ARTÍCULO ORIGINAL

Indicadores de operación conjunto tractor MF 275-cosechadora KUHN MC 90S TWIN de maíz forrajero

Dr. C. Pedro Antonio Valdés Hernández^{*  I} 
http://orcid.org/0000-0002-8570-0895

MSc. Pascual Daniel Crespo Torres^II 
http://orcid.org/0000-0002-9894-9032

MSc. María Victoria Gómez Águila^III 
http://orcid.org/0000-0001-9603-2856

^IUniversidad Agraria de La Habana, Facultad de Ciencias Técnicas, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba.

^IIUniversidad Politécnica Tecnológica del Estado de Trujillo, Estado Trujillo, Venezuela.

^IIIUniversidad Autónoma Chapingo, Departamento de Ingeniería Mecánica Agrícola, Texcoco de Mora, México.

RESUMEN

En la investigación realizada se presenta como objetivo la determinación de los indicadores de operación del conjunto tractor MF 275, la cosechadora KUHN MC 90S TWIN de maíz (Zea Mayz) forrajero y el remolque, perteneciente a la finca “La Ceibana” del estado Trujillo. En este trabajo se obtuvo que el tiempo de explotación del ensayo corresponde a 82 h y el tiempo limpio 17,77 h representando un 21,7 %, lo que significa un consumo de tiempo improductivo de un 78 %y un coeficiente de utilización del tiempo de explotación del 22 %, por lo que existe reserva para la mejora de la eficiencia del proceso de cosecha del maíz forrajero.Se obtuvo una productividad por hora de tiempo limpio de 5 868,84 kg/h y una productividad por hora de tiempo de explotación de 1 271,42 kg/h, lo que se encuentra acorde a las características técnicas de la máquina.Se obtienen valores medios para cada turno de control, en el caso de la masa de 5 487,37 kg, una velocidad de 3,13 km/h y un consumo de combustible de 50,24 L, lo que arroja un valor de 12,56 L/h de explotación, el cual se encuentra dentro del rango de trabajo para este tipo de conjunto agrícola, con coeficientes de variación por debajo del 15,7 %, lo que significa una baja dispersión de los datos obtenidos y se apreció una distribución normal de los datos obtenidos.

Palabras clave: tiempos de explotación; productividad; coeficientes

INTRODUCCIÓN

Las gramíneas y leguminosas constituyen la fuente de alimentación animal más económica de la que dispone un productor para mantener a sus animales sanos, con niveles de productividad aceptables y entre las variedades por excelencia el maíz forrajero (^{FAO, 2005}). La producción de maíz a nivel mundial es mayor que cualquier otro cereal. Anualmente, es de 850 000 000 t en grano que se cultiva en una superficie de 162 000 000 ha, con una producción promedio de 5,2 t/ha. Los mayores productores son los EEUU y China con 37 y 21 % del total respectivamente, siendo EEUU también el principal productor de maíz forrajero con 2,6 000 000 de ha cultivadas, o sea menos del 10 % del área destinada al maíz en grano, seguido de Alemania y Francia de la UE. La producción de los países mayores productores del maíz en grano asciende a: Estados Unidos con una producción de 365 659 000 t, seguido por China (217 000 000 t), Brasil (75 000 000 t), la Unión Europea (68 346 000 t), Ucrania (26 000 000 t), y Argentina (23 000 000 t). Los tres exportadores principales son los EEUU, Argentina y Brasil, según ^{Yara Argentina (2019)}.

En América Latina tropical, tradicionalmente la leche era producida, principalmente, en sistemas especializados y de doble propósito. Con frecuencia, se ha considerado que este último es ineficiente, de baja productividad y poco rentable. Sin embargo, ha persistido a través del tiempo e incrementado sustancialmente su importancia como abastecedor de leche y carne debido a sus ventajas comparativas para producir a bajo costo y generar fuentes de trabajo. El aporte de este sistema en la producción de leche en el trópico americano supera el 50% (^{Seré, 1986}). En Brasil y Colombia se estima que el 35% y el 51% de la leche respectivamente, provienen de este sistema, mientras que, en Venezuela, el aporte se calcula en la actualidad sea superior al 90 % debido a la casi total desaparición de las ganaderías lecheras especializadas (^{Soto, 2005}).

En muchas fincas se observa un deficiente manejo y aprovechamiento de las pasturas, en particular lo referente al control de la carga animal, sobre o subpastoreo, enmalezamiento y disminución de la persistencia del recurso pastizal con pérdidas en la producción y el beneficio económico. Se estima que no menos del 50 % de estas pasturas se encuentran en estadios avanzados de degradación observándose en ellas una disminución considerable de su productividad potencial (^{Faria, 2006}).

El estado Trujillo se encuentra localizado en la zona occidental de Venezuela y abarca 740 000 hectáreas, de las cuales solamente 130 000 ha se utilizan en explotación con rumiantes. En la mayoría de los casos las áreas de pastoreo están constituidas por gramíneas nativas de baja calidad nutritiva, se encuentran mal manejadas y hay poca presencia de árboles y arbustos en los potreros; esta situación, conjuntamente con otros factores psicosociales y tecnológicos, ha generado un déficit de 60% en los rubros leche y carne en la última década (^{Torres, 2007}).

En la mayoría de los sistemas de producción de rumiantes del Estado, la utilización del follaje de arbóreas como fuente de nutrimentos para el ganado es escasa, y en muchos casos la biomasa de los árboles y arbustos es aprovechada ocasionalmente por los animales en pastizales o en zonas de bosques secundarios, ya que la mayoría de los productores solamente reconocen el potencial de estas especies para la delimitación de linderos y/o como árboles que proporcionan sombra y madera. Aun cuando existen numerosas especies vegetales de amplia distribución geográfica que son representativas de la Zona Baja Trujillana, el potencial nutritivo y la factibilidad de uso como forraje de la mayoría de ellas para bovinos no ha sido documentado en las condiciones del Pie de Monte Andino (^{Garcia & Medina, 2006}).

Por tal motivo es necesario la aplicación de las nuevas tecnologías para alimentación de los animales fundamentalmente para las épocas de seca es necesario crear áreas forrajeras básicamente de gramíneas caña de azúcar, kingrass, maíz, pastos, especies leguminosas, entre otras, lo cual genera una alta demanda de tecnologías mecanizadas para el procesamiento de estas nuevas fuentes de alimentos en las unidades de producción ganadera.

Para ser cosechados y procesados estos cultivos en las unidades ganaderas, las mismas deben contar con máquinas cosechadoras y picadoras de forrajes que se adecuen a las condiciones de producción de la finca. Estos equipos asumen un importante papel dentro de las unidades, ya que durante el desmenuzado de estos, realizan su ruptura física, debido al alto contenido de fibra, lo que facilita una digestión más rápida y contribuye a un mayor aporte de nutrientes al rumiante y a su vez favorece a mayores consumos, por lo que resulta necesario garantizar la calidad del trabajo, con partículas menores a los 15-20 mm para consumo fresco y por debajo de 5 mm para la fabricación de piensos ^{Delgado (2005)} & ^{Valdés et al. (2012)}, aspecto a tener en cuenta para la adquisición de dichas máquinas. Por lo que es necesario el desarrollo de tecnologías mecanizadas para procesamiento del forraje de los diferentes cultivos, para su obtención en la forma más adecuada durante su alimentación. La determinación de los indicadores tecnológicos y de explotación de dichas máquinas, constituyen parámetros fundamentales a tener en cuenta para llegar a la obtención de un proceso productivo adecuado y de mayor eficiencia (^{Valdés et al., 2015}; ^{De las Cuevas Milán et al., 2015}).

Por otro lado se han realizadoinvestigaciones relacionadas con la evaluación de parámetros explotativos de los diferentes conjuntos agrícolas, que permiten realizar un incremento en la eficiencia organizativa del proceso tecnológico de las actividades agrícolas. En Cuba varios autores han realizado estudios en esta dirección como ^{Miranda et al. (2002)}; ^{Morejón et al. (2012)}; ^{Miranda et al. (2013)}, que evaluan losindicadores de explotación de las cosechadoras de arroz New Holland L-520, CLAAS DOMINATOR y de los medios de transporte utilizados en el proceso cosecha-transporte del arroz en el Complejo Agroindustrial “Los Palacios” respectivamente. Asimismo, ^{Matos et al. (2010)}; ^{Matos & García (2012)}; ^{De las Cuevas et al. (2014)} realizan estudios similares, pero para las cosechadoras de caña Case-7000, CAMECO y para los camión es en la transportación de la caña respectivamente. Por otro lado ^{Ortiz et al. (2011)}; ^{Olivet et al. (2012)} realizan la evaluación tecnológica y de explotación para conjuntos de máquinas en la labor de rotura y surcado para el cultivo del boniato respectivamente.

Los estudios mencionados han estado dirigidos a otros tipos de máquinas dentro de las cuales no se encuentra la maquina cosechadora de maiz forrajero objeto de estudio, utilizada en el procesamiento de forraje para la producción de alimento animal.

Partiendo de estos antecedentes se desarrolla la presente investigación, que presenta como objetivo: Determinar los indicadores de operación del conjunto tractor MF 275, la cosechadora KUHN MC 90S TWIN de maíz (Zea Mayz) forrajero y el remolque, como alimento para bovinos en la Finca Agropecuaria “La Ceibana”, del estado Trujillo, Venezuela.

MATERIALES Y MÉTODOS

Caracterización de las condiciones experimentales de la parcela experimental y conjunto objeto de estudio

La investigación se realizó en la Finca “La Ceibana”, del municipio La Ceiba, del Estado Trujillo, con instalaciones para la alimentación y crianza de ganado bovino. Se empleó el conjunto tractor MF 275 y la máquina cosechadora de forraje: KUHN MC 90S TWIN, con accionamiento del árbol toma de fuerza, según Figura 1). Se identifica la variedad de maíz forrajero para su cosecha y transporte. Se obtienen los valores promedios de temperatura y precipitaciones de dicho municipio, según ^{INAMEH-Venezuela (2015)}. La caracterización de las condiciones naturales de la parcela se realiza de acuerdo a la norma ^{NC 34-47: 03 (2003)}, adaptada a las características de la investigación desarrollada.

El área cosechada presenta dimensiones de 120 m x 80 m (9 600 m²) y un total de aproximadamente 5 ha para el ensayo de la cosechadora, con un promedio de 80 cm entre surcos y 30 cm entre plantas lo que permite densidades de 6 plantas/m² alcanzando alrededor de más de 50 000 plantas/ha, de maíz de semilla variedad MB 258-CG, procedente de Colombia.

FIGURA 1 Conjunto formado por el tractor MF 275 y la cosechadora KUHN MC 90S TWIN. 

El Municipio La Ceiba, es uno de los veinte municipios que forman parte del Estado Trujillo, en Los Andes de Venezuela, su capital es la población de Santa Apolonia. El Municipio La Ceiba está ubicado en la zona baja, al oeste del estado Trujillo y al este del Lago de Maracaibo, en la tabla 1 se exponen las características más importantes de la zona y en la figura 2 se puede observar la división territorial.

TABLA 1 Características más importantes de la Agropecuaria La Ceibana 

Fecha de evaluación del conjunto	abril-mayo 2015
Tipo de suelo	Entisoles
Textura	Arcilloso-limosa
Relieve	Planicie
Altitud	2 m.s.n.m
Precipitación media anual	600 a 1000 mm/año
Temperatura media anual	30 ºC

Fuente: ^{INAMEH-Venezuela (2015)} & ^{TURITRUJILLO (2015)}.

Características del conjunto tractor-maquina cosechadora de forraje

Las características técnicas del tractor MF 275 fundamentales, consisten en una potencia a régimen nominal de 62,25 kW y una frecuencia de rotación nominal en el árbol toma de fuerza (TDF) de 540 min^-1, empleado durante la evaluación de los indicadores de explotación. En la tabla 2 se puede observar las características técnicas de la cosechadora de Maíz KUHN MC 90S TWIN empleada durante la evaluación de los indicadores de explotación.

FIGURA 2 Municipio La Ceiba de Estado Trujillo-Venezuela. 

TABLA 2 Especificaciones Cosechadora de forraje KUHN MC 90S TWIN 

CARACTERÍSTICAS	KUHN MC 90S TWIN
Numero de filas a cosechar	2
Altura (cm)	325
Ancho (cm)	295
Masa (kg)	550
Numero de cuchillas picadoras	10
Numero de palas	5
Frecuencia de rotación a la entrada de la maquina/frecuencia de rotación del órgano de trabajo (salida)	540/1000
Longitud de trituración (mm)	4 y 6
Separación entre filas de centro a centro (cm) de los surcos	68/75/80

Fuente: ^{Agroterra (2015)}.

En la Tabla 3 se presentan las características técnicas del remolque empleado.

TABLA 3 Características técnicas del remolque 

Consumo de potencia del tractor	22,35 kW
Carga máxima autorizada	15 000 kg
Peso sin carga (Tara)	4 600 kg
Dimensiones exteriores	4 600 x 2 400 mm
Dimensiones interiores	4 590 x 4 300 mm
Lateral	800 mm
Sobrelateral	500 mm
Cajón fabricado con chasis de Acero estructural F-142

Fuente: ^{Agroterra (2015)}.

Determinación de los indicadores de operación del conjunto

Para recoger y elaborar los datos del cronometraje se utilizó la norma ^{NC: 34-37: 03 (2003)}. La duración de cada operación se determina por la diferencia del tiempo del comienzo de ésta, (final de la operación anterior) y el tiempo final de la misma. La diferencia obtenida se anota en la columna de "tiempo empleado", frente a la operación de la columna "Designación de las operaciones e interrupciones". Para la determinación de los índices de explotación y tecnológicos se clasifican los tiempos del modelo de cronometraje, según lo establecido en la ^{NC: 34-37: 03 (2003)}.

Para la determinación de la productividad en tiempo limpio W ₁ , se pone en funcionamiento la maquina cosechadora realizando su trabajo útil durante su movimiento por el campo, y la cantidad de masa cosechada procesada (Q), se mide con una balanza de 1 kg de precisión, como se observa en la Figura 3.

FIGURA 3 Bascula utilizada para obtener la cantidad de masa cosechada. 

El tiempo del comienzo y final del proceso de cosecha de los tallos de maíz en el campo (T ₁ - tiempo limpio), así como los demás tiempos establecidos, se realiza usando un cronómetro digital de 1s de precisión.

Para la evaluación y la determinación de los diferentes tiempos de explotación, productividad y los coeficientes, se utilizó el programa de computación “Evaluación Tecnológica Explotativa” (TECEXP) diseñado para la determinación de los índices tecnológicos y de explotación de las máquinas agropecuarias y forestales (^{De las Cuevas et al., 2008}).

La evaluación se realiza para un área de 5 ha, donde se realizan 4 turnos de control, con un mínimo de 15 h de tiempo limpio de trabajo del conjunto y además se miden los siguientes parámetros:

Longitud (L) y ancho del campo, con cintas métricas de 50 m de longitud y una precisión de 5 mm.

Velocidad de trabajo (V) mediante la expresión:

$V=L/t, m/s,$ (1)

donde:

L -	longitud del campo, m;
t -	tiempo en recorrer la longitud L, s.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Resultados de los indicadores de operación del conjunto Tractor MF 275, cosechadora de forraje KUHN MC 90S TWIN y el remolque

En la Tabla 4 se exponen los resultados obtenidos de los indicadores tecnológicos de explotación durante la evaluación realizada en la cosecha del maíz forrajero del conjunto, en las instalaciones de la Finca Agropecuaria La Ceibana, del Estado Trujillo, con el empleo del programa “TECEXP”, según (^{De las Cuevas et al., 2008}).

La masa total de forraje cosechado ascendió a un valor de 104,26 t durante todo el cronometraje realizado al conjunto. Un tiempo limpio de 17,77 h (21,7 %) de un total de 82 h de explotación representando un 78,3 % de tiempo improductivo, a una velocidad promedio de 3,13 km/h, la marcha de avance del tractor se ubicó en la quinta velocidad reducida y la doble tracción activa a 2 000 rpm, el conjunto investigado, presentó un coeficiente de utilización del tiempo de explotación bajo del 22 %, característico de este tipo de implemento, producto del consumo de tiempo improductivo al descargar el material (T22), el resto del tiempo fue empleado en paradas tecnológicas (T31), (T33) y (T42) con un total de 11 casos, producto del reemplazo de correas, fugas de aceite en el sistema hidráulico y ponches en el sistema de rodaje. El traslado del taller al campo y viceversa (T61), donde solo se detuvo el proceso por ocurrencia de fallas técnicas al finalizar la jornada producto del peritaje técnico.

El coeficiente de seguridad técnica (K42) es del 77 %, aceptable ya que el equipo presenta adecuadas condiciones técnicas para el proceso productivo, resultados similares obtuvo ^{González & Lora (2013)} al evaluar los parámetros de explotación y económicos en el corte de forrajes con diferentes maquinas cosechadoras (67 %).

Una productividad por hora de tiempo limpio de 5,87 t/h y un gasto de combustible medio de 50,54 L/jornada, aproximadamente 12,56 L/h de explotación el cual se encuentra dentro del rango de trabajo para este tipo de conjunto agrícola.

TABLA 4 Indicadores de explotación del conjunto formado por el tractor Massey Ferguson MF 275, la cosechadora KUHN MC 90S TWIN y el remolque 

No	Denominación de los Índices	U/M	Índices
1	Volumen de trabajo realizado	kg	104 260,0
2	Duración de la observación cronométrica	h
	Tiempo limpio (T1)		17,770
	Tiempo operativo (T02=T1+T2)		65,750
	Tiempo productivo (T04=T1+T2+T3+T4)		79,310
	Tiempo de turno sin fallos (Tt=T1+T2+T3+T5+T6+T7)		75,080
	Tiempo de explotación (T07=T1+T2+T3+T4+T5+T6+T7)		82,000
3	Productividad por hora:	kg/h
	De tiempo limpio		5 868,84
	De tiempo operativo		1 585,62
	De tiempo productivo		1 314,62
	De tiempo de turno sin fallos		1 388,67
	De tiempo explotativo		1 271,42
4	Productividad por 8 horas	kg/h
	En tiempo de turno sin fallos (Wt)		10 593,36
	En tiempo explotativo (W07)		9 741,56
5	Coeficiente de seguridad tecnológica (K41)		1,000
6	Tiempo de eliminación de desperfectos técnicos	h	1,73
	Cantidad de casos		11
	Volumen de trabajo realizado por cada falla	kg	4 631,14
7	Coeficiente de seguridad técnica (K42)		0,77
8	Coeficiente de utilización del tiempo productivo (K04)		0,23
9	Coeficiente de utilización del tiempo explotativo (K07)		0,22

Los resultados obtenidos del ensayo en campo de los tiempos de explotación, así como la productividad obtenida para cada tiempo se muestran también de forma gráfica en las Figuras 4 y 5. La productividad en tiempo limpio ascendió 5 868,84 kg/h, la cual se encuentra acorde a las características técnicas de la máquina.

En la tabla 5 se muestran los resultados del análisis estadístico descriptivo realizado a la masa de forraje cosechada en cada turno de control, la velocidad y el gasto de combustible del conjunto Tractor-Cosechadora-Remolque. Se aprecian valores medios para cada turno de control en el caso de la masa de 5 487,37 kg, velocidad 3,13 km/h y un consumo de combustible por cada jornada de trabajo de 50,24 L, con coeficientes de variación por debajo del 15,7 %, lo que significa una baja dispersión de los datos obtenidos y se apreció una distribución normal de los datos obtenidos.

FIGURA 4 Duración de la observación de los diferentes tiempos de explotación. 

FIGURA 5 Productividad por hora del conjunto. 

TABLA 5 Estadísticos del conjunto tractor-cosechadora-remolque 

Indicador	Masa (kg)	Velocidad (km/h)	Gasto combustible. (L)
Media	5487,37	3,13	50,24
Desviación típica	705,14	0,10	4,25
Coeficiente de variación	15,7%	3,24%	8,46%

CONCLUSIONES

• El tiempo de explotación del ensayo corresponde a 82 h y el tiempo limpio 17,77 h representando un 21,7 %, lo que significa un consumo de tiempo improductivo de un 78 %y un coeficiente de utilización del tiempo de explotación del 22 %, por lo que existe reserva para la mejora de la eficiencia del proceso de cosecha del maíz forrajero.

• Se obtuvo una productividad por hora de tiempo limpio de 5 868,84 kg/h y una productividad por hora de tiempo de explotación de 1 271,42 kg/h, lo que se encuentra acorde a las características técnicas de la máquina.

• Se obtienen valores medios para cada turno de control, en el caso de la masa de 5487,37 kg, una velocidad de 3,13 km/h y un consumo de combustible de 50,24 L, lo que arroja un valor de 12,56 L/h de explotación, el cual se encuentra dentro del rango de trabajo para este tipo de conjunto agrícola, con coeficientes de variación por debajo del 15,7 %, lo que significa una baja dispersión de los datos obtenidos y se apreció una distribución normal de los datos obtenidos.

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Recibido: 12 de Diciembre de 2020; Aprobado: 18 de Junio de 2021

^*Author for correspondence: Pedro Antonio Valdés Hernández, e-mail: [e-mail]