INTRODUCCIÓN:

La mano de obra disponible para la cosecha se hace cada vez más escasa y cara, debido a la migración de los operarios a otras actividades remunerativas, como la industria, construcción, negocios, etc. El cese del funcionamiento de los ingenios debido a la ausencia de cosechadores en el campo, no es tan inusual. Muchas de los ingenios tienen una alta capacidad de molienda y muchas plantas están expandiendo su capacidad. Por lo tanto, el requerimiento diario de caña está aumentando y existe una mayor demanda por mano de obra. Adicionalmente, la mayoría de los operarios agrícolas no quieren realizar labores demasiado pesadas. De este modo, en los próximos años la colocación de la mano de obra empeorará aún más. Por esta razón, la adopción de mecanización en la cosecha de caña de azúcar será inevitable.

COSECHADORA DE CAÑA DE AZÚCAR

En países como Australia, Brasil, EEUU, Sudáfrica, Taiwán Tailandia, etc., donde el cultivo de caña de azúcar está altamente mecanizado, se utilizan enormes cosechadoras automáticas para caña. En estos países la caña de azúcar se cultiva en grandes extensiones, pertenecientes a los propios ingenios o a grandes agricultores. La capacidad de campo de las cosechadoras mecánicas varía según el tamaño (2.5 a 4 ha por jornada de 8 horas). La limitación en el uso de las cosechadoras mecánicas está dada por la presencia de campos pequeños, en propiedades irregulares y fragmentadas, o con diversos padrones de cultivo, y por los escasos recursos de los agricultores pequeños o marginales en muchos países.

CARACTERISTICAS DE UNA COSECHA MECANIZADA DE CAÑA:

La cosecha totalmente mecanizada cuenta con modernas máquinas que operan con equipos autovolcables (8 a 12 toneladas)para el trasbordo de la materia prima a unidades de transporte de alta capacidad de carga, traccionados por tractores y/o camiones, según la distancia a la fábrica. En otros casos, la cosechadora carga directamente sobre el equipo de transporte, evitando el costo del autovuelco, pero con mayor riesgo de daño sobre el cañaveral. La expansión de este sistema estuvo fuertemente asociada a la sustancial reducción del costo de cosecha y su significativo efecto en la rentabilidad del cultivo.

COSECHADORA DE CAÑA DE AZUCAR

HISTORIA:

Con la organización de las sociedades y las mejoras introducidas por el hombre en la agricultura, se fueron ampliando tanto el número de especies como las áreas cultivadas y se origina el proceso de selección y adaptación de variedades con mejores perspectivas de rendimiento y resistencia a plagas y enfermedades, que se ajustaran a la cultura y condiciones de ciertas localidades, que luego condujo al avance constante en técnicas de producción y elaboración de herramientas y productos.

El primer prototipo de máquina cosechadora de caña de azúcar fue creado en Australia en el año 1940 por los hermanos Harold y Colin Toft como consecuencia de la costosa mano de obra a causa del inicio de la Segunda Guerra Mundial. La máquina inicial era un cargador mecánico para caña con cortadora de base constituido esencialmente por un brazo móvil con una pinza o gancho para izar manojos de caña en un camión. Posteriormente se adaptó un montacargas mecánico de caña entera.

En 1968, los Toft lanzaron su primera cosechadora de caña picada tipo chooper, la cual se construyó básicamente con partes de tractores, cajas de transmisión y diferenciales mecánicos. En el año 1977 se sustituyeron todos los complejos mecanismos mecánicos por mecanismos hidráulicos y en 1985 se adaptaron sistemas de rodillo picador rotativo y sistemas extractores de hojas que permitieron recoger una materia prima bastante limpia cuando se trataba de corte en verde

Primera máquina para cosecha de caña mecánica, (Manual de Cosechadoras de Caña CASE)

ORIGEN Y EVOLUCIÓN:

Las primeras cosechadoras surgen con para mecanizar la recolección de granos, la cual se realizaba de forma manual con utensilios rudimentarios. Las labores de cosecha manual consistían en el corte del cultivo con ayuda herramientas afilada, el amontonamiento del cultivo en pequeños bloques, y posteriormente el transporte en carretones hasta el sitio de la trilla, para separar el grano de la paja, con ayuda de los tradicionales molinos de piedra tirados por tracción de sangre.

Estas operaciones a través del tiempo se fueron mecanizando y las primeras máquinas aparecieron en 1834 y se llamaron guadañadoras. Posteriormente surgen las primeras segadoras-agavilladoras, que cortaban el cultivo y lo amontonaban en el suelo. Luego, surgieron las aventadoras, las segadoras-atadoras y las trilladoras.

A partir del año 1890 aparecen las primeras cosechadoras que realizaban por sí mismas las operaciones de siega, trilla, separación y limpieza del grano por sí solas. Inicialmente eran máquinas accionadas con motores de vapor o arrastradas por animales de tiro, hasta que en el año 1938 aparece en los Estados Unidos la primera cosechadora integral autopropulsada con motores de gasolina.

Actualmente existe una gran variedad de marcas y modelos de cosechadoras de diferentes cultivos, que se ofertan en el mercado, generalmente conformadas por elementos muy similares y varían poco entre las diferentes marcas. En los últimos años se ha experimentado una importante evolución en el mundo de las cosechadoras, adecuándolas por aproximaciones sucesivas a las condiciones y características de la mayoría de las explotaciones de una gran variedad de cultivos.

Maquina Cosechadora de Caña de Azúcar y los elementos que la constituyen.

VENTAJAS DE LA COSECHADORA DE CAÑA DE AZUCAR:

Las ventajas operativas de las cosechadoras disponibles permiten una mejor planificación y organización de la zafra, una operación más eficiente de cosecha y una entrega adecuada de caña al ingenio, además de contribuir a la mejora de la calidad de la materia prima por una significativa reducción del trash, y una menor pérdida de azúcar por el hecho de procesar caña fresca. También es importante destacar que las nuevas cosechadoras son capaces de dejar una mínima cantidad de caña en el campo y se evidencian mejoras en la eficiencia y costo del transporte, ya que la caña en trozos ocupa menos espacio que la caña larga y por lo tanto se incrementa la capacidad de carga de los equipos de transporte.

A su vez, se debe señalar, que la gran capacidad de los frentes de cosecha permite priorizar las áreas de cosecha según necesidades, logrando un beneficio importante al anticipar la recolección de grandes sectores fuertemente afectados por heladas y minimizar el declinamiento de la calidad. Además, la alternativa de cosechar la caña en verde, permite reducir los efectos negativos de la quema sobre el medio ambiente.

El sistema de limpieza de las cosechadoras modernas está capacitado para obtener una baja cantidad de materias extrañas aún operando sobre cañaverales no quemados previamente. Otra ventaja operativa radica en los costos, en este sentido es de esperar que el costo de mano de obra se incremente con los años, y con ello se incrementa la diferencia de los costos totales de ambos sistemas.

DESVENTAJAS DE LA COSECHADORA DE CAÑA DE AZUCAR:

Entre las desventajas de la cosecha integral, se puede señalar que, por las características de los equipos que participan en las operaciones de cosecha, existen mayores posibilidades de afectar los cañaverales, aumentando los problemas de compactación, los riesgos de daño a las cepas y la probabilidad de una menor longevidad del cañaveral. Asimismo, este sistema tiene mayores exigencias en cuanto a las dimensiones y a la sistematización de los campos que el sistema semimecánico, surgiendo limitaciones para el uso de las cosechadoras en campos pequeños, de dimensiones irregulares, cañaverales dispersos y en lotes de relieve accidentado o pendientes elevadas.

Las pérdidas de tiempo originadas por la falta de transporte, constituyen uno de los factores de mayor incidencia en la eficiencia de las cosechadoras, constituyendo uno de los puntos críticos del sistema integral.

También los problemas de descarga afectarán directamente todo el diseño y funcionamiento del transporte, provocando sobredimensionamientos o importantes pérdidas de tiempo, influyendo directamente en la capacidad operativa de las cosechadoras e incrementando su costo. Por lo tanto, un ordenamiento eficiente de la recepción de la caña integral permitirá disminuir los tiempos de espera. Este aspecto es prioritario en la materia prima proveniente de este sistema de cosecha, por su gran dependencia del transporte y por trabajar con caña troceada, más susceptible al deterioro por estacionamiento.

SISTEMAS DE UNA COSECHADORA DE CAÑA DE AZÚCAR

El corte mecanizado integral de la caña de azúcar está en función de las siguientes variables: diseño de campo, atributos de las variedades, la máquina cosechadora, el operario de la máquina, el mantenimiento de la máquina y la logística del corte y del transporte. Estas variables se pueden expresar en la ecuación:

CM = F (Diseño Campo + Variedad + Máquina + Operador + Mantenimiento + Logística)

En la medida que se logre una buena integración de las variables anotadas se puede alcanzar el éxito de la cosecha mecanizada.

En el presente caso se tendrán en cuenta los aspectos de los sistemas de corte mecanizado, correspondientes a la máquina y la operación de la misma.

Sistemas de corte mecanizado

En los sistemas de corte involucrados en una máquina cosechadora integral de caña se tienen los siguientes:

o Sistema descogollador o despuntador:

Se encuentra en la parte frontal de la máquina y está compuesto por un par de tambores que giran en sentido contrario hacia adentro. En ellos van montadas cuchillas que desmenuzan tanto el tallo inmaduro del cogollo como las hojas verdes. También existen descogolladores que cortan y dejan en el campo el cogollo entero.

o Sistema de inclinado o tumbado y divisores de línea o cosecha:

El rolo tumbador inclina o ‘agobia’ la caña hacia adelante para permitir que la base del tallo quede expuesta al sistema de corte de base. Los divisores de cosecha introducen la caña hacia el centro de la máquina y levantan aquellas que están caídas hacia los lados.

o Sistema de corte basal o corte de base:

Conformado por dos platos y cuatro cuchillas cada uno. El sistema, que es angulable, permite una inclinación al momento del corte de los tallos. En este punto se produce la calidad del corte de la cepa y la incorporación de materia extraña compuesta principalmente por el suelo, la cepa misma y las raíces.

o Sistema de alimentación:

Está compuesto por rodillos que tienen la función de introducir la caña dentro de la máquina, en forma ordenada y adecuada para el troceado. Es un sistema importante en la eficiencia de corte de la máquina, ya que en la medida que procesa el mayor volumen, la máquina es más productiva.

o Sistema de troceado:

También llamado caja de trozadoras, es el encargado del picado de la caña en trozos gracias a seis u ocho cuchillas montadas en dos rodillos. Este sistema es graduable a diferentes tamaños. Su función es preparar la caña para la limpieza del material extraño, especialmente de las hojas, ya que con el picado de los tallos también se pican las hojas, que quedan más livianas para ser extraídas. De igual manera, los trozos de cogollo y chulquines son susceptibles de ser extraídos más fácilmente por su menor peso. Este sistema, a la vez que pica la caña, la lanza hacia la tolva para facilitar la extracción de material extraño.

o Sistema de limpieza, extractor primario:

Consiste en una tolva, sistema aerodinámico con un extractor ubicado en la parte superior, el cual limpia o extrae (succiona) la materia extraña y la expulsa nuevamente al campo. La velocidad de giro de las aspas del extractor se expresa en r.p.m. Las aspas son graduables según se requiera extraer menor o mayor cantidad de materia extraña de la caña. El sistema debe ser graduado adecuadamente para que las pérdidas de caña sean las menores posibles. En este sistema se logra la mayor limpieza de la caña.

o Sistema de cargue, elevador:

Es un conductor metálico que lleva la caña al sitio más alto de la máquina para cargar los vagones del transporte de la caña.

o Sistema de limpieza, extractor secundario:

Es el último punto por el que pasa la caña antes de ser definitivamente entregada al sistema de cargue. Consiste en lanzar la caña del elevador al vagón de transporte. Con un sistema de extracción más pequeño (menor diámetro), algunos materiales que se desprenden a lo largo del conductor son expulsados y caen al campo.

Partes de una Cosechadora Integral Caña de Azúcar

De forma complementaria y como una manera de disminuir los impactos en la calidad del corte, se hace una operación eminentemente manual, al menos hasta ahora, que se denomina repique de la caña. Esta es realizada con una cuadrilla de diez a quince hombres por frente e incluye las labores siguientes:

Corte de caña larga (entera) que no fue cortada y alzada por la máquina.

Corte de la cepa o cepillado, consistente en el corte de pedazos de tallo o tocones que quedan adheridos a la cepa.

Corte de caña en pie de los bordes de los canales de riego, drenaje, cercos, zanjones y todo tipo de caña que no es posible cortar con la máquina debido a barreras físicas, o no lo puede hacer de manera eficiente.

Recolección de la caña trozada que cae al suelo por fallas en la sincronización de la máquina con el vagón que la recibe.

Reducción de la caña caída por sobrellenado o roturas en la tolva que recibe la caña picada.

Enchorrado o amontonado de los tipos de caña anteriores.

Recogida de la caña que ha sido amontonada en el campo. Se puede hacer en forma manual, con alzadora de caña larga o con la misma cosechadora.

Evaluaciones sobre la caña dejada en campo indican que después de efectuar el alce quedan entre 3 t y 4 t de caña en el campo. Es frecuente que se haga un preencalle de los residuos antes de iniciar la labor de repique, con la finalidad de despejar los surcos y facilitar el corte de tocones y caña larga. La operación se hace con tractor y encalladora tipo Lely de ruedas y ganchos.

EQUIPOS UTILIZADOS EN LA COSECHA MECANIZADA

Entre los diferentes equipos utilizados en los frentes de cosecha mecanizada son comunes los siguientes:

La cosechadora: normalmente se utilizan tres por frente. Las marcas más utilizadas son John Deere 3510y 3 520y CaseAustoft 7700.

Equipos de apoyo: se tienen preferentemente en el campo para hacer

mantenimiento y llevar información y reportes de los frentes. Los componentes de los equipos de apoyo son:

o Tanque de agua para lavado de la máquina.o Equipo de soldadura autógena, planta eléctrica y soldadura de arco.o Vagón de repuestos y oficina para reportes.o Tanque de combustible y aceites.o Tractor para transportes varios.o Camabaja para traslados de las cosechadoras.

COMPARACIÓN ENTRE COSECHAS MECANIZADA Y MANUAL:

La implementación de la cosecha mecanizada a gran escala tiene factores a favor y en contra. En el Cuadro 1 se presenta un paralelo con la cosecha manual. Se puede observar que en algunas circunstancias se favorece la continuidad dela cosecha manual y en otros, la mecanizada.

Como ventajas dela implementación de la cosecha mecanizada se pueden mencionar:

Es una buena opción para el corte en verde. Además de su bajo costo, facilita el manejo de los residuos de la cosecha. Favorece la descomposición rápida de los residuos de cosecha. Ofrece la posibilidad de disminuir daños en los campos en épocas de lluvias. El tiempo de permanencia en este sistema es menor. Mayor densidad de carga en el transporte (30% más). Permite tener alternativas ante inconvenientes de mano de obra en Ia labor de corte. Mayor agilidad en la cosecha (corte 24 h).

Cuadro 1. Comparaciones entre los sistemas de cosecha de caña de azúcar manual vs. mecanizada

EFICIENCIA DE LA COSECHADORA MECÁNICA EN EL CAMPO

Por procurar incorporar todos los detalles y capacidades potencialmente deseadas y que sea a la vez accesible, la cosechadora mecánica ideal de caña de azúcar tendría que ser en principio bastante grande. Para compensar el tamaño necesita ser liviana, eso para tener una flotación moderada y no compactar el suelo. Esto solamente se puede llevar a cabo usando materiales tales como Aluminio, Titanio, plásticos o materiales compuestos. Una máquina más liviana y con un motor más pequeño deberá también poseer mayor economía de combustible. En resumen, tendrá un caballaje adecuado para hacer el trabajo (Rozeff, 2001a).

Para conocer el desempeño de las cosechadoras estas deben necesariamente ser evaluadas durante el trabajo de campo, para valorar la eficiencia y el desempeño en lo que respecta a toneladas de caña cosechadas por hora, consumo de combustible gastado por tonelada de caña cosechada, velocidad de avance (km/hr), incorporación de materia extraña y pérdidas de caña dejada en el campo; de esta manera se pueden corregir o hacer los ajustes necesarios que conviertan la actividad más rentable.

FACTORES QUE DISMINUYEN LA PRODUCTIVIDAD DE LA COSECHADORA MECÁNICA COMBINADA

Campos Pequeños con Callejones Sin Salida

Cuando los campos son pequeños y con callejones sin salida, las máquinas cosechadoras tienen problemas, pues deben de realizar más cantidad de giros, lo que disminuirá la eficiencia de la cosecha y provocara más daño físico a las cepas de caña, lo que resulta altamente perjudicial e inconveniente.

Campos en Forma de Trapecio

Uno de los factores que influye en el bajo rendimiento de las cosechadoras combinadas es la propia geometría en que esté dispuesto el campo. Cuando los campos tienen forma de trapecio se afectan los índices de explotación de las cosechadoras, puesto que aumenta el número de pases para llenar los medios de transporte. A medida que los surcos de una plantación son en uno de sus lados más cortos que en otro, por consiguiente el tiempo efectivo de trabajo disminuye considerablemente, provocando que aumente el tiempo de viraje de la máquina y de los medios de transporte (Suárez et al, 2006).

Conformación de los Surcos

Los surcos deben de sobresalir levemente del perfil del suelo para facilitar la operación de la cosechadora lo que resulta contraproducente en regiones de alta precipitación como San Carlos por motivo de drenaje. Así mismo los tallos a cosechar deben estar lo más centrados posible en el surco para favorecer y facilitar su recolección.

Ángulo de Cortador Base

La profundidad y el ángulo del corte son cruciales. El cortador de base es un juego de discos giratorios con cuchillas reemplazables que está diseñado para cortar limpiamente la caña al nivel del suelo, sin partirla, luego dirige el flujo de la caña hacia arriba a los rodillos alimentadores con ayuda del rodillo pateador.

Árboles, Líneas Eléctricas y Otros Obstáculos Dentro del Campo

Cualquier objeto que obstruya el paso de la cosechadora en el lote en proceso de cosecha contribuirá a disminuir la productividad de la misma.

Campos con Riego

La consistencia del suelo influye directamente sobre el desempeño de las cosechadoras ya que en terrenos inconsistentes la velocidad de avance y altura de corte varían, disminuyendo la productividad de la cosecha mecanizada.

Para efectos se eficiencia resultan óptimos los surcos largos y discontinuos, pero contraproducente para el riego, por motivos de infiltración y saturación, donde son deseables los surcos cortos. Este es un aspecto práctico que debe conciliarse adecuando ambos factores.

BIBLIOGRAFÍA

http://www.sugarcanecrops.com/s/agronomic_practices/harvesting_management/

http://www.cenicana.org/pdf/documentos_no_seriados/libro_el_cultivo_cana/libro_p357-362.pdf

http://www.wikiagro.com/es/Cosecha_de_Ca%C3%B1a

http://spciagronomiaunefm.blogspot.com/2011/03/youtube-video-player.html

http://www.infoagro.com/maquinaria/limpieza_cosechadoras_succion.htm

http://www.tecnicana.org/htm/revista.php

http://avibert.blogspot.com/2011/06/diagrama-de-una-cosechadora-de-cana-con.html

http://www.engormix.com/MA-agricultura/articulos/tendencias-actuales-cosechadoras-cana-t2723/p0.htm

“Sistemas de cosecha de la caña de azúcar: ventajas y desventajas” Ing. Pablo M. Rodríguez González”