Comparación del caudal de fertilizante granulado bajo diferentes distribuidores.

Por Gabriel Ganancini Zimmermann, de la Universidad Federal de Paraná

02.01.2024 | 17:26 (UTC -3)

Los fertilizantes son los insumos agrícolas más relevantes de la economía nacional y su correcta aplicación es fundamental para la productividad de los cultivos. En Brasil, la mayoría de los fertilizantes utilizados son sólidos y la calidad del fertilizante, relacionada con la uniformidad y el tamaño de las partículas, afecta directamente su distribución. 

La granulometría de los fertilizantes sólidos está determinada por el tamaño y la forma de sus partículas. Una característica importante de los fertilizantes sólidos relacionada con el tamaño de las partículas es la uniformidad. La mezcla de fertilizantes puede ser desigual, es decir, puede contener diferentes tamaños de partículas, lo que genera el fenómeno de segregación. La segregación es la separación de las partículas presentes en la mezcla por orden de tamaño y provoca la distribución desigual de los fertilizantes en el suelo, ya que dificulta el ajuste de las máquinas fertilizantes. En cuanto a la forma, los fertilizantes sólidos tienen diferentes formas y en consecuencia diferentes fluidez, es decir, tienen diferentes capacidades de flujo a través de los sistemas mecánicos de aplicación de las máquinas, impactando también en la distribución de los fertilizantes. 

En este contexto, Dalacort & Stevan (2018) afirman que los mecanismos de dosificación de las máquinas fertilizantes son responsables de la distribución regular de los fertilizantes granulados, sin embargo, el buen funcionamiento de estos mecanismos está sujeto a perturbaciones por factores externos, como la pendiente del terreno, velocidad de aplicación y estado del abono granulado utilizado. La uniformidad en la distribución de fertilizantes y su adecuada deposición impactan en una mejor productividad de los cultivos y menores costos para el productor, ya que el costo del fertilizante representa una gran porción del costo total de producción (García, 2007). 

Material y métodos

El experimento se realizó en el Laboratorio de Idoneidad de Tractores Agrícolas (Lata), ubicado en el Departamento de Ingeniería de Suelos e Ingeniería Agrícola de la Universidad Federal de Paraná (DSEA/UFPR), en Curitiba (PR). Para la realización del experimento se utilizó un banco experimental, desarrollado por el citado laboratorio, el cual cuenta con caja de accionamiento eléctrico, conjunto de transmisión y articulación, depósitos, mecanismos de dosificación y un sistema de toma de datos en tiempo real. El accionamiento eléctrico del banco experimental se produce a través de un variador de frecuencia, permitiendo un ajuste preciso de la rotación del motorreductor que, a través de una transmisión de poleas y cadenas, acciona los mecanismos de dosificación de fertilizantes.

Para realizar el experimento se seleccionaron dos formulaciones de fertilizantes granulados N-P2O5-K2O: 04-14-08 (FG1) y 04-30-10 (FG2). La velocidad de operación se determinó de acuerdo a la necesidad de distribuir fertilizante de 300 kg.ha-1, considerando un espaciamiento de 0,5 metros en un área de 10.000 m2, resultando una cantidad de 15 gramos de fertilizante por metro. Por lo tanto, para realizar el experimento en banco se realizó una simulación de la velocidad operativa basada en la conversión del valor real a Hertz (Hz), siendo 7 km.h-1 a 35,61 Hz además de la velocidad electrónica. ajuste, la estructura del banco permitía articulaciones longitudinales y transversales.

Los depósitos de fertilizante granulado, ubicados en el extremo superior de la mesa, estaban conectados a los dos mecanismos dosificadores, a saber: el dosificador helicoidal simple con paso de 1” y el dosificador helicoidal doble, que operaba con paso de ½”. El mecanismo de dosificación helicoidal simple está formado por una helicoidal fijada a un eje giratorio, controlando la velocidad de rotación del eje la cantidad de fertilizante depositado en el suelo. El dosificador de tipo doble hélice está formado por dos helicoides, que giran en direcciones opuestas. 

Entre las alternativas para regular la dosificación de fertilizantes en los dosificadores antes mencionados se encuentran cambiar el engranaje que hace girar el eje o sustituir el tornillo helicoidal por una distancia entre vueltas diferente denominada “pasos”. Según Siqueira (2008), cuando la máquina sembradora-fertilizante es sometida a inclinaciones longitudinales, los tornillos helicoidales con pasos más pequeños reducen la oscilación en la dosificación del fertilizante.

Para comparar el caudal de fertilizantes granulados en los dos mecanismos de dosificación, los fertilizantes se distribuyeron en el banco experimental. La distribución de fertilizantes se midió mediante un sistema de adquisición de datos (SAD), utilizando la arquitectura de la plataforma Arduino, conectado a tres básculas de celdas de carga, que recolectaron datos de tasa de masa (TM) para FG1 y FG2 en tiempo real. Cada báscula se construyó con dos tablas de madera de 250 x 250 mm y 10 mm de espesor, para permitir la presión para la deposición de fertilizante. Entre los tableros se instaló una celda de carga de aluminio anodizado marca IWM, tipo SPL (Single Point), con una capacidad máxima de 5 kilogramos, sensibilidad de 2 mV/V y una plataforma de 130 x 25 mm, y se colocó un contenedor. colocado en esta escala.

La TM de fertilizantes granulados se refiere al volumen o peso del producto por unidad de área. Su medición es útil cuando se pretende adoptar una Agricultura de Precisión, en la que el fertilizante se aplica en dosis variables dependiendo de la demanda individual de cada área, a diferencia de la aplicación constante, que se basa en la demanda promedio de las áreas de la propiedad. 

El sistema de adquisición de datos recolectó datos de distribución durante un período de 420 segundos, a una velocidad de 7 km.h-1, para cada uno de los dos dosificadores, de simple hélice y de doble hélice, con 7 repeticiones, para cada fertilizante granulado (FG1 y FG2). ). Los 30 segundos iniciales y los 30 segundos finales se descartaron para estabilizar el flujo de fertilizante, lo que resultó en un tiempo de recolección efectivo de 360 ​​segundos. La recopilación de datos se detuvo antes de que el contenido de fertilizante presente en el embalse alcanzara el último tercio. 

Los datos de TM recolectados fueron sometidos a un análisis descriptivo, consistente en cálculos de medidas de tendencia central (media aritmética, mediana y moda), dispersión (amplitud, desviación estándar y coeficiente de variación), asimetría, curtosis y la prueba de Jarque-Bera para caracterizar la normalidad de los datos (Torman et al., 2012).

Resultados

En el Cuadro 1 se presentan datos de las estadísticas descriptivas de la tasa de masa (TM) de los fertilizantes FG1 y FG2, a una velocidad de 7,0 km.h-1, para los mecanismos de dosificación de hélice simple y doble hélice. 

Respecto al dosificador helicoidal simple, se observó que los datos recolectados del TM siguieron una distribución asimétrica positiva (cola más grande a la derecha de la curva) para los dos fertilizantes FG1 y FG2, siendo 0,13 y 1,41, respectivamente. Esta asimetría fue verificada por los valores de la media, mediana y moda de la tasa de masa (CHICOTA & LIER, 2004) y el resultado significa que los valores son divergentes. 

En cuanto al dosificador de doble hélice, los datos de TM para el fertilizante FG1 mostraron una débil asimetría positiva. En el fertilizante FG2 la asimetría fue negativa, indicando valores aproximados de media, mediana y moda.

Cuadro 1: estadísticas descriptivas de la tasa de masa (TM) de los fertilizantes FG1 y FG2, a una velocidad de 7,0 km h-1 para los mecanismos de dosificación de simple y doble hélice
Cuadro 1: estadísticas descriptivas de la tasa de masa (TM) de los fertilizantes FG1 y FG2, a una velocidad de 7,0 km h-1 para los mecanismos de dosificación de simple y doble hélice

Los dos mecanismos de dosificación fueron evaluados mediante diferentes comportamientos de tasa de masa. A una velocidad de 7,0 km h-1, el modelo de simple hélice fue superior al modelo de doble hélice. El segundo dosificador mostró una peor distribución a alta velocidad, es decir, su precisión se vuelve baja. Esta baja precisión se debe a que existe una mayor frecuencia de deposición por encima de la media para ambos fertilizantes (FG1 y FG2), es decir, una sobredosis en la distribución de fertilizantes, lo que conlleva problemas como la no uniformidad de la distribución. cultivos, salinización y pérdidas de insumos, lo que provoca pérdidas económicas. Esto se puede explicar porque el mecanismo de dosificación de doble hélice tiene dos tornillos helicoidales en su funcionamiento y, al girar el eje más rápido, ambos transportan una gran cantidad de fertilizante, siendo más adecuado para velocidades bajas.

*por Gabriel Ganancini Zimmermann, de la UFPR

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