Determinación de las características dimensionales y distribución de los cafetos variedad Caturra Rojo en condiciones de ladera

Determination of dimensional characteristics and distribution of Red Caturra variety coffee trees on slope conditions

Dr.C. Benjamín Gabriel Gaskins Espinosa^I, Dr.C. Idalberto Macías Socarrás^I, Prof. Inv. Johann Mejías Brito^II

^I Universidad de Granma, Facultad de Ciencias Técnicas, Departamento de Ingeniería Agrícola, Bayamo, Granma, Cuba. ]]> ^II Instituto Tecnológico de Colima, Departamento de Mecatrónica, México.

RESUMEN

En Cuba se trabaja desde la década de los 80 en el estudio de la cosecha selectiva de café mediante vibraciones, para la cual es necesario conocer las características dimensionales de las plantas de cafetos, por lo que el presente trabajo tiene como objetivo determinar las características dimensionales y su distribución en el área experimental de la variedad Caturra Rojo; para lo cual se determinaron las dimensiones principales que caracterizan dicho cultivo y se hicieron análisis estadísticos de correlación y regresión para conocer la relación entre las características dimensionales, dispersión y distribución espacial; los resultados obtenidos permitirán caracterizar desde el punto de vista dimensional esta variedad de cafeto en condiciones de ladera, aspecto novedoso para este tipo de estudio.

Palabras clave: cosecha, vibraciones, laderas.

ABSTRACT

 Keywords: harvest, vibration, slopes.

INTRODUCCIÓN

En el Centro de Mecanización Agropecuaria (CEMA) se trabajó en la década de los 80 en el estudio de las características dimensionales de los cafetos con vista a mecanizar la  cosecha mediante vibraciones. Aspecto este que se vuelve a retomar en la actualidad por la importancia que representa el tema para Cuba.

La determinación de los parámetros de diseño y operación de los equipos para el desprendimiento de frutas a partir de la aplicación de vibraciones a los arbustos o sus ramas, es una tarea compleja que no es posible abordar únicamente sobre su base experimental.
]]> Investigaciones realizadas en el CEMA a lo largo de más de 20 años, relacionadas con la determinación de características dimensionales y las propiedades físico-mecánicas de los arbustos  y sus frutos, en condiciones  de las plantaciones  de la provincia  La Habana, permitieron constar con una base de datos primarios para posteriores estudios (Martinez, 1989b).  

Los estudios realizados hasta el momento son representativos en condiciones de llano no así para las condiciones de la montaña, pues más del 70% del Café en Cuba se cultiva en lugares Montañoso y a diferentes alturas sobre el nivel del mar lo que influye en la calidad del grano. 

Por lo que el objetivo del trabajo es determinar las características dimensionales y su distribución en el área experimental de la variedad Caturra Rojo en una localidad montañosa de la provincia Granma.

MÉTODOS

La investigación se realizó en la Cooperativa Cafetalera de San Isidro perteneciente al municipio montañoso de Guisa de la provincia Granma, ubicada a 300 msnm, la variedad objeto de estudio fue Caturra Roja, con un marco de siembra de 0.75 x 2.50 m y una edad de 4 años después de una poda total, bajo sombra (algarroba, varía y cedro), en la cual se considera que el arbusto ha alcanzado su etapa adulta en producción y desarrollo morfológico.

Los arbustos para el muestreo fueron seleccionados con un diseño de completamente aleatorizado, evitando además el efecto de borde, dejando 5 hileras de cafetos por cada lado del campo. ]]>
Se realizó un pre experimento con 25 arbustos y las características dimensionales objeto de medición para los arbustos de cafeto fueron las siguientes:

·         Altura de la planta, h (m)

·         Altura de la copa, hc (m)

·         Diámetro transversal de la copa; dtc (m)

·         Diámetro longitudinal de la copa, dlc (m)

·         Diámetro del tronco, dt (m)

·         Altura del diámetro máximo transversal de la copa; hdmtc (m)

·         Altura del diámetro máximo longitudinal de la copa, hdmlc (m)

·   Altura de las ramas más bajas, hb (m)

·   Perímetro del tronco, pt (m)

·   Longitud o altura de las ramas verticales, Lr (m)

·   Número de ramas verticales (ortotrópicas), zv

·   Diámetro de ramas verticales  en su base (ortotrópicas), drvb (m)

·   Número de ramas horizontales (plagiotrópicas), zh.

La Metodología utilizada para determinar las características dimensiónales de los cafetos fue la propuesta por (Martinez,1989).

Los datos obtenidos  del pre experimento fueron procesados estadísticamente con el programa Statistica 6.0, para determinar los estadígrafos fundamentales, para posteriormente determinar el tamaño de la muestra con el programa SAMPLE 4.0, para un nivel de significación del 90% y un error de la mediana de 10; para nuestros análisis los valores que se tuvieron en cuenta fueron las medianas, por que la media en estos casos no representa claramente el valor promedio según Cue y Muñiz(1987). Además se realizaron análisis de correlación y regresión múltiple para determinar la dependencia entre las variables objeto de estudio.

RESULTADOS

La literatura encontrada sobre cosecha mecánica del café por vibración aplicada a la rama o al tallo, muestra que los estudios teóricos ha sido dirigidos a determinadas características optimas de vibración; es decir, frecuencia y amplitud de la fuerza aplicada, desplazamiento y aceleración en varios puntos a lo largo de la rama, punto de aplicación con referencia a la estructura del arbusto, dirección y tiempo de aplicación y tipos de vibración.

Por lo que conocer la estructura del árbol o arbusto es de suma importancia para conocer la transmisibilidad de las vibraciones a lo largo de las ramas y los puntos óptimos donde se deben aplicar las vibraciones para lograr mayor selectividad.

La configuración  del follaje de los cafetos es muy irregular y dependen en gran medida de la luz que reciben lo cual genera una dispersión de los valores alrededor de la mediana, aunque en todos los casos el error esta por de bajo del 10% estimado en el experimento para un nivel de significación del 90%.

En la tabla siguiente se muestran los resultados de la investigación.
]]> Como se muestra en la Tabla 1 la mediana de población de la altura de las plantas de café variedad Caturra Rojo fue de 2,221 m y tiene una desviación de 0,227 m, este valor se debe a que existen plantas que la intensidad de la luz era mayor que las otras por lo que la altura depende en gran medida de la intensidad luminosa que reciben.

En la Figura 1, se observa que existen puntos donde la altura de la planta es menor, esto se debe a que existían zonas donde la sombra no era la necesaria para este cultivo, aunque la distribución en el área experimental es bastante uniforme, estos resultado son similares a los obtenidos por(Martínez, 1989b), quien obtuvo 2,150 m de altura de la planta y desviación 0,219 m. Los análisis entre las variables teniendo como variable independiente la antes mencionada  con respectos a las otras variables analizada podemos ver que el coeficiente de correlación es alto 0.98 entre esta y la altura de la copa y  el coeficiente de regresión de R²=0.96 por lo que podemos inferir que existe una relación lineal entre estas dos variables, no siendo así para las demás variable donde no se muestra ninguna relación (Figura 2); la altura de la copa, su mediana fue de 1,944 m y tiene una desviación de 0,237 m, esta variable depende en gran medida de la altura de la planta como se pudo apreciar anteriormente, analizando la altura de la copa, se observa que la distribución de esta propiedad en el área experimental es bastante uniforme, aunque existen zonas de menor altura,  estos resultado son similares a los obtenidos por Martínez, 1989b, que resultaron ser de 1,880 m de altura de la planta y desviación 0,215 mm.

Analizando el diámetro del tronco, la mediana fue de 0,0475 m y tiene una desviación de 0,036  m, al igual que la variable antes mencionada este valor se debe a que existen plantas que la intensidad de la luz era mayor que las otras por lo que este depende en gran medida de la intensidad luminosa que reciben es decir que una planta que recibe mayor cantidad de luz tiene mayor diámetro del tronco que otra que recibe menos pues la planta tiende a crecer en busca de la luz.

En la Figura 3 se observa que la distribución de esta propiedad en el área experimental es bastante uniforme,y cuando realizamos un análisis de correlación entre las variable teniendo ésta como variable independiente con respecto a las otras variables analizadas podemos ver que el coeficiente de correlación es 0,68; los resultados obtenidos no difieren de los de (Martínez, 1989b), que fueron el diámetro de 0,054 y una desviación de 0,0443m.

En la Figura 4 se observa el diámetro longitudinal de la copa, cuya mediana fue de 1,130 m, con una desviación de 0,182 mm, la distribución en el área experimental es uniforme, lo que permite  el acceso a diferentes parte de la planta, los resultados obtenidos difieren de los (Martínez, 1989b) que resultaron ser de 1,50 m y desviación 0,167 m en menor medida esto se debe a las condiciones de producción y los obtenidos por el fueron en áreas experimentales. El coeficiente de correlación es bajo -0,30 entre esta y la altura de la planta y el coeficiente de regresión de R²=0.09 por lo que podemos inferir que la relación es inversa es decir que a mayor diámetro longitudinal de la copa menor será la altura de planta, entre esta última y el diámetro del tronco el coeficiente de correlación es 0,34 y el coeficiente de regresión R²=0,13, podemos inferir que existe una colinealidad muy baja entre esta dos variables y con el perímetro del tronco el coeficiente de correlación es 0,39 y el de regresión R²=0,16, en todos los casos analizados anteriormente podemos ver que la variable diámetro longitudinal de la copa tiene una baja colinealidad con las otras analizadas. Figura 5.
]]> Diámetro transversal de la copa la mediana fue de 1,405 m y tiene una desviación de 0,288 m,  podemos decir que este resultado no dificulta la cosecha selectiva del café mediante vibraciones pues la distancia entre hilera de planta 2,50 m por lo que la calle sería de 1,095 m lo cual no dificultaría el paso entre las hileras, se observa que la distribución de esta propiedad en el área experimental es bastante uniforme, los resultados obtenidos por (Martínez, 1989b), la mediana del diámetro transversal de la copa fue 1,750 m y la desviación 0,165 m que no difieren en gran medida de los obtenidos independientemente que fueron evaluados en condiciones distintas. El coeficiente de correlación es bajo -0.43  entre esta y la altura de la rama mas baja 1 y  el coeficiente de regresión de R²=0.18, por lo que podemos decir que existe una relación inversa entre esta dos variables no siendo así para las demás variable donde no se muestra ninguna relación (Figura 6).

La altura de la rama más baja alcanzó una mediana de 0,282 m para una rama para la otra de 0,286 m y la desviación es 0,0502 y 0,066  m respectivamente, en esta investigación se puede decir que esta variable define el tipo de vibrador a utilizar, pues al ser la altura de la rama mas baja menor de 0,40 m imposibilita la utilización de vibradores de tronco según  por lo que en nuestro caso podemos afirmar que no se puede utilizar vibradores de tronco por lo anteriormente planteado; los resultados obtenidos difieren en gran medida de los obtenidos por Martínez, 1989, que resultaron ser de 0,545 m la mediana y la desviación 0,176 m. (Figura 7).

En la Tabla 1, observamos que la altura del diámetro máximo longitudinal y transversal de la copa la mediana fue de 1,443 m y 1,423 m y, tienen una desviación de 0,227 y 0,182 m respectivamente, como podemos apreciar estas variables no dificultan la utilización de vibradores de ramas ya que la distancia entre hilera fue de 2,50 m por lo que la calle fue de 1,057 m y se pude pasar sin dificultad por ella.

La cantidad de ramas horizontales (plagiotrópicas) la mediana fue de 46 y 44 y tiene una desviación de 7,19 y 10,39 respectivamente, con respecto a los resultados obtenidos por (Martínez, 1989b)que fue de 44,37  y la desviación de 7,96, por lo que podemos decir que no existe diferencia con respecto a una rama y con la otra solo de 1,63  es decir que prácticamente no existe diferencia.

El número de ramas verticales (ortotrópicas) la mediana resulto ser de 2 ramas por planta, y tiene una desviación de 0.66, con respecto a los resultados obtenidos por Martínez, 1989b que fue de 3 y la desviación de 0,867 por lo que podemos decir que la diferencia no es alta solo de una rama y en la desviación típica de 0,207.

CONCLUSIONES

.Se determinaron las características dimensionales de las plantas,  obteniéndose  los datos necesarios para el diseño y dimensionamiento de los órganos de trabajo para la cosecha mecanizada del café por vibración.

 .El valor medio obtenido para la altura de la planta fue de 2,221 m permite considerar la posibilidad de acceso de los cosechadores, utilizando dispositivos de cosecha portátiles, a las diferentes zonas de la planta.

.El ancho medio de la calle disponible no impide el paso de medios portátiles auxiliares a emplear por los cosechadores.

.El valor medio obtenido para la altura de las ramas más bajas es 0,282 m indica la factibilidad para la colocación de dispositivos para la captura de frutos durante la caída.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. ARISTIZÁBAL, T.: Estudio del efecto de la vibración del árbol de café en la selectividad de la cosecha, Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ciencias Agropecuarias, Colombia, 1998.

2.ARISTIZÁBAL, T.: "Cosecha mecánica del café mediante vibraciones multidireccionales", Cenicafé, 50(3): 173- 182, 1999.

3.ARISTIZÁBAL, T. y   A. OLIVEROS: "Cosecha mecánica de café aplicando vibraciones circulares al tallo del cafeto", Cenicafé, 51(1): 41-53, 2000.

4.CIRO, H.; M. ÁLVAREZ y C. OLIVEROS: "Respuesta dinámica de la rama del cafeto a la aplicación de vibraciones unidireccionales", Cenicafé, 49(2): 151-161, 1998.

5.CIRO, H.; M. ÁLVAREZ y C. OLIVEROS: Estudio dinámico de la rama del café para el desarrollo de la cosecha mecánica por vibración, Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ciencias Agropecuarias,98 p., 1997.

6.CUE, D. y F. MUÑIZ: "Nuevas formas estadísticas para comparaciones múltiples de medias de datos no obtenidos de diseño", 1987.

7.MARTÍNEZ, A.: "Determinación de los parámetros de un órgano de trabajo para la cosecha mecanizada de café por vibración", Revistas de Ciencias Técnicas Agropecuarias., 2(3): 27-49, 1989a.

8.MARTÍNEZ, A.: Reporte de investigaciones sobre la cosecha mecanizada del café, Monografía de la DICT-ISCAH, Instituto Superior de Ciencias Agropecuarias de La Habana, Parte 1, La Habana, Cuba, (monografía) 1989b.

Recibido: 18 de octubre 2012.
Aprobado: 14 de junio de 2013.

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Benjamin Gabriel Gaskins Espinosa, Universidad de Granma, Facultad de Ciencias Técnicas, Departamento de Ingeniería Agrícola, Bayamo, Granma, Cuba,  Correo electrónico: bgaskine@udg.co.cu