DOI: http://dx.doi.org/10.10.13140/RG.2.2.17376.48640
SOFTWARE
Software para la modelación del sistema mecanizado de cosecha y transporte de caña de azúcar
Software for the models of the automated system of sugar cane harvest and transport
M.Sc. Héctor R. de las Cuevas-Milán, Dr.C. Idaris Gómez-Ravelo, Dr.C. Mario I. Herrera-Prat, M.Sc. Francisco Salguero-Santana
Universidad Agraria de La Habana, Facultad de Ciencias Técnicas, Centro de Mecanización Agropecuaria, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba.
RESUMEN
El sistema automatizado SMCTCA, realiza una modelación analítica del proceso tecnológico del sistema mecanizado de cosecha y transporte de caña de azúcar, determinando los indicadores, de explotación y económicos para diferentes condiciones de trabajo y medios técnicos disponibles. Con los resultados obtenidos de este software, es posible definir las combinaciones más racionales de cosechadoras y medios de transporte, para diferentes distancias del campo al basculador del central. El sistema automatizado fue elaborado en EXCEL para Windows y ha sido utilizado en la determinación de las variantes más racionales económicamente, para el sistema mecanizado compuesto por la cosechadora CASE IH AUSTOFT A-7000 con dos y cuatro camiones con remolque del tipo BEIBENZ, para diferentes distancia del campo al basculador del central azucarero.
Palabras clave: costo, proceso tecnológico, cosechadora.
ABSTRACT
The software SMCTCA models analytically the technological process of the mechanized system of sugar cane harvest and transport, determining the operation and economic indicators, for different work conditions and available technical means. With the obtained results of this software, it is possible to define the most rational combinations of harvester machines and means of transport, for different distances from the field to the sugar mill. The automated system was elaborated in EXCEL for Windows and it has been used economically in the determination of the most rational variants, for the mechanized system composed by the CASE IH AUSTOFT A-7000 harvester machine with two and four trucks with BEIBENZ type trailer, for different distances from field to sugar mill.
Key words: cost, technological process, harvester machine.
INTRODUCCIÓN
En Cuba la caña puede y debe continuar siendo uno de los pilares económicos del país, tanto por su potencial de aporte económico, como por su importancia social y el efecto inducido en el desarrollo de otros sectores de la economía cubana1.
No obstante existe un grupo de deficiencias que afectan el proceso tecnológico del sistema mecanizado de cosecha, transporte y recepción de la caña de azúcar, tales como; rendimientos agrícolas bajo (menores de 40 t/ha), inadecuada composición de cosechadoras y medios de transporte y deficiente organización de la asistencia técnica2 (Matos y García, 2012).
Una adecuada organización del proceso de cosecha – transporte, posibilita el incremento de un 20 % el tiempo útil de trabajo de la cosechadora y, por lo tanto se disminuyen los tiempos perdidos por el conjunto de transporte entre un 20 - 25%3 (Suárez et al., 2006).
En la actualidad se prevé un proceso de profundas transformaciones en la cosecha mecanizada e inversiones en el transporte. Tales como la introducción de tractores de alta y mediana potencia de tracción para garantizar la preparación de tierra, el cultivo y la transportación; combinadas de nuevo tipo Case IH AUSTOFT A-7000 y 8000, camiones de mayor capacidad con sus remolques, como es el de fabricación china BEIBENZ y remolques auto basculantes4.
La adecuada explotación de estos medios es una prioridad del país, por lo que es necesario elevar el coeficiente de utilización del tiempo productivo y de utilización del tiempo de explotación que según Matos et al. (2010), son sumamente bajos, con valores entre 0,32 y 0,40 por debajo a la media internacional.
Partiendo de lo anterior, en el presente trabajo se propone la confección de un sistema automatizado, que modele el proceso tecnológico del sistema mecanizado de cosecha y transporte de caña de azúcar y determine los indicadores de explotación y económicos para diferentes condiciones de trabajo y medios técnicos disponibles, permitiendo definir variantes racionales según criterios económicos o de máxima productividad.
DESARROLLO DEL TEMA
Caracterización del proceso tecnológico, del sistema mecanizado de cosecha y transporte de caña de azúcar
Tiro directo. Durante el corte de la caña de azúcar por la cosechadora, un camión o tractor movedor con remolque se traslada paralelo a ella, mientras se llenan; posteriormente el camión y tractor movedor se trasladan llenos hasta la cabecera del campo, donde se forman los trenes de remolques con el camión y a continuación se traslada hasta el basculador del central azucarero donde se realiza la descarga.
Metodología para la modelación del sistema mecanizado de cosecha y transporte de caña de azúcar
La modelación del sistema mecanizado de cosecha y transporte de caña de azúcar5 se desarrolló sobre la base de investigaciones desarrolladas por Iglesias y Suárez (2005); Rodríguez et al. (2006); Matos y Iglesias (2012), así como, las normas cubanas NC 34–37: 2003; NC 34–38: 2003 y datos brindados por los fabricantes de los medios técnicos utilizados.
Sistema automatizado para la modelación del sistema mecanizado de cosecha y transporte de caña de azúcar.
El sistema automatizado “SMCTCA” se desarrolló sobre plataforma de trabajo en EXCEL para Windows, a partir del diagrama de flujo sintetizado que se muestra en la Figura 1. En el cuál se determinan los indicadores de explotación y económicos del sistema para diferentes condiciones organizativas y productivas del proceso tecnológico.
El software SMCTCA es de fácil manipulación, accediendo a cada parte del mismo mediante el vínculo del usuario con el Panel de Control
El panel de control interactivo que permite el vínculo del usuario con cada una de las partes que lo conforman (Figura 2). La entrada de los datos iniciales al libro se encuentra diseñada en forma de bloques, agrupadas en las condiciones de trabajo e informaciones de la cosechadora empleada, los conjuntos de transporte y tractores movedores, lo cual facilita su identificación. Para cada ventana se diseñó un botón de comando, para el regreso al Panel de Control.
La entrada de datos contiene los siguientes botones:
Condiciones de trabajo: Permite acceder a la hoja de cálculo para la entrada de información, referente a las condiciones de trabajo, en las cuales se desarrollará el proceso (longitud y ancho de la parcela; cantidad de cosechadoras, conjuntos de transporte y tractores movedores, rendimiento del campo (t/ha), distancia del campo al basculador del central, etc.)
Cosechadora: Permite la entrada de datos sobre las características técnicas, indicadores de explotación y económicos de la cosechadora de caña evaluada.
Conjunto de transporte: Igual que el anterior, pero referido al conjunto de transporte utilizado para el traslado del campo al basculador del central azucarero y viceversa.
Tractor movedor: Aquí se introducen los parámetros técnicos, de explotación y económicos del tractor movedor, empleado para el traslado de los remolque desde la cabecera del campo hasta la cosechadora para ser llenados y viceversa.
La etapa de cálculo está diseñada también en forma de bloques, y al igual que en la entrada de datos, en cada ventana se diseñó un botón de comando, para el regreso al Panel de Control.
La etapa de resultados contiene los siguientes botones (Figura 2).
Indicadores de explotación de la cosechadora y del conjunto de transporte: Modela el proceso y calcula los indicadores de explotación del sistema mecanizado de cosecha y transporte de caña de azúcar.
Se calcula el balance del tiempo consumido en cada ciclo de trabajo por la cosechadora de caña y de conjunto de transporte, respectivamente, según las condiciones de explotación predefinidas con anterioridad. Se comparan los mismos, definiéndose la dependencia del coeficiente de utilización del tiempo a uno u otro, determinándose a continuación la productividad horaria del sistema.
Indicadores económicos: Se determinan los indicadores económicos del sistema contemplando los costos de salario (Gs, peso/h), amortización (Ga, peso/h), reparación y mantenimientos (Grm, peso/h), combustible (Gc, peso/h), costos directos de explotación (Gde, peso/h) y de explotación por t de caña cosechada (Ge, peso/t).
Resumen: Brinda los fundamentales indicadores del sistema mecanizado de cosecha y transporte de caña de azúcar, según las condiciones de explotación analizada.
En la Tabla 1, se muestran los resultados obtenidos para la variante compuesta una cosechadora CASE IH AUSTOFT A-7000 y un medio de transporte formado por el camión BEIBENZ y remolque, para una distancia de abastecimiento de 50 km y rendimiento de los campos de 40t/ha.
Dentro del Panel de Control existe, además un botón “Acerca de”, que permite acceder a los nombres y apellidos de los autores, versión, logotipo y dirección del centro de trabajo, etc.
Con ayuda del sistema automatizado SMCTCA, se modela analíticamente el proceso tecnológico del sistema mecanizado de cosecha y transporte de caña de azúcar, para diferentes condiciones de explotación (distancia del campo al basculador del central azucarero), capacidad de los conjuntos de transporte, rendimiento del campo, combinaciones de cantidad de cosechadoras y conjuntos de transporte, etc.), determinando los indicadores de explotación y económicos, así como las variantes más racionales para cada caso.
A modo de ejemplo, en el gráfico de la Figura 3, se muestra, el comportamiento del coeficiente de utilización del tiempo de la cosechadora CASE IH AUSTOFT A-7000 con dos y cuatro camiones con remolque del tipo BEIBENZ, para diferentes distancia del campo al basculador del central azucarero. Se observa que el coeficiente de utilización del tiempo disminuye desde 10 a 50 km, para la variante con dos camiones. Para de cuatro camiones el mismo se mantiene constante en 0,86 hasta 40 km, disminuyendo posteriormente. Esto se debe a que en la primera variante las pérdidas de tiempo de la cosechadora por falta de transporte ocurren desde los 10 km, no siendo así en la segunda variante, donde las pérdidas de tiempo de la cosechadora ocurren a partir de los 40 km.
A partir del grafico anterior se puede seleccionar las variantes de cosechadoras y conjuntos de transporte más racionales, según el criterio del máximo valor del coeficiente de utilización del tiempo, donde la variante de cuatro camiones presenta los mejores resultados con un 80% de utilización del tiempo, comparado con la variante de dos camiones.
CONCLUSIONES
El sistema automatizado “SMCTCA” permite realizar la modelación analítica del sistema mecanizado de cosecha y transporte de la caña de azúcar, determinando los indicadores de explotación y económicos para diferentes condiciones de trabajo y medios técnicos empleados.
El software SMCTCA es de fácil manipulación, accediendo a cada parte del mismo mediante el vínculo del usuario con el Panel de Control.
Los resultados de este programa, permiten definir las variantes más racionales, productivas o económicamente más ventajosas del sistema mecanizado de cosecha y transporte de caña de azúcar.
NOTAS
1 NLANG, A.N.: Evaluación de la cosecha mecanizada en la caña de azúcar con dos modelos de combinadas (Cameco (CH-3500) y Case IH Austoft (A7000)) en la empresa azucarera Héctor Molina Riaño, UNAH-CEMA, Tesis de Grado, La Habana, Cuba, 59 p., 2010.
5 DE LAS CUEVAS, H.: Investigación del coeficiente de abastecimiento óptimo en asperjadoras de 3 000 L de capacidad, Instituto Superior de Ciencias Agropecuarias de La Habana, Tesis de Maestría, La Habana, Cuba, 68 p., 1997.
* La mención de marcas comerciales de equipos, instrumentos o materiales específicos obedece a propósitos de identificación, no existiendo ningún compromiso promocional con relación a los mismos, ni por los autores ni por el editor.
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OFICINA NACIONAL DE NORMALIZACIÓN: Máquinas agrícolas y forestales. Metodología para la evaluación económica, no. NC 34–38, La Habana, Cuba, 2003.
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Recibido: 27/12/2015
Aprobado: 08/07/2016
Héctor R. de las Cuevas-Milán, Inv. Auxiliar, Universidad Agraria de La Habana, Facultad de Ciencias Técnicas, Centro de Mecanización Agropecuaria, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. Email: hector@unah.edu.cu
