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Monitoreo de Rendimiento en Caña de Azúcar

Resumen

A fin de contribuir a la implementación de la agricultura de la precisión en la producción de la caña de azúcar en Brasil, este trabajo de investigación tuvo como objetivo principal generar un mapa de rendimiento sobre este cultivo. El proyecto incluyó el diseño y la prueba de un sistema de monitoreo del rendimiento de la caña de azúcar durante las campañas 2003 y 2004. El sistema fue montado sobre una cosechadora CASE 7700 (1999) y contaba con: un dispositivo de medición integrado por una balanza apoyada sobre celdas de carga, un sistema de adquisición de datos y un GPS. Las celdas de carga se ubicaron dentro de una caja protectora montada sobre el chasis del elevador de la cosechadora. El dispositivo de medición fue montado en el piso del elevador para registrar instantáneamente los datos de rendimiento de la caña de azúcar. A fin de evaluar la exactitud del sistema, cada carro a su llegada al ingenio azucarero fue pesado con una balanza electrónica y éste dato fue considerado testigo. Para cada prueba, las lecturas de la balanza fueron sumadas y comparadas con el rendimiento real, medido por el peso de cada carro. El error medio de la balanza fue del 0.96% y el error máximo del 6.4%. Se generó y graficó un mapa de rendimiento de caña de azúcar sobre un área de 43 ha perteneciente a una plantación situada en Araras, estado de São Paulo, Brasil. Los resultados muestran que la variabilidad del rendimiento entre diferentes sitios del lote experimental, es significativa.

Palabras clave: agricultura de precisión, cosechadora de caña de azúcar, mapa de rendimiento.

Introducción

La caña de azúcar es un cultivo importante en muchos países incluyendo Brasil. Con un total aproximado de 5,4 millones de hectáreas (FAO 2005) la caña de azúcar genera,

tanto en forma directa como indirecta, alrededor de U$S 4,3 millones/año, lo que corresponde al 2,3% del producto bruto interno de Brasil (Cerri 2005). Aunque este cultivo se encuentra altamente mecanizado, aún no se aplica tecnología de agricultura de precisión.

La agricultura de precisión, según Balastreire (1998) se define como en grupo de técnicas que permiten el manejo de un cultivo según cada sitio específico en que puede dividirse una parcela de terreno. Para la utilización de ésta tecnología, es necesaria una gran cantidad de información de la parcela, entre otras: el mapa de las características físicas y químicas del suelo y el mapa de rendimiento.

Para obtener dicha información, se necesita: 1) el uso de Sistema Diferencial de Posicionamiento Global (DGPS) para ubicar la posición (longitud y latitud) de los datos recogidos en el campo, 2) el uso de un sistema de información geográfica para el tratamiento de los datos recolectados (Star & Estes, 1990) y 3) una cosechadora equipada con un monitor y sensores capaces de medir los rendimientos.

Se han utilizado varias técnicas para medir el flujo de la masa cosechada en varios cultivos intensivos o industriales. Entre ellas, Earl et al (1996) informan sobre el diseño de un acoplado para medir el peso del material recogido durante la cosecha de remolacha azucarera; la desventaja de ésta técnica es que se necesitan al menos 3 acoplados por cada cosechadora a fin de minimizar el costo de la cosecha.

Walter et al (1996) informan sobre otro sistema para el monitoreo de remolacha azucarera con dos celdas de carga y diferentes configuraciones ubicadas debajo de la cinta transportadora; así en 1995 en pruebas realizadas en el campo se elaboraron mapas de rendimiento con un margen de error inferior al 4%, estas cosechadoras estaban equipadas con DGPS, sensores y un sistema de adquisición de datos.

Van Canneyt & Verschoore (2000) presentaron los resultados del desempeño y evaluación del equipo en la medición del rendimiento en un cultivo de papa; el equipo consistía de una estructura de pesaje, celdas de carga, sensores de velocidad y un instrumental de adquisición de datos. Las pruebas en el campo mostraron alta precisión del sistema propuesto cuya exactitud media de pesaje fue del 1,06%.

Pocos intentos fueron informados en relación a la elaboración de mapas de rendimiento de la caña de azúcar. Cox et al (1996) desarrollaron un sistema para medir el flujo de la masa de la caña de azúcar. El sistema se basaba en la determinación de la presión hidráulica, la variación del flujo hidráulico y la velocidad de la maquinaria. Desde que el requerimiento de energía del sistema de corte y del elevador es función de aquellos valores, ellos pudieron relacionar estas lecturas con el flujo de masa cosechada. El flujo de la masa no fue obtenido en forma directa y como las presiones hidráulicas están relacionadas directamente con el uso de los componentes hidráulicos y la viscosidad del fluido (temperatura) no fue posible determinar si las variaciones obtenidas en la producción de caña de azúcar se debían a un conjunto de errores o a la variabilidad espacial del rendimiento.

Pierossi & Hassuani (1997) con el propósito de elaborar un mapa de rendimiento de caña de azúcar, hicieron un intento similar al de Earl et al (1996). Ellos construyeron un acoplado para pesar la producción con celdas de carga equipadas con un DGPS y un sistema de adquisición de datos. Aunque el sistema mostró una exactitud razonable, tuvo las mismas limitaciones que Earl et al (1996).

Pagnano & Magalhaes (2001) desarrollaron un sistema automático para la medición del rendimiento de caña de azúcar cuando ésta es recogida por cosechadoras autopropulsadas. El sistema utiliza transductores y celdas de carga para determinar el peso del material cosechado y es útil para medir directamente el flujo de masa en tiempo real. El registro de datos agregado a la información provista por el GPS asiste así a la elaboración de un mapa digital que represente el rendimiento del área cosechada. El sistema fue evaluado en laboratorio y en el campo; el margen de error observado en pruebas de laboratorio varió entre 0,70% y 2,71% en pruebas donde la masa constante fue simulada, y entre el 0,35% y el 4,02% en pruebas donde las masas conocidas pasaron por la cinta transportadora.

En pruebas en el campo durante la campaña 2000 en el ingenio de Santa Adélia, el sistema de medición automática (AMS) presentó, en la primera área cosechada, un margen de error del 12,5% comparado con el acoplado pesado en el ingenio. En una segunda área cosechada, el margen de error del AMS varió entre un 0,38% y el 28,66%, donde los valores máximos se debieron a problemas operacionales como el encendido y el apagado del sistema en la mitad del proceso.

El propósito principal de este trabajo es mostrar que es posible equipar la cosechadora de caña de azúcar para producir mapas de rendimiento que, superpuestos con los mapas de las características físicas y químicas del terreno permitan establecer un alto nivel de correlación entre estas variables principales.

Autores: Domingos G.P. Cerri y Paulo Sérgio G. Magalhaes. Facultad de Ingeniería Agrícola – Unicamp – Campinas – SP - Brasil.
Traducción: Prof. Valeria Elpeza e Ing. Agr. (Dr.) Mario De Simone

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