Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias

Dimensioning and Energy Potential of Biodigesters Installed in Productive Systems in the Department of Cundinamarca, Colombia

ABSTRACT This research is oriented towards determining the size and energy potential of a system of biodigesters installed in six livestock production systems, which are in the provinces of Sumapaz and Ubaté, in Cundinamarca Department, Colombia. Thus, the existing animal species in the scenario are determined, since they will contribute organic waste to the biodigester; the number of animals is also determined, considering the herd movement, which would make it possible to determine the biomass generated daily with the purpose of establishing the sizing of the appropriate biodigester technology and to know the behavior of the energy parameters. Among the main results obtained, it was evidenced that the biomass generated daily was not considered for the dimensioning and establishment of the polyethylene tubular biodigesters. In addition, the biodigesters installed in the production systems at La Meseta and El Tibar are oversized by 4,8 and 1,6 times, respectively; aspect that evidences the need to increase the daily biomass generated, which is achievable by increasing of animals in the herd. The biodigesters installed in the production systems at Santa Bárbara, El Mirador, La Saucita and La Esperanza, demonstrate an under-sizing, with inferiority values of 2,9; 1,97; 1,49; 2,04 times. These results indicate that, in these scenarios, the total number of animals used for biomass production is greater than that required with respect to the installed biodigester or that the installed biodigesters cannot take advantage of the biomass generated daily.

RESUMEN La presente investigación se orienta en la determinación del dimensionamiento y potencial energético de un sistema de biodigestores instalados en seis sistemas de producción ganadera, los cuales se localizan en las provincias Sumapaz y Ubaté, Departamento de Cundinamarca, Colombia. Para ello se determina la especie animal existente en el escenario, dado que aportará los residuos orgánicos hacia el biodigestor, también se determina la cantidad de animales, considerándose el movimiento de rebaño, lo cual posibilitaría determinar la biomasa generada diariamente con el propósito de establecer el dimensionamiento de la tecnología de biodigestor adecuada y conocer el comportamiento de los parámetros energéticos. Entre los principales resultados obtenidos, se evidenció que en ninguno de los sistemas de producción se consideró la biomasa generada diariamente para el establecimiento de los biodigestores tubulares de polietileno sobre la base de su dimensionamiento, que los biodigestores instalados en los sistemas de producción: La Meseta y El Tibar, están sobredimensionados en 4,8 y 1,6 veces, respectivamente; aspecto que evidencia la necesidad de incrementar la biomasa diaria generada, lo cual es lograble con el aumento de animales en los rebaños; en cambio los biodigestores instalados en los sistemas de producción: Santa Bárbara, El Mirador, La Saucita y La Esperanza, evidencian un sub-dimensionamiento, con valores de inferioridad de: 2,9; 1,97; 1,49; 2,04 veces; estos resultados indican que, en estos escenarios, la cantidad de animales empleados para la producción de biomasa es superior a la requerida respecto al biodigestor instalado o que los biodigestores instalados no pueden aprovechar la biomasa generada diariamente.

Evaluation of Biols in Star Grass (Cynodon nlemfluensis) for the Livestock Subsector. Fusagasugá-Colombia Case

ABSTRACT In order to evaluate the nutritional contribution of two types of biols (from the biodigestion of excreta from pig and bovine animal production systems in their liquid fraction) in three concentrations 50, 75 and 100 % (V/V) to grasses of Bermudagrass (Cynodon nlemfluensis) in the city of Fusagasugá, Colombia. The zootechnical variables of interest considered in the analysis were crude protein (CP%), Net Energy of Lactation NEL, NDF, ADF (%) and green forage production GF (kg/m2). The results were analyzed by applying the RGB Algorithm of the TaurusWebs® Software to establish the level of significance, the free statistical software InfoStat was used through the Duncan Multiple Range Test. According to the results obtained, the contribution of bioles to the improvement in the parameters evaluated and their contribution to the circular economy of the Bovine Production Systems of the Municipality of Fusagasugá is evident.

RESUMEN Con el objetivo de evaluar el aporte nutricional de dos tipos de bioles (procedentes de la biodigestión de excretas de sistemas de producción animal porcino y bovino en su fracción líquida) en tres concentraciones 50, 75 y 100 %(V/V) a pasturas de estrella (Cynodon nlemfluensis) en el Municipio de Fusagasugá-Colombia. Las variables de interés zootécnico contempladas en el análisis fueron proteína cruda (%PC), Energía Neta de Lactancia ENL (Mjul), FDN (%), FDA (%) y productividad de forraje verde FV (kg/m2). Los resultados se analizaron mediante la aplicación del Algoritmo RGB del Software TaurusWebs® para establecer el nivel de significancia se utilizó el software estadístico libre InfoStat mediante la prueba de medias de Duncan. De acuerdo con los resultados obtenidos se hace evidente el aporte de los bioles al mejoramiento en los parámetros evaluados y la contribución de los mismos a la economía circular de los Sistemas de Producción Bovina del Municipio de Fusagasugá.

Feasibility of the Introduction of a Solar Photovoltaic System in a Dairy Agroecosystem

ABSTRACT This research is aimed at determining the feasibility of introducing a photovoltaic solar system in 021 Dairy Farm of "El Guayabal" University Farm belonging to the Agrarian University of Havana. The consumption of electrical energy was evaluated and the feasibility of three variants was determined in terms of the number of solar panels (342, 126 and 128) that the photovoltaic solar system must have to satisfy the energy demand. An analysis of the economic and environmental impact of the proposed installation was carried out, which showed that it will allow a saving of electrical energy higher than 43,781.75 kWh/year. With the three variants analyzed, savings were obtained in terms of energy not consumed, avoiding the emission of at least 49.47 t of CO2 into the atmosphere annually, and the consumption of at least 11.47 t of fossil fuel. The preliminary cost to establish the installation proposed was estimated at: 386,255.2 CUP, 419,586.6 CUP and 1,048,290 CUP, according to the variants: without considering the current pumping system, considering the current pumping system and assessing the introduction of the solar pumping system PS2-150 C-SJ5-8, respectively. The energy storage system was not included in any of the variants.

RESUMEN La presente investigación se orienta en la determinación de la factibilidad de la introducción de un sistema solar fotovoltaico en la Vaquería 021 de la Granja Universitaria “El Guayabal” perteneciente a la Universidad Agraria de La Habana. Se evaluó el consumo de energía eléctrica y se determinó la factibilidad de tres variantes en cuanto a la cantidad de paneles solares (342, 126 y 128) con que debe contar el sistema solar fotovoltaico para satisfacer la demanda energética. Se realizó un análisis del impacto económico y medioambiental de la instalación propuesta, el cual, arrojó que la misma permitirá un ahorro de energía eléctrica no menor a 43 781,75 kWh/año. Con las tres variantes analizadas se obtuvo un ahorro por concepto de energía no consumida, dejándose de emitir a la atmósfera anualmente al menos 49,47 t de CO2, y de consumir al menos 11,47 t de combustible fósil. El costo preliminar para establecer la instalación propuesta se estimó en: 386 255,2 CUP, 419 586,6 CUP y 1 048 290 CUP, de acuerdo con las variantes “sin considerar el sistema de bombeo actual, considerando el sistema de bombeo actual y valorando la introducción del sistema de bombeo solar PS2-150 C-SJ5-8”, respectivamente. El sistema de acumulación de energía no se incluyó en ninguna de las variantes.

Irrigation Management for Coffee Seedling Production in Technified Nurseries

ABSTRACT The work was developed at the Experimental Agroforestry Station "Jibacoa" with the aim of defining the partial and total net irrigation requirements for the production of coffee tree seedlings in tubes. For the study, three substrate variants were tested (50% rice husk + 50% soil + 2g multicote, 50% coconut fiber + 50% soil + 2g multicote) and technical standards (50% organic matter + 50% soil) with three levels of moisture in the substrate (85, 70 and 50%) available water. Parameters of morphological development were measured to know the influence of irrigation management on the quality of seedlings. Each treatment was made up of four trays containing 54 tubes with a capacity of 180 cm3, where seedlings of Coffea arabica L., variety "Isla 6-14", were developed, of which 10 of the central part were evaluated at the end of the experimental period. As a result, the average partial irrigation standards per type of substrate are: rice husk (14,44 mL plants-1), coconut fiber (12,1 mL plants-1) and technical standards (13,87 mL plants-1). Consequently, the total net irrigation standards vary, where the largest volumes of water needed are in the rice husk substrate followed by technical standards and coconut fiber with 46,01; 42,37 and 36,16 mL m-2, respectively. From the morphological point of view, the best seedlings are achieved in the rice husk substrate and maintaining a humidity level of 85% of the total available water.

RESUMEN El trabajo se desarrolló en la Estación Experimental Agroforestal “Jibacoa” con el objetivo de definir las normas de riegos netas parciales y totales para la producción de posturas de cafetos en tubetes. Para el estudio se probaron tres variantes de sustratos (50% cascara de arroz + 50% suelo + 2g multicote, 50% fibra de coco + 50% suelo + 2g multicote) y según normas técnicas (50% de materia orgánica + 50% suelo) con tres niveles de humedad en el sustrato (85, 70 y 50%) del agua disponible. Fueron medidos parámetros del desarrollo morfológico para conocer la influencia del manejo del riego en la calidad de las posturas. Cada tratamiento estuvo conformado por cuatro bandejas que contenía 54 tubetes con una capacidad de 180 cm3, donde se desarrollaron posturas de Coffea arabica L., variedad “Isla 6-14”, de las cuales fueron evaluadas 10 de la parte central al finalizar el período experimental. Como resultado se tiene que las normas de riegos parciales promedio por tipo de sustrato son: cascarilla de arroz (14,44 mL plantas-1), fibra de coco (12,1 mL plantas-1) y normas técnicas (13,87 mL plantas-1). En consecuencia, las normas netas totales de riego varían donde los mayores volúmenes de agua necesarios son en el sustrato cascarilla de arroz seguido de normas técnicas y fibra de coco con 46,01; 42,37 y 36,16 mL m-2 respectivamente. Desde el punto de vista morfológico las mejores posturas se logran en el sustrato de cascarilla de arroz y manteniendo un nivel de humedad del 85% del agua total disponible.

Water Consumptions and Crop Coefficients in Avocado Young Tress cv Govin

ABSTRACT A potential increase in the areas planted with avocado in Cuba will demand an increase in the areas under irrigation for this crop, which will require the most precise knowledge of their irrigation demands. In response to the above, the present work was carry out in a young plantation of avocado cv Govin planted with a 6 x 6 m frame in Red Ferralitic soil in the municipality of Alquizar, Artemisa Province, Cuba and irrigated through porous pipes. Water consumption was calculated using the simplified water balance equation and soil moisture variation was monitored with tensiometers placed at depths from 15 to 90 cm whose readings were converted to soil moisture using the calibration equations determined in situ. The ETo was determined using the Penman-Monteith equation. The total ETc in the period February/2020-May/2021, was 965.4 mm when the plants reached an average height of 126 cm vs. 20 cm at the planting date. Average daily values of decennial consumption were 2.72, 2.26 and 2.01 for the periods of February-April 2020, May to October 2020 and January-April 2021, with Kc values of 0.47 and 0.48 for the rainy and dry seasons, respectively. These coefficients can be used in determining the demand for water for avocado plantations in development. Given the scarcity of information on the irrigation demand and its effect on the production of this crop, it is necessary to continue research that includes plantations in production and other cultivars.

RESUMEN Un potencial aumento de las áreas plantadas de aguacate en Cuba, demandará un incremento de las áreas bajo riego del cultivo, lo que requerirá un conocimiento preciso de las demandas de riego del mismo. En atención a lo anterior, se desarrolló el presente trabajo en una plantación en fomento de aguacate, cv Govin, con marco de siembra de 6 x 6 m, en suelo Ferralítico Rojo en el municipio de Alquizar (provincia de Artemisa, Cuba) y regada mediante tuberías porosas. El consumo de agua fue calculado utilizando la ecuación de balance hídrico simplificado y la variación de la humedad en el suelo fue monitoreada con tensiómetros colocados a profundidades desde 15 a 90 cm, cuyas lecturas fueron convertidas a humedad del suelo utilizando las ecuaciones de calibración determinadas in situ, mientras que la ETo fue determinada mediante la ecuación de Penman-Monteith. La ETc total en el período febrero/2020-mayo/2021, fue de 965.4 mm cuando las plantas alcanzaron una altura promedio de 126 cm vs 40 cm a la fecha de plantación; los valores promedios diarios de consumo decenal tuvieron valores de 2.72, 2.26 y 2.01 para los períodos de febrero-abril 2020, mayo a octubre 2020 y enero abril 2021, con valores de Kc de 0.47 y 0.48 para la estación lluviosa y poco lluviosa respectivamente, coeficientes estos que pueden ser utilizados en la determinación de la demanda de agua para aguacate en fomento.

Application of Slow Sand Filters for the Decontamination of Effluents from Oxidation Lagoons

ABSTRACT Using slow sand filters on a small scale, their decontaminating effect was tested. The work was carried out with the objective of eliminating the contamination of the effluents from the oxidation lagoons of two sugar mills "Carlos Baliño" and "Melanio Hernández". The effluents were taken in the central region of the country (Santo Domingo, Villa Clara and Tuinicú, Sancti Spíritus). The decontaminating effect of effluents from oxidation ponds after their passage through a slow sand filter in cascades was tested for different investigated treatments. The effluents were diluted in distilled water in the following proportions: T1 (10%), T2 (25%), T3 (50%), T4 (75%), T5 and T6 (undiluted). In the effluents, the following were determined: their physical-chemical and microbiological characteristics, before and after their passage through the slow sand filters. In most of the effluents evaluated, both their physical-chemical characteristics and the microbial load showed a notable reduction; obtaining values below the indicators allowed by current Cuban standards (NC-27: 2012; NC-1095: 2015 and NC-855: 2011).

RESUMEN Utilizando filtros lentos de arena a pequeña escala se probó su efecto descontaminante. El trabajo se realizó con el objetivo de eliminar la contaminación de los efluentes de lagunas de oxidación de dos Centrales Azucareros “Carlos Baliño” y “Melanio Hernández”. Los efluentes fueron tomados en la región central del país (Santo Domingo, Villa Clara y Tuinicú, Sancti Spíritus). Se probó el efecto descontaminante de efluentes de lagunas de oxidación posterior a su paso por un filtro lento de arena en cascadas ante diferentes tratamientos investigados. Los efluentes fueron diluidos en agua destilada en las siguientes proporciones: T1(10%), T2(25%), T3 (50%), T4 (75%), T5 y T6 (no diluidos). En los efluentes, se determinaron: sus características físico-químicas y microbiológicas, anteriores y posteriores a su paso por los filtros lentos de arena. En la mayoría de los efluentes evaluados, tanto sus características físico-químicas, como en la carga microbiana se obtuvo una reducción notable; obteniendo valores por debajo de los indicadores permitidos por las normas cubanas vigentes (NC-27: 2012; NC-1095: 2015 y NC-855: 2011).

Indicators of Agroecological Management of Urban and Periurban Agricultural Soils in Caracas, Venezuela

ABSTRACT Urban and periurban agriculture has been recognized as a fundamental strategy in achieving food security, which makes necessary a characterization of such systems and the implementation of evaluation systems of their sustainability, which lead to their more efficient management. Proposals are presented for indicator systems related to soil resource management, built in a participatory manner, in two peri-urban and one urban productive areas. From the previous analysis of each agroecosystem, the SWOT matrix was built and the evaluation of the soil profile was carried out. Once the information obtained by producers, students and teachers was analyzed using the MESMIS reference framework, the farm design was carried out and the system of indicators proposed for its management was established.

RESUMEN La agricultura urbana y periurbana ha sido reconocida como una estrategia fundamental en el logro de la seguridad alimentaria, lo que hace necesaria una caracterización de tales sistemas y la implementación de sistemas de evaluación de su sostenibilidad, que conduzcan a una gestión más eficiente de los mismos. Se presentan propuestas de sistemas de indicadores relacionados con el manejo del recurso suelo, construidos de manera participativa, en dos áreas productivas periurbanas y una urbana. A partir del análisis previo de cada agro ecosistema se construyó la matriz FODA y se realizó la evaluación del perfil de suelo. Una vez analizada la información obtenida por productores, estudiantes y profesores empleando el marco referencial MESMIS, se procedió a realizar el diseño predial y establecer el sistema de indicadores propuesto para su gestión.

Temperature-Humidity Recording System Applied to a Hexapod Robot for Artificial Pollination in Agriculture

ABSTRACT This paper presents the research results in the design of a radio frequency module to send humidity and temperature data to a Host-Local for management of information in a database. The operability of the system was achieved through the design of a Graphical User Interface, which was designed in JAVA language. The emitter module is installed on the back of a hexapod robot, designed for complex walks in agricultural lands, which in the future has the mission of carrying out artificial pollination processes. The technical objectives of the project are referred, as well as the maps of the software design through the UML diagram resource, the description of the layers of the software architecture for sending data, the design of the GUI and its connection with the local database created in MySQL. Finally, the graphic evidence of the operation of the system, the assembly in the hexapod robot and the technical conclusions with goals to work on future results are shown.

RESUMEN En el presente artículo se expone los resultados de investigación, en el diseño de un módulo de radio frecuencia que permite el envío de datos de humedad y temperatura, a un Host-Local para la administración de la información en una base de datos, la operatividad del sistema se logró por medio del diseño de una Interfaz Gráfica de Usuario, la cual se diseñó en lenguaje JAVA, el módulo emisor es instalado en el dorso de un robot hexápodo, diseñado para caminatas complejas en terrenos de agricultura, que a futuro tiene la misión de realizar procesos de polinización artificial. Se exponen los objetivos técnicos del proyecto, también los mapas del diseño de software a través del recurso de diagramas UML, la descripción de las capas de la arquitectura de software para el envió de datos, el diseño de la GUI y su conexión con la base de datos local creada en MySQL, finalmente se muestran las evidencias gráficas del funcionamiento del sistema, montaje en el robot hexápodo y las conclusiones técnicas con metas para trabajar en resultados a futuro.

Affectations Caused to Mechanized Harvest by Weeds of Woody Consistency

ABSTRACT Weeds cause severe damage to crops with large economic losses. In Cuba, in the latter, a group of woody weeds have invaded agro-ecosystems, mainly those linked to sugarcane activity, as a consequence of inadequate crop management. The present work was carried out with the objective of determining the effects caused to the mechanized harvest by the species A. procera, of woody consistency, in “Eulalio García” Sugarcane Production Farm, in Mayabeque Province in western Cuba. Blocks and fields were selected in which strips formed by 10 furrows were established, spaced at 1.6 m, which were consecutively numbered for random selection in the sample formation process, which was constituted with 30% of the fringes formed in each field. The time lost due to the obstruction of the weeds was evaluated by measuring the time elapsed from the moment the cutting activity was interrupted by the appearance of the obstacle until its restart once it had been overcome. Statistical processing included the calculation of central tendency and dispersion statistics and analysis of variance. Significant differences were found in the number of obstacles between fields and strips due to the heterogeneous distribution of plants in the area. The average time used to clear the obstacles was 26 seconds and the total time in the entire test was 0.29 hours.

RESUMEN Las malezas causan severas afectaciones en los cultivos con cuantiosas pérdidas económicas. En Cuba en los últimos años varias especies de malezas de consistencia leñosas han invadido los agro-ecosistemas, principalmente los vinculados a la actividad cañera, como consecuencia del inadecuado manejo del cultivo. Es por ello que se realizó el presente trabajo con el objetivo de determinar las afectaciones causadas a la cosecha mecanizada por la especie A. procera, de consistencia leñosa, en la unidad productora de caña Eulalio García, en la provincia Mayabeque en el occidente de Cuba. Se seleccionaron bloques y campos en los que se establecieron franjas formadas por 10 surcos, espaciados a 1,6 m, las que fueron enumeradas consecutivamente para su selección al azar en el proceso de formación de la muestra, la que se constituyó con el 30% de las franjas constituidas en cada campo. Se evaluó el tiempo perdido por obstrucción de las malezas mediante la medición del tiempo transcurrido desde el momento de la interrupción de la actividad de corte por la aparición del obstáculo hasta su reinicio una vez superado este. El procesamiento estadístico contempló el cálculo de los estadígrafos de tendencia central y de dispersión y análisis de varianza. Se encontraron diferencias significativas en el número de obstáculos entre los campos y franjas debido a la heterogénea distribución de las plantas en el área. El tiempo promedio empleado en salvar un obstáculo fue de 26 segundos y el tiempo total en toda la prueba fue de 0,29 horas.

Surface Engineering. Application on Wear

ABSTRACT In this article, engineering surface application is introduced as a new concept. The basis of this concept is the understanding that different surface technologies are applied to design of existing engineering components but, it is necessary to know that surface engineering would cover only part of the design of the component, the surface treatment to be applied should also be known. This is because, surfaces with a high index of hardening due to deformation, are resistant to severe adhesive wear, abrasion and pickling, but they should not have the same resistance to other types of wear. It means that a correlation must be established between the surface quality and the pickling resistance. In this article, it is shown that the use of high compatibility metallic materials is preferred and that a correlation can be established between the surface quality and the pickling resistance by a simple number. The selection of materials and the methods of obtaining the engineering surfaces for tribological applications, depends to a large extent on the mechanism and particular type of predominant wear. Therefore, the selection of materials resistant to wear will be analyzed depending on the type of wear in question.

RESUMEN En este artículo se introduce un nuevo concepto: La aplicación de la ingeniería de superficies. La base de este concepto es el comprender que diferentes tecnologías superficiales son aplicadas en el diseño de los componentes de ingeniería que existen, pero es necesario conocer que las superficies de ingeniería cubrirán parte del diseño del elemento, pero debe conocerse también sobre el tratamiento superficial a aplicar. Esto se debe, que las superficies con un alto grado de endurecimiento debido a la deformación son resistentes a un severo desgate adhesivo, a abrasión y al decapado, pero no deben tener la misma resistencia a otros tipos de desgate. Esto significa que debe establecerse una correlación entre la calidad superficial y la resistencia al decapado. En este artículo se muestra que el empleo de materiales metálicos de alta compatibilidad es preferible y que siempre debe establecerse una correlación entre la calidad superficial y la resistencia al decapado mediante un simple valor numérico. La selección de materiales y los métodos de obtención de las superficies ingenieras, para las aplicaciones tribológicas, depende en gran medida del mecanismo y el tipo particular de desgaste predominante. Así, la selección de materiales resistentes al desgaste será analizado en función del tipo de desgate.