SOFTWARE

Sistema automatizado para determinar medios de transporte, en la cosecha mecanizada de caña de azúcar

Héctor R. de las Cuevas-Milán^{I  *} 
http://orcid.org/0000-0002-0467-9749

Idaris Gómez-Ravelo^II 
http://orcid.org/0000-0002-9529-5993

Yanara, Rodríguez-López^I 
http://orcid.org/0000-0002-8169-8433

Pedro Paneque-Rondón^I 
http://orcid.org/0000-0003-1769-7927

Mario Ignacio Herrera-Prat^III 
http://orcid.org/0000-0002-9404-6039

^IUniversidad Agraria de La Habana (UNAH), Facultad de Ciencias Técnicas, Centro de Mecanización Agropecuaria (CEMA), San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba.

^IIUniversidad Agraria de La Habana (UNAH), Facultad de Cultura Física, Departamento de Didáctica de la Educación Física, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba.

^IIIMinisterio de Educación Superior, Vedado, Plaza, La Habana. Cuba.

RESUMEN

El presente trabajo tiene como objetivo desarrollar el sistema automatizado DCMT, el cual realiza la determinación de la cantidad de medios de transporte, en el proceso de cosecha mecanizada de la caña de azúcar, para diferentes distancias de transportación, rendimiento del campo y capacidad de los medios de transporte empleados (20 y 60 t). El sistema se encuentra basado en ecuaciones con ajuste lineal, a partir de la modelación analítica que realiza el software SMCTCA elaborado por De las Cuevas y colaboradores en 2016. Se brinda el panel de control principal y los vínculos que permiten al usuario, la interacción con las diferentes partes que lo conforman. Siendo posible la evaluación del proceso mecanizado de cosecha y transporte de caña de azúcar, para diferentes condiciones de explotación, posibilitando la organización racional del sistema con el incremento del coeficiente de utilización del tiempo, la productividad y la disminución de los gastos de explotación.

Palabras clave: transportación; rendimiento del campo; productividad; modelación analítica

INTRODUCCIÓN

En Cuba se han introducido sistemas tecnológicos que incluyen novedosas máquinas cosechadoras, sembradoras y transporte con auto-basculante. Con el objetivo de reducir los daños a los campos cañeros producto de la cosecha mecanizada, se introduce el sistema de transporte denominado, tiro partido o trasbordo de caña, mediante remolques o semirremolques auto basculantes tirados por tractor de mediana y alta potencia dentro del campo, y el empleo de camiones con remolques para el tiro hacia el basculador de la industria (^{Paneque, 1988}). Se pretende con esta tecnología, una disminución de los costos de la cosecha y la mejora de la calidad del material, que va a la industria. (^{Paneque et al., 2018}; ^{López et al., 2021}).

La cosecha de la caña de azúcar es un proceso riguroso, que exige un alto grado de organización y coordinación de todos los factores que intervienen en el proceso tecnológico. Durante la misma, se incurre como promedio en el 40% de los gastos dedicados a la producción de la caña, por lo que se requiere de una máxima organización en todas las acciones que comprende, desde el campo hasta el basculador, dando especial importancia a la instrumentación de las nuevas tecnologías, que permitirán optimizarla como son: los nuevos equipos de cosecha, organización a partir de su informatización y el control de flota mediante su geo-posicionamiento (^{Paneque, 2010}; ^{Daquinta et al., 2018}).

^{Castillo et al. (2021)} plantean, que las evaluaciones de las máquinas agrícolas se realizan generalmente según la norma cubana ^{Iagric (2013)}, según el método del fotocronometraje, siendo posible identificar los tiempos utilizados en el proceso productivo y definir los indicadores de explotación de los conjuntos agrícolas y máquinas autopropulsadas (cosechadoras de caña de azúcar). Dentro de estas investigaciones se mencionan las realizadas por los autores siguientes: ^{Suárez et al., (2006a}; ^2006b); ^{Matos & López (2011)}; ^{Daquinta et al. (2014)}; ^{de la Rosa et al. (2014)} y otros.

En Cuba, a partir de la organización del transporte de la caña de azúcar surgen pérdidas que no se solucionan de inmediato. En el caso específico de la Unidad Empresarial de Base (UEB), Atención a Productores Cañeros “Héctor Molina Riaño”, han surgido problemas no solo industriales, sino a su vez se han manifestado problemas de orden organizativo y productivo (^{Rodríguez et al., 2020}).

En el caso del transporte, el mayor problema se encuentra definido por el desbalance entre el número de combinadas y la cantidad de medios de transporte. Debido a esto, el tiempo operativo del transporte no sobrepasa el 40 %, dado fundamentalmente por el elevado índice de interrupciones del transporte, donde alcanza valores cerca del 50 % como promedio, esto es debido a la espera para el abastecimiento de caña, interrupciones de la combinada y la espera para descargar en el basculador (^{Suárez et al., 2006a}; ^{Matos et al., 2010}).

Teniendo en cuenta lo antes planteado, el objetivo del presente trabajo consiste, en desarrollar el sistema automatizado DCMT, para la determinación de la cantidad de medios de transporte, en la cosecha mecanizada de la caña de azúcar, para diferentes condiciones de explotación.

MATERIALES Y MÉTODOS

Caracterización del proceso tecnológico, del sistema mecanizado de cosecha y transporte de caña de azúcar

Durante el corte de la caña de azúcar por la cosechadora, un tractor movedor con remolque auto basculante, se traslada paralelo a ella mientras se llena, posteriormente el tractor movedor, se trasladan llenos hasta la cabecera del campo, llenando al camión y a los remolques acoplados al mismo, donde se forman los trenes de remolques con el camión. A continuación, se traslada hasta el basculador del central donde se realiza la descarga.

Metodología empleada para el desarrollo del sistema automatizado

La implementación de una metodología para la confección del software, que implica la organización de procesos en cadena, como la cosecha mecanizada de caña, permite acelerar los análisis en el proceso para la toma de decisiones, como es el caso de los sistemas organizativos en la agricultura. Siendo necesario tener en cuenta todas las variables que participan en el proceso tecnológico como: distancia de transportación, rendimiento del campo, capacidad de los medios de transporte, entre otros, permitiendo con antelación las posibles soluciones.

Para el desarrollo del sistema automatizado para la determinación de la cantidad de medios de transporte (DCMT), se realizó la modelación del sistema mecanizado de transporte y cosecha de la caña de azúcar, mediante el software SMCTCA, desarrollado por ^{De las Cuevas et al. (2016)}, para diferentes condiciones de explotación.

Como criterio de optimización se escogió los máximos valores del coeficiente de utilización del tiempo, durante el proceso tecnológico, garantizando, que la cosechadora no se detenga durante el corte por falta de medios de transportes, o sea, que la sincronización entre estos, sea la más racional.

A partir de disímiles corridas del software (SMTCA), para diferentes condiciones de explotación y capacidades de medios de transporte (20 y 60 t), se definen las curvas de comportamiento, para diferentes distancias del campo hasta el basculador del central (5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 y 100 km) y ocho rendimientos de campo (20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 y 90 t/ha).

Se elaboró una batería de curvas de comportamiento para todas las variantes analizadas, definiéndose las ecuaciones mediante un ajuste lineal. Siendo las mismas la base metodológica para el cálculo de la cantidad de medios de transporte, del sistema automatizado DCMT.

Sistema automatizado para la determinación de la cantidad de medios de transporte en el sistema mecanizado de cosecha y transporte de caña de azúcar

El sistema "DCMT" se desarrolló sobre plataforma de trabajo EXCEL para Windows, a partir del diagrama de flujo sintetizado que se muestra en la Figura 1. Según éste esquema, se determina la cantidad de medios de transporte para once distancias del campo, al basculador del central (Lx, 5 a 100 km), según el rendimiento y capacidad de carga del medio de transporte seleccionado. Además, brinda el gráfico de comportamiento de las variables antes mencionadas.

FIGURA 1 Diagrama de flujo sintetizado del sistema automatizado DCMT. 

El sistema consta de un Panel de Control Principal interactivo (Figura 2), que permite el vínculo del usuario con cada una de las partes que lo conforman. Se utiliza para la selección del rendimiento del campo en formato de control de selección múltiple y selección simple, para escoger la capacidad de los medios de transporte. Posee además un botón de hipervínculo que permite la transferencia hacia la hoja de cálculo para la determinación de los medios de transporte (Figura 3), donde se ofrece una panorámica en forma de tabla, en función de la distancia y el rendimiento agrícola, así como, un comportamiento gráfico, los cuales permiten definir de forma rápida y precisa la necesidad de medios de transporte, para las condiciones de explotación seleccionadas anteriormente.

Dentro del Panel de Control existe además un botón “Acerca de”, que accede a los nombres y apellidos de los autores, versión, logotipo y dirección del centro de trabajo, etc.

Todas las partes que conforman el sistema automatizado, presentan un botón de hipervínculo que accede al Panel de Control Principal de forma rápida.

FIGURA 2 Panel de control principal del sistema automatizado DCMT. 

FIGURA 3 Determinación de la cantidad de medio de transporte. 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Con vistas a realizar un análisis de la variación que experimenta la cantidad racional de medios de transporte, según el criterio de maximizar el coeficiente de utilización del tiempo de las cosechadoras, a partir el sistema automatizado DCMT. Realizamos a continuación la evaluación para la cosechadora CASE, con rendimientos del campo de 40 t por hectáreas y medios de transporte con camión Howo Sinotruk (20 t) y dos remolques de 20 t cada uno.

Podemos apreciar en la Figura 4, que, hasta una distancia de 40 km, la variante más racional, desde el punto de vista de máximo coeficiente de utilización del tiempo, es aquella que emplea tres medios de transporte de 60 t de capacidad total. Superior a esta distancia y hasta 80 km, la variante que utiliza tres medios de transporte resulta la más racional y con cinco para distancia entre 90 y 100 km, entre el campo y el centro de acopio del central azucarero.

Éste comportamiento es aceptable, ya que a medida que aumente la distancia de transportación, se hace necesaria una mayor cantidad de medios de transporte, para garantizar un comportamiento estable del coeficiente de utilización del tiempo, en un entorno del 80%. Lo cual permite una productividad estable de la cosechadora y mínimos gastos de explotación, del sistema mecanizado de cosecha y transporte de la caña de azúcar.

FIGURA 4 Medios de transporte de 60 t y rendimientos del campo de 40 t/ha. 

CONCLUSIONES

• El sistema automatizado "DCMT" permite definir la cantidad de medios de transporte, según el criterio de máximo coeficiente de utilización del tiempo de las cosechadoras, en el sistema mecanizado de cosecha y transporte de la caña de azúcar, para diferentes condiciones de explotación.

• La aplicación de los resultados del sistema "DCMT" permiten lograr una productividad estable de las cosechadoras, con los mínimos gastos de explotación, con el aumento de la distancia de transportación.

• El software "DCMT" es de fácil manipulación, accediendo a cada una de las partes que lo componen mediante el vínculo del usuario con el Panel de Control.

• Los resultados del sistema "DCMT", permiten definir las variantes de medios de transporte, más racionales, productivos y económicamente más ventajosos, del sistema mecanizado de cosecha y transporte de la caña de azúcar.

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Recibido: 25 de Agosto de 2021; Aprobado: 12 de Noviembre de 2021

^*Author for correspondence: Héctor R. de las Cuevas-Milán, e-mail: [e-mail]