Determinación del costo energético en las labores del cultivo con subsolador en caña de azúcar

Metodología para la determinación de los costos energéticos de los sistemas

Se utilizó la metodología para establecer los costos energéticos cuya ejecución de dicha operación es utilizada por Paneque (2000)Paneque, R. P. (2000). Gastos energéticos de la poda mecanizada en plantaciones citrícolas de Cuba. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 9(2), 23-28. ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054., apoyada por los antecedentes presentados por ASAE (1993)ASAE. (1993). Agricultural Engineers Yearbook (first ed.). Arg. Mach. Mgt., St. Joseph, Michigan, USA.; Fluck (1992Fluck, R. C. (1992). Energy of human labor. Energy in Farm production, 6, 31-37. Publisher: Elsevier Amsterdam., 2012)Fluck, R. C. (2012). Energy in farm production. ISBN: 0-444-59781-6, Elsevier. Publisher: Elsevier Amsterdam. y actualizada por Paneque et al. (2009)Paneque, R. P., Miranda, C. A., Suárez, G. M., & Abraham, F. N. (2009). Costos energéticos y de explotación del cultivo del arroz en fangueo directo. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 18(2), 7-11. ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054.. Esta metodología automatizada por De las Cuevas et al. (2009)De las Cuevas, M. H. R., Rodríguez, H. T., Paneque, R. P., & Herrera, P M. I. (2009). Software para la determinación de los costos energéticos y de explotación de las máquinas agrícolas. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 18(2), 78-84. ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054., determina el costo en MJ/h adicionando la energía secuestrada en los materiales de construcción incluyendo la fabricación y transporte, combustible, lubricantes por litros, mantenimientos y reparaciones y la mano de obra necesaria para operar los equipos, mediante las siguientes expresiones matemáticas (1 ${\mathit{E}\mathit{S}}_{\mathit{T}\mathit{O}\mathit{T}\mathit{A}\mathit{L}}\mathit{ }=\mathit{ }{\mathit{E}\mathit{S}}_{\mathit{m}\mathit{a}\mathit{t}}\mathit{ }+\mathit{ }{\mathit{E}\mathit{S}}_{\mathit{c}}\mathit{ }+{\mathit{E}\mathit{S}\mathit{ }}_{\mathit{f}\mathit{t}}\mathit{ }+\mathit{ }{\mathit{E}\mathit{ }}_{\mathit{m}\mathit{r}}\mathit{ }+\mathit{ }{\mathit{E}\mathit{S}}_{\mathit{s}\mathit{f}\mathit{w}}\mathit{ },\mathit{ }\mathrm{M}\mathrm{J}/\mathrm{h}$ )

donde:

La energía secuestrada en los materiales para la construcción del tractor y su implemento Es _mat , y depende de la masa del agregado (implemento), la equivalencia energética de su peso y la vida útil de cada uno de ellos, como se muestra en (2 ${ES}_{mat}={Gt}_t*{Eequiv}_{tractor}/{Vu}_{tractor}+{Gt}_a*{Eequiv}_{implemento}/{Vu}_{implemento},MJ/h$ ).

donde:

Para expresar Es _mat en MJ/ha, se divide la energía secuestrada de los materiales por la productividad horaria según la ecuación (3) ${\mathit{E}\mathit{S}}_{\mathit{m}\mathit{a}\mathit{t}}={\mathit{E}\mathit{S}}_{\mathit{m}\mathit{a}\mathit{t}}/{\mathit{W}}_{\mathit{h}},\mathit{M}\mathit{J}/\mathit{h}\mathit{a}$

La energía secuestrada por el combustible Es _c se determina como se muestra en (4 ${ES}_c={gt}_c*E_c*C_{motor} MJ/ha$ ), sobre la base del consumo de combustible por maquinaria, la energía específica del combustible, así como por el nivel de carga del motor, según la ecuación (4) ${ES}_c={gt}_c*E_c*C_{motor} MJ/ha$

donde:

La energía secuestrada correspondiente a los filtros y lubricantes de la maquinaria Es _fl se determina una fracción de la energía secuestrada en el combustible Es _c :

La energía secuestrada en los mantenimientos y reparaciones. Para la determinación de la energía secuestrada en mantenimientos y reparaciones de la maquinaria Es _mr , se emplea básicamente la energía secuestrada en la masa de la maquinaria según ecuación matemática (6 ${\mathit{E}\mathit{S}}_{\mathit{m}\mathit{r}}=1.29\mathit{*}{\mathit{E}\mathit{S}}_{\mathit{m}\mathit{a}\mathit{t}},\mathit{ }\mathit{M}\mathit{J}/\mathit{h}\mathit{a}$ )

La energía secuestrada por la fuerza de trabajo del operador Es _fh se calcula ver (7 ${\mathit{E}\mathit{S}}_{\mathit{f}\mathit{h}}={\mathit{E}\mathit{S}}_{\mathit{h}}\mathit{*}\mathit{n}\mathit{h}/{\mathit{W}}_{\mathit{h}},\mathit{M}\mathit{J}/\mathit{h}\mathit{a}$ ), sobre la base de la energía secuestrada del hombre por hora de trabajo, el número de hombres y la productividad horaria según ecuación (7 ${\mathit{E}\mathit{S}}_{\mathit{f}\mathit{h}}={\mathit{E}\mathit{S}}_{\mathit{h}}\mathit{*}\mathit{n}\mathit{h}/{\mathit{W}}_{\mathit{h}},\mathit{M}\mathit{J}/\mathit{h}\mathit{a}$ )

donde:

La energía correspondiente al combustible utilizado se calculó con el estándar propuesto por ASAE (1993)ASAE. (1993). Agricultural Engineers Yearbook (first ed.). Arg. Mach. Mgt., St. Joseph, Michigan, USA., apoyados por Hetz & Barrios(1997)Hetz, E. J., & Barrios, A. I. (1997). Costo energético de las operaciones agrícolas mecanizadas más comunes en Chile. Agro sur, 25(2), 146-161. ISSN: 0719-4196., según la expresión (8 ${\mathit{E}}_{\mathit{c}}={\mathit{C}}_{\mathit{e}}\mathit{*}{\mathit{P}}_{\mathit{a}.\mathit{t}.\mathit{f}.}\mathit{*}{\mathit{C}}_{\mathit{m}\mathit{o}\mathit{t}\mathit{o}\mathit{r}}\mathit{*}{\mathit{E}}_{\mathit{e}},\mathit{M}\mathit{J}/\mathit{h}$ ):

donde:

La energía correspondiente a lubricantes por filtros y reparaciones por mantenimientos se calculó según lo propuesto por Fluck (1985)Fluck, R. C. (1985). Energy sequestered in repairs and maintenance of agricultural machinery. Transactions of the ASAE, 28(3), 738-0744. ISSN: 2151-0032, e-ISSN: 2151-0040., como 5% de la energía del combustible y la energía correspondiente a materiales por fabricación es el 129% de la energía secuestrada, respectivamente. El costo energético de la mano de obra se estableció según lo propuesto por Fluck (1992)Fluck, R. C. (1992). Energy of human labor. Energy in Farm production, 6, 31-37. Publisher: Elsevier Amsterdam.. Estos costos energéticos expresados en MJ/h se fueron transformados en MJ/ha utilizado la capacidad efectiva de trabajo de las máquinas según Ibáñez & Rojas (1994)Ibáñez, M., & Rojas, E. (1994). Costos de operación y producción por concepto de maquinaria agrícola. Universidad de Concepción, Facultad de Ingeniería Agrícola. Boletín de Extensión, Chile, 26, 58pp. usando la ecuación (9 $W_h=C_w*B*V*t;ha/h$ ):

donde:

En la Tabla 1 se dan las equivalencias energéticas de los insumos en la labor.

Descripción técnica de la máquina

El subsolador CATCA 08, Figuras 2 está destinado para realizar labores de cultivo especialmente en el cultivo de la caña de azúcar, su patrón de siembra siempre para esta actividad científica es de 1,50 m de ancho.

Se determinaron diferentes parámetros técnicos que nos permite evaluar los diferentes valores de las energías secuestradas en el conjunto formado por el tractor Belarus 1221 y subsolador CATCA 08 como se muestra en la Tabla 2.

En la Figura 3 se muestran los valores y porcentajes de los costos energéticos del tractor Belarus y el subsolador marca CATCA 08, donde la energía secuestrada en combustible (ESc) tiene un costo de energía de 241.53 MJ/h, lo cual representa el mayor porcentaje con un 70.39 %; en cuanto a la energía por reparación y mantenimiento se utilizó 46.16 MJ/h lo representa el 14.33 %; (ESrm), El costo energético horario total (EST) del conjunto formados por el tractor Belarus 1221 y el subsolador ascienden a 343.15 MJ/h. Mientras que el costo energético total por área trabajada del conjunto es de 492,3 MJ/ha. Existen otros parámetros como el ESmft, el ESl y ESmo que sus costos energéticos reflejan resultados 38,11(11,10 %), 12,08 (3,52 %) y 2.28 (0,66 %) MJ/h, respectivamente.