dosis de 15 kJ/m2 durante 30 min a una temperatura de 12℃. El modelo mostró una zona de máxima respuesta en el espacio de diseño que sugiere que se podría encontrar una respuesta más amplia en los espacios de diseño que no se exploraron en el estudio.

Evaluation of Two Mills for Cattle Waste Grinding for Pig Feeding

ABSTRACT Pig production in Venezuela has been affected by the high costs of concentrated feed. An alternative to reduce production costs in feeding pigs is the use of cattle bones, due to their high protein content and other properties that lead to a good diet in the pig fattening process. The evaluation of the working organs of two mills in the crushing of cattle bones was carried out, determining the quality of crushing and energy consumption. The granulometry and impact energy on the Sharpy pendulum were determined. A 23 factorial type experimental design, dispersion curves and Pareto bars were applied. The controlled variables were type of mill, wet mass and type of bone and the response variables were sieved mass, grinding time, engine revolutions and humidity. The physical and mechanical properties as well as length, dry mass, wet mass, force and effort were determined. Finger and nose mills and hammer mills were compared for grinding quality and energy consumption. The hammer mill was found to have higher efficiency.

RESUMEN La producción de cerdos en Venezuela se ha visto afectada por los altos costos de los alimentos concentrados. Una alternativa para disminuir los costos de producción en la alimentación de cerdos es el uso de huesos de ganado vacuno, por su alto contenido de proteínas y otras propiedades que conllevan a una buena alimentación en el proceso de engorde de cerdos. Se realizó la evaluación de los órganos de trabajo de dos molinos en el triturado de huesos de ganado vacuno determinándose la calidad de triturado y consumo energético. Fueron determinadas la granulometría y la energía de impacto en el péndulo Sharpy. Se aplicó un diseño experimental tipo factorial 23, curvas de dispersiones y barras de Pareto. Como variables controladas se tuvo el tipo de molino, masa húmeda y tipo de hueso y como variables respuestas la masa tamizada, tiempo de molienda, revoluciones del motor y humedad. Se determinaron las propiedades físicas y mecánicas, así como, longitud, masa seca, masa húmeda, fuerza y esfuerzo. Se compararon los molinos de dedos y sufrideras y de martillo en cuanto a calidad de triturado y consumo energético. Se determinó que el molino de martillo tiene mayor eficiencia.

Economic-Technical Evaluation of Banana Pulp Processing Plant in El Oro Province, Ecuador

ABSTRACT The objective of this study is to carry out an economic evaluation on the implementation of a pulp processing plant, as a sustainable alternative for the San Martín Cuenca (INSANC) company in the Las Cañas sector in Machala. The primary information was collected through the bibliographic review available on the pulp production process, based on an economic profitability analysis. For this, observation and interview techniques were used. For the economic evaluation, the costs that will affect the implementation of a banana pulp processing plant in the study area were determined. As main results, it was obtained that the main activities for the process of obtaining frozen pulp are reception and selection of the fruit, peeling and chopping, pulping, pasteurization, packaging, sealing and labeling and cold storage. Total variable costs are more than double the value of fixed costs, resulting in a total cost of production of $ 562,519.56. The frozen banana pulp production process for the INSANC enterprise has a profitability of 24.38%, with a value of the cost / weight indicator of 0.80 USD.

RESUMEN El presente estudio tiene como objetivo realizar una evaluación económica sobre la implementación de una planta procesadora de pulpa, como alternativa sostenible para la empresa Inversiones San Martín Cuenca (INSANC) del sector Las Cañas en Machala. Se recopiló la información primaria a través de la revisión bibliográfica disponible sobre el proceso de producción de pulpa, partiendo de un análisis económico de rentabilidad. Para ello se utilizó las técnicas de observación y entrevistas. Para la evaluación económica se determinaron los costos que incidirán en la implementación de una planta procesadora de pulpa de banano en el área de estudio. Como principales resultados se obtuvo que las principales actividades para el proceso de obtención de pulpa congelada son recepción y selección del fruto, pelado y troceado, despulpado, pasteurización, empaque, sellado y etiquetado y almacenamiento en frio. Los costos variables totales alcanzan más del doble del valor de los costos fijos, lo que resulta en un costo total de producción de 562519,56 USD. El proceso de producción de pulpa de banano congelada para la empresa INSANC, tiene una rentabilidad de 24,38%, con un valor del indicador costo/USD de 0,80 USD.

Biogas Plants in Germany: Revision and Analysis

ABSTRACT The present research was developed considering the peak of pig production in Cuba and the importance of food production for human and animal consumption. It also answers to the need of fuel saving and of obtaining that production with minimum expenses from raw materials of national origin. This work is presented in three parts. Firstly, the technologies and methods used in Germany for biogas production are described. There, great-format plants are used which are adequate to generate heat, electricity and an organic fertilizer. Secondly, the particularities of these biogas plants are approached. And finally, their possible use in Cuba is analyzed. As a result, the study shows the state of the art in the use of biogas facilities of great-format to international and national scale, which is used to obtain heat, electricity and bio-fertilizers, minimizing the aspects of environmental contamination, in correspondence with UN Agenda 2030 of Sustainable Development, also adopted in Cuba.

RESUMEN Teniendo en cuenta el auge de la producción porcina en Cuba y la importancia que tiene hoy en día el ahorro de combustible y la producción de alimentos con destino humano y animal; así como su obtención con los mínimos gastos y utilizando materias primas de procedencia nacional. Este trabajo se presenta en tres partes, en las cuales: primeramente, se describen las tecnologías y los métodos utilizados en Alemania para la producción de biogás utilizando plantas de gran formato que propician: generar calor, electricidad y un fertilizante orgánico. Una segunda parte donde se aborda las particularidades de estas plantas de biogás. Finalmente, una tercera parte donde se analiza su posible utilización en el caso cubano. Como resultado del mismo, se muestra el estado del arte en la utilización de instalaciones de biogás de gran formato a escala internacional y nacional, los cuales se utilizan para obtener calor, electricidad y biofertilizantes, minimizando los aspectos de contaminación medioambiental, lo cual está en correspondencia con la agenda de desarrollo sostenible de nuestro país para la década 2020-2030.

Sizing of a Photovoltaic Solar Park for the Center for Agricultural Mechanization (CEMA)

ABSTRACT This work deals with the foundation and proposal for the dimensioning of a photovoltaic solar park destined to satisfy the demand for electrical energy in the facilities of the Center for Agricultural Mechanization (CEMA) of the Agrarian University of Havana. For this, a study of the behavior of electricity consumption was carried out in CEMA, as it is considered a high consumer. It was determined that, to satisfy the energy demand, the photovoltaic solar park must have 323 solar panels of the BS18055 model, an accumulation system composed of 47 Trojan monoblock batteries, two Victron Energy model current regulators (input current of 2054.28 A and 1135.09 A output), as well as a 1000 kWh inverter. An analysis of the economic and environmental impact of the proposed installation was carried out, which showed that it will allow an electrical energy saving of not less than 29,421.72 kWh per year. Likewise, it was determined that, due to this unconsumed energy, at least 33.24 t of CO2 per year would cease to be emitted into the atmosphere. Then, at least 7.7 t of fossil fuel would stop being consumed in the same period, thus representing a total saving of at least 57,368.23 CUP, for energy not consumed annually. To undertake the proposed installation, the preliminary cost estimate of the investment was calculated, which is around 244,583,376 CUP, if the energy storage system is included, and 935,376 CUP, not including the energy storage system.

RESUMEN Este trabajo aborda la fundamentación y propuesta del dimensionamiento de un parque solar fotovoltaico destinado a satisfacer la demanda de energía eléctrica en las instalaciones del Centro de Mecanización Agropecuaria (CEMA) de la Universidad Agraria de La Habana. Para ello fue realizado un estudio del comportamiento del consumo de energía eléctrica en el CEMA, al ser este considerado un alto consumidor. Se determinó que, para satisfacer la demanda energética, el parque solar fotovoltaico debe contar con 323 paneles solares del modelo BS18055, un sistema de acumulación compuesto de 47 baterías Trojan monoblock, dos reguladores de corriente modelo Victron Energy (corriente de entrada de 2054,28 A y de salida de 1135,09 A), así como un inversor de 1000 kWh. Fue realizado un análisis del impacto económico y medioambiental de la instalación propuesta, el que arrojó que la misma permitirá un ahorro de energía eléctrica no menor de 29421,72 kWh al año. Así mismo se determinó que, por concepto de esta energía no consumida, dejarían de ser emitidos a la atmósfera al menos 33,24 t de CO2 al año. Luego, dejarían de consumirse al menos 7,7 t de combustible fósil en igual período, representando así un ahorro total de al menos 57368,23 CUP, por concepto de energía no consumida anualmente. Para acometer la instalación propuesta se calculó el estimado del costo preliminar de la inversión, el que está en el entorno de 244 583 376 CUP, si se incluye sistema de acumulación de energía y 935 376 CUP, sin incluir sistema de acumulación de energía.