Introducción
El modelo actual de desarrollo que predomina en nuestra sociedad, basado en el consumo creciente de energía, no se puede mantener indefinidamente. El agotamiento progresivo de los combustibles fósiles, la concentración de las reservas fósiles en áreas geográficas políticamente inestables, la falta de alternativas a corto plazo, el fuerte crecimiento de las emisiones de gases de efecto invernadero y un incremento de los precios internacionales de los combustibles fósiles y de su volatilidad obligan a hacer un cambio hacia un nuevo modelo basado en el desarrollo sostenible. Para ello, es necesario hacer un uso racional de los recursos energéticos y fomentar su ahorro en todos los sectores de la economía donde se demande este tipo de energía (Rodríguez et al., 2011; Cañizares-Pentón et al., 2014).
Entre los sectores mayores consumidores de energía está el agrícola, dado que una de las fuentes de energía que emplea, el combustible, constituye un insumo importante para el cumplimiento de los diferentes procesos agrícolas. Según algunos autores Iofinov (1990), González (1993) y Brizuela et al. (2006), para el parque de máquinas y tractores el problema se reduce al cumplimiento de las labores mecanizadas en el plazo establecido, con la máxima calidad y el mínimo de gastos, para lo cual se deben seleccionar adecuadamente los conjuntos, sus indicadores de trabajo y consumo, e incrementar al máximo la carga de trabajo.
En este sentido, el acondicionamiento del suelo es uno de los procesos más complejos y costosos para la implementación de cualquier cultivo, para lo cual se emplean diversos agregados, los cuales generan un elevado consumo de combustible (Mejías et al., 2012; Vázquez et al., 2012, 2013), de ahí la importancia de los estudios e investigaciones que contribuyan a la mejor explotación de estos medios, al ahorro de combustible, la disminución de los costos de explotación y los impactos provocados por esta actividad agrícola (IDAE, 2005; de las Cuevas et al., 2009, 2013; Pupo et al., 2014).
La Unidad de Ciencia y Técnica de Base (UCTB) Pulido, área experimental del Instituto de Ingeniería Agrícola, constituye uno de los escenarios donde se desarrollan diversas investigaciones en el campo de la ingeniería agrícola, en particular en lo relacionado con las tecnologías de preparación de suelos, sin embargo, la maquinaria agrícola empleada para estos fines está caracterizada por su elevada obsolescencia, deterioro técnico y por ser alta consumidora de combustible, aspecto este que se ve agravado por el deficiente sistema de registro y control del combustible imperante en esta unidad y que no ha permitido disponer hasta el presente de los índices de consumo de combustible reales por actividad agrícola
Basados en esta problemática, el presente trabajo tiene como objetivo determinar los índices de explotación y de calidad de trabajo en diferentes labores agrícolas para las condiciones específicas de esta unidad.
Métodos
El trabajo se desarrolló en la Unidad Ciencia y Tecnología de Base (UCTB) Pulido (Latitud 220, 46ʹ 49,2ʺ N y Longitud 820, 36ʹ 06,69ʺ W), localizada en el municipio Alquízar en la provincia Artemisa. La investigación se desarrollo durante el período comprendido entre los meses de marzo 2015 a septiembre de 2016, en un suelo ferralítico rojo compactado según la clasificación de Hernández et al. (1999).
Se utilizaron los procedimientos de gestión de la calidad PG-CA-042: 2012, PG-CA-45: 2013, PG-CA 043: 2013, PNO 23-04: 2012, mediante los cuales se determinaron los índices de explotación (consumo de combustible y productividad de los agregados) y de calidad de trabajo (profundidad de trabajo), mediante las siguientes expresiones:
Consumo de combustible
(donde:
Ce- gasto específico de combustible por unidad de trabajo específico, L/ha;
Q - volumen de trabajo realizado con la máquina, ha;
C - gasto de combustible durante la realización del volumen de trabajo, L.
La productividad del agregado se calculó a partir de la siguiente expresión:
(donde:
W 1- productividad por hora de tiempo limpio, ha/h;
Q- volumen de trabajo realizado con la máquina en ha;
T 1- tiempo de trabajo limpio, h.
Velocidad de trabajo:
(Para la determinación de los índices explotativos se realizaron 2 turnos de control con una duración del tiempo de trabajo de 10 horas, cronometrándose las diferentes labores agrícolas en el momento de su ejecución. Paralelamente se tomaron 50 mediciones de ida y vuelta de la profundidad de trabajo y 20 de la velocidad de trabajo.
El gasto de combustible se obtuvo mediante la diferencia entre el combustible serviciado antes del comienzo de la labor y el consumido al finalizar la misma. Se utilizó una probeta de 1000 mL.
Para la investigación se utilizaron los agregados siguientes:
Para las labores agrícolas de cultivo y aporque (YUMZ - 6M + Aporcador de 3 órganos); cruce (New Holland TT - 75 + Multiarado); mullido (New Holland TT - 75 + Tiller flexible de 11 órganos); reactivación de canteros (New Holland TT-55 + Surcador de 3 órganos) y cosecha de boniato (New Holland TT - 75 + Surcador de1 órgano) respectivamente.
La humedad del suelo en la que trabajaron los diferentes conjuntos estuvo entre el 28 - 30%.
Resultados y Discusión
En la Tabla 1 se muestran los resultados del cálculo de los índices de consumo de combustible por labor y los indicadores explotativos y de calidad de trabajo.
Tabla 1. Índices de consumo de combustible por labor e indicadores de explotación y de calidad
Se observa que en las labores de cultivo y aporque, realizada con el tractor YUMZ 6M, existe un incremento del gasto de combustible en un 16,47% respecto al índice establecido por Sotto et al. (2006), para esta labor (5,40-7,30 L/ha). Existe un deterioro considerable de este índice, motivado por los años de explotación del tractor (más de 20 años) y específicamente por su estado técnico (deficiente funcionamiento de mecanismos, desgaste de piezas y conjuntos) que origina altos consumo de combustible.
En el caso de la labor de cruce con el tractor New Holland TT-75 y el multiarado se obtuvo un consumo de 10,82 L/ha, valor inferior al consumo reportado por (Rodríguez et al., 2015) al evaluar esta labor con esta misma fuente energética y un arado A 10 000 de tres discos modificado.
Del análisis de la medición de este índice de consumo para la labor de mullición con el tiller flexible se observa un consumo de 8,29 L/ha, coincidiendo con los resultados reportados por Sotto et al. (2006).
Para la labor de cosecha el agregado consumió 15,90 L/ha considerándose elevado para esta actividad con el tractor utilizado, si se compara con el reportado por Sotto et al. (2006), al utilizar un surcador de tres órganos. Este resultado puede estar motivado porque el órgano de trabajo del implemento laboró todo el tiempo a una profundidad superior a los 20 cm debiendo vencer la resistencia que opone el suelo y por otro lado el agregado empleado subutiliza la potencia de la fuente energética, por lo que se propone realizar esta labor con un tractor de menor potencia (New Holland TT - 55).
Para la reactivación de cantero se utilizó el tractor New Holland TT-55 y surcador de 3 órganos obteniéndose un consumo de 2,51 L/ ha, valor que está por debajo del rango 5,40 -7,30 L/ha establecido para esta labor (Sotto et al., 2006).
Las productividades de tiempo limpio para las diferentes labores mostradas en la Tabla 1 se determinaron según las características de suelo del área de experimentación y se corresponden con las velocidades y los anchos de trabajos de los agregados utilizados durante el experimento. Los valores obtenidos no coinciden en su totalidad con las que aparecen en el libro AnaExplo de Sotto et al. (2006), debido a que durante la ejecución del experimento se trabajó a diferentes profundidades y humedades de suelo.
Conclusiones
Se determinaron los índices de explotación y de calidad de trabajo en diferentes labores agrícolas para las condiciones específicas de la UCTB Pulido.
Se obtuvo un gasto especifico de combustible 8,74 L/ha para el cultivo y aporque con el YUMZ-6M, valor que está muy por encima al reportado por la bibliografia debido al deterioro técnico de la fuente energética.
Se alcanzaron gastos de combustible con el tractor New Holland TT-75 de 10,89 y 8,29 L/ha respectivamente para las labores de cruce y mullido, valores que son inferiores a los obtenidos con otras fuentes energéticas.
En la reactivación de cantero con el tractor New Holland TT-55 se consumió 2,51 L/ha apreciándose un ahorro que se encuentra en el intervalo de 2,89-4,79 L/ha respecto a otras fuentes energéticas empleadas en esta labor.
Los gastos de combustibles calculados en condiciones reales de producción constituyen índices de referencia para el trabajo de planificación y explotación de la maquinaria en la UCTB Pulido.