Tesis / 0049 / I.M.

AGRICULTURA DE PRECISIÓN: MAQUINARIA PARA EL PROCESO DE SIEMBRA EXTENSIVA EN EL CULTIVO DE MAÍZ

ROBIN FERNANDO SUÁREZ NARVAEZ

FUNDACIÓN UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA INGENIERÍA MECATRÓNICA BOGOTÁ 2015

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AGRICULTURA DE PRECISIÓN: MAQUINARIA PARA EL PROCESO DE SIEMBRA EXTENSIVA EN EL CULTIVO DE MAÍZ

ROBIN FERNANDO SUÁREZ NARVAEZ

Monografía para optar el título de Ingeniero Mecatrónico

Director: Fabio Lorenzo Roa Cárdenas Ingeniero Mecánico

FUNDACIÓN UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA INGENIERÍA MECATRÓNICA BOGOTÁ 2015 2

Nota de Aceptaci贸n

______________________________ ______________________________ ______________________________

______________________________ Firma del presidente del jurado

______________________________ Firma del jurado

______________________________ Firma del jurado

Bogot谩 D.C 19 de Octubre de 2015

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AGRADECIMIENTO

Quiero manifestar mis agradecimientos por la elaboración de ésta monografía como trabajo fin de carrera, en primer lugar al tutor del mismo, FABIO LORENZO ROA, por su ayuda y colaboración a la hora de trabajar. También, a EDWIN SUÁREZ por sus consejos y su contribución.

También agradezco la paciencia que mis padres y amigos tuvieron durante la elaboración de esta monografía.

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CONTENIDO pág.

RESUMEN .......................................................................................................... 9 INTRODUCCIÓN .............................................................................................. 10 1.1 OBJETIVOS ............................................................................................... 12 1.1.1 OBJETIVO GENERAL ....................................................................... 12 1.1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .............................................................. 12 1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ........................................................ 13 1.3 JUSTIFICACIÓN ........................................................................................ 14 2. METODOLOGIA ........................................................................................... 15 3. ASPECTOS GENERALES DEL MAÍZ .......................................................... 16 3.1. HISTORIA................................................................................................... 16 3.2. MORFOLOGÍA ........................................................................................... 16 3.3 VARIEDADES ............................................................................................ 17 3.4 FISIOLOGÍA ............................................................................................... 18 3.4.1 Germinación. ...................................................................................... 18 3.4.2 Desarrollo vegetativo. ........................................................................ 18 3.5 ECOLOGÍA ................................................................................................. 19 3.6 SIEMBRA ................................................................................................... 19 3.6.1 Preparación del terreno. ..................................................................... 20 3.6.2 Densidad de plantas. ......................................................................... 20 3.7 LABORES CULTURALES .......................................................................... 21 3.8 COSECHA .................................................................................................. 22 4 SEMBRADORAS EN LA AGRICULTURA DE PRECISION ......................... 23 4.1. TIPOS DE TECNOLOGÍA DISPONIBLE EN EL MERCADO DE LAS SEMBRADORAS EN EL CULTIVO DE MAÍZ .................................................. 23 4.1.1 Sembradoras al voleo. ....................................................................... 24 4.1.2 Sembradoras en línea.] ...................................................................... 27 4.1.3 Sembradoras de precisión monograno. ............................................ 34 4.2. DESARROLLOS TECNOLOGIOCOS EN ESTUDIO DE LAS SEMBRADORAS EN LA AGRICULTURA DE PRECISION ............................. 52 4.2.1 Sistemas de posicionamiento global diferencial ................................. 52 4.2.2 Control de flujo en abonadoras. ......................................................... 54 5. RESULTADOS ............................................................................................. 55 5.1. SEMBRADORAS DE PRECISIÓN EN TERMINOS DE EFICIENCIA ........ 55 5

5.2. ZONAS DISPONIBLE PARA LA SIEMBRA EXTENSIVA COLOMBIA ....... 56 5.3. ANÁLISIS DE LAS SEMBRADORAS ESTUDIADAS ................................. 57 6. RECOMENDACIONES A FUTUROS TRABAJOS ....................................... 61 7. CONCLUSIONES ......................................................................................... 62 BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................. 64

LISTA DE FIGURAS

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Figura 1. Partes principales de la planta de maíz ............................................. 17 Figura 2. Crecimiento y partes de la semilla de maíz ....................................... 18 Figura 3. Tipos de siembra. .............................................................................. 20 Figura 4. Clasificación tipos de sembradoras. .................................................. 24 Figura 5. Diagrama de bloques sembradora al voleo ....................................... 25 Figura 6. Sembradora de voleo IAMSA F 600 .................................................. 25 Figura 7. Sembrado MERKAGRO modelo apolo SAV-82................................. 26 Figura 8. Esquema de funcionamiento de una sembradora neumática. .......... 27 Figura 9. Sembradora centrífuga. ..................................................................... 28 Figura 10. Sembradora JHON DEERE 740A .................................................... 30 Figura 11. Diagrama de bloques de sembradora JHON DEERE 740A. ........... 30 Figura 12. Tren de siembra. .............................................................................. 32 Figura 13. Rueda de calibración. ...................................................................... 32 Figura 14. Sembradora GREAT PLAINS MODELO 2000. ................................ 33 Figura 15. Diagrama de bloques de la sembradora GREAT PLAINS MODELO 2000. ................................................................................................................. 33 Figura 16. Sembradora de precisión mecánica................................................. 35 Figura 17. Sembradora de precisión neumático. .............................................. 36 Figura 18. Sembradora de precisión WINTERSTEIGER .................................. 37 Figura 19. Accionamiento eléctrico de sembradora Dinamic Disc .................... 38 Figura 20. Control GSC y parámetros generales. ............................................. 38 Figura 21. Rueda medidora y control por cable con cabresteo ......................... 39

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Figura 22. Disco ranurado radial y sistema de canal alimentador..................... 40 Figura 23. Reja de sembradora ........................................................................ 40 Figura 24. Distribuidor de abono en micro granulo. .......................................... 41 Figura 25. Diagrama de bloques de la sembradora .......................................... 41 Figura 26. Sembradora neumática JHON DEERE modelo 1700 ...................... 43 Figura 27. Diagrama de bloques sembradora JHON DEERE modelo 1700 .... 44 Figura 28. Sistema de dosificación ................................................................... 46 Figura 29. Sistema de regulación en la siembra ............................................... 46 Figura 30. Monitor de siembra .......................................................................... 47 Figura 31. Diagrama de bloques sembradora MASSEY FERGUSON modelo MF8700 ............................................................................................................. 47 Figura 32. Ruedas de control de profundidad. .................................................. 49 Figura 33. Disco sembrador. ............................................................................. 50 Figura 34. Disco turbo. ..................................................................................... 50 Figura 35. Sembradora Montana modelo PLB6SD. .......................................... 51 Figura 36. Diagrama de bloques sembradora Montana modelo PLB6SD ........ 51 Figura 37. Corrección de posición del satélite. ................................................. 53 Figura 38. Mapa de zona vegetativa en Colombia ............................................ 56

LISTA DE TABLAS pág.

Tabla 1. Ficha técnica sembradora IAMSA F600.............................................. 26 Tabla 2. Sembradora JHON DEERE 740A ....................................................... 31 Tabla 3. Ficha técnica sembradora GREAT PLAINS MODELO 2000. ............. 34 Tabla 4. Ficha técnica de sembradora ............................................................. 42 Tabla 5. Ficha técnica sembradora JHON DEERE modelo 1700 ..................... 45 Tabla 6. Ficha técnica. ..................................................................................... 48 Tabla 7. Ficha técnica. ...................................................................................... 52 Tabla 8. Tabla comparativa de sembradoras. ................................................... 58 Tabla 9. Análisis de ventajas y desventajas en los tipos de sembradoras ........ 60

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GLOSARIO

ABRESURCO: Sistema de presión activa para crear orificios constantes en el suelo.

AGRICULTURA DE PRECISION: Es un sistema en el manejo especifico de un área de cultivo, donde se utilizan herramientas tecnológicas.

BASTIDOR: Armazón de hierro que sirve para fijar o soportar sistemas mecánicos.

EFICIENCIA: Capacidad de disponer de herramientas para conseguir un efecto determinado.

FISIOLOGIA: Ciencia que estudia las funciones de los seres orgánicos SISTEMAS DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS): Sistema que permite conocer la posición de un objeto o de una persona por medio de la recepción de señales emitidas por una red de satélites.

LABORES CULTURALES: son los trabajos que requiere el cultivo desde la siembra hasta su cosecha MORFOLOGIA: Parte de la biología que trata de la forma de los seres orgánicos y de las modificaciones o transformaciones que experimenta SEMBRADORA DE PRECISION: Proceso en el que se deposita una semilla individual a una distancia uniforme TOMA FUERZA: Es el último de los órganos de movimiento del tractor. Se usa para accionar implementos de distinto género, es decir todos aquellos equipos y máquinas que demanden energía cinética o de movimiento, a través de un eje cardánico.

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RESUMEN Este documento, contiene una revisión documental de las sembradoras por voleo, sembradoras en línea y sembradoras de precisión monograno. Se describe el funcionamiento mecánico y electrónico de las diferentes maquinas sembradoras, sustentando la información en documentos de fabricantes de éste tipo de máquinas como JHON DEER, MONTANA, MERKAGRO, IAMASA, GREAT PLAINS, WINSTERSTEIGER, MASSEY FERGUSON y entidades que desarrollan nuevas tecnologías enfocadas a la agricultura de precisión.

Su realización responde al propósito de explorar la disponibilidad de nuevas tecnologías aplicadas a la siembra extensiva en el cultivo de maíz en Colombia; contiene información sobre el cultivo de maíz y sus diferentes características así como de los tipos de sembradoras disponibles en la agricultura de precisión. La información obtenida, orienta al lector en las características más relevantes de las sembradoras que permitan tomar decisiones en referencia a la tecnología disponible como también a comprender los futuros desarrollos que tendrá la siembra de precisión.

La monografía se encuentra dividida en seis capítulos. Como punto de partida se identifica el problema, la justificación y metodología que orienta el proceso de investigación así como los objetivos a cumplir en su desarrollo. Seguidamente se describe de forma general la agricultura en el maíz, como lo es la historia, morfología, fisiología, siembra, labores culturales y cosecha en el cultivo de maíz.

Se procede a la revisión documental de las diferentes tecnologías de las sembradoras en el cultivo de maíz disponibles en el mercado colombiano y se describe los futuros desarrollos tecnológicos en las sembradoras de precisión como sistemas de posicionamiento diferencial y el control de flujo en abonadoras.

Continuando con el desarrollo del tema, se presentan resultados, análisis de eficiencia de las sembradoras de precisión, tablas comparativas de ventajas y características de las sembradoras estudiadas. Se presentan las conclusiones obtenidas en la monografía y finalmente, se presentan las referencias bibliográficas consultadas en todo el proceso de búsqueda de información.

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INTRODUCCIÓN

La tecnología llamada Agricultura de Precisión permite medir la variabilidad de las propiedades del suelo (variabilidad espacial) y los rendimientos de los cultivos, aumentando la eficiencia productiva y disminuyendo el impacto ambiental. Esta tecnología está disponible para la aplicación de insumos agrícolas como fertilizantes, semillas, plaguicidas; de acuerdo a unos requerimientos preestablecidos. El tema de agricultura de precisión tiene que ver con el muestreo y mapeo de los factores de producción a ser manejados y por otra parte con el sensoriamiento directo del suelo y/o cultivo para la aplicación de insumos, dependiendo del nivel tecnológico disponible y de los costos asociados al proceso.

En Colombia por tradición ancestral la agricultura en cuanto a granos, se identifica con el maíz. En la implementación de las nuevas tecnologías en la agricultura colombiana, enfocada en la siembra de precisión en el cultivo de maíz, se requiere de profesionales que dominen y comprendan el funcionamiento y características de la tecnología presente en las diferentes referencias de sembradoras en el mercado, dispuestas para mejorar y optimizar el proceso de siembra en el cultivo de maíz en grandes superficies, creando crecimiento y desarrollo sostenible para el país y la región.

Esta monografía como opción de grado en Ingeniería Mecatrónica, contiene una revisión documental de las sembradoras por voleo, sembradoras en línea y sembradoras de precisión monograno y describe el funcionamiento mecánico y electrónico de las diferentes maquinas sembradoras. El estudio se sustenta en la información consultada de fabricantes de maquinaria para la siembra de precisión.

La monografía se encuentra dividida en seis capítulos. Del capítulo primero al segundo se describe la problemática a tratar en el documento, la justificación y metodología que se llevó en el proceso de investigación y los objetivos que se plantean cumplir en el trascurso de la monografía.

En el capítulo tercero se describe de forma general la agricultura en el maíz, como lo es la historia, morfología, fisiología, siembra, labores culturales y cosecha en el cultivo de maíz.

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En el capítulo cuarto se encuentra la investigación documental de los diferentes tipos y funcionamientos de las tecnologías disponibles en el mercado colombiano de las sembradoras en el cultivo de maíz. También se describe los futuros desarrollos tecnológicos en las sembradoras de precisión como sistemas de posicionamiento diferencial y el control de flujo en abonadoras.

El capítulo quinto contiene los resultados como el análisis de la eficiencia de las sembradoras de precisión y tablas comparativas de ventajas y características de las sembradoras estudiadas. En el capítulo sexto se hacen las recomendaciones para futuros trabajos en la siembra de precisión en Colombia.

El capítulo séptimo se presenta las conclusiones obtenidas en la monografía y finalmente, se presentan las referencias bibliográficas consultadas en todo el proceso de búsqueda de información.

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1.1 OBJETIVOS

1.1.1 OBJETIVO GENERAL

Realizar una revisión documental de tecnologías disponibles en el proceso de siembra de cultivo de maíz, que apunten a generar una mayor productividad en sector agrario mediante la integración de sistemas mecatrónicos.

1.1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

 Determinar las principales características del maíz tales como variedades, morfología, ecología, siembra, aspectos culturales entre otros.  Examinar los tipos de tecnología disponible en el mercado de las sembradoras de precisión.  Exponer futuros desarrollos de las sembradoras en la agricultura de precisión.  Identificar las empresas líderes en futuros desarrollos tecnológicos en las sembradoras de maíz.  Determinar posibilidades y retos en el uso de las sembradoras de precisión frente a la realidad Colombiana.

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1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Dentro de los pilares institucionales de Uniagraria se incluye el desarrollo de las regiones y el cuidado del medio ambiente, estos aspectos van de la mano con el desarrollo tecnológico que propende por la innovación en los procesos productivos. Se suma a lo anterior, la necesidad mundial de producir alimentos de calidad y de manera sostenible, por lo cual surge la necesidad de dar un cambio a los sistemas tradicionales de agricultura en donde se oriente hacia la competitividad.

El proceso de siembra extensiva en el cultivo de maíz en Colombia ha cobrado gran importancia dado que con la implementación de tecnología innovadora es posible mejorar la productividad de un país en donde se ha evidenciado baja rentabilidad por la pérdida significativa de semilla y el aumento en los costos de producción en el cultivo.

Surge la necesidad de realizar una revisión documental de los diferentes sistemas de siembra que permitan un crecimiento y desarrollo sostenible en los agricultores de maíz en Colombia. ¿Cuáles son las tecnologías disponibles en el mercado colombiano y las tendencias de éstas en cuanto a la siembra de maíz en la siembra de precisión?

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1.3 JUSTIFICACIÓN

La etapa de siembra de cualquier semilla, es uno de los procesos más importantes para el éxito de una producción agrícola, de ésta depende la calidad y rendimiento del cultivo. Es aquí donde surge la necesidad de regular los parámetros de siembra así como la dosificación exacta de la semilla, tener información de la ubicación de los cultivos como también la documentación de los modos de siembra que permitan en el transcurso del tiempo generar unos procesos de mejora continua. La regulación exacta de estos parámetros se enmarca dentro de los propósitos y la justificación de un programa de Ingeniería Mecatrónica y es un motivo para que los ingenieros mecatrónicos generen estrategias por medio de su conocimiento y contribuyan a establecer en las máquina de siembra precisa acorde a condiciones ambientales, requerimientos del terreno y utilización del cultivo como alimento, forraje o biocombustibles, mapeos satelitales, recolección de la información y modo de siembra.

Las sembradoras de precisión en el cultivo de maíz, requieren de Ingenieros mecatrónicos que se relacionen con la implementación de nuevas tecnologías de siembra, que garanticen un rendimiento en el cultivo, permitiendo un crecimiento y desarrollo de la nación, donde los agricultores se beneficien de estos avances tecnológicos. Para la agricultura Colombiana es importante tener profesionales conocedores de tecnologías para la implementación de la agricultura de precisión en el territorio Colombiano. Por su parte la Fundación Universitaria Agraria de Colombia contribuye en estos aspectos, formando profesionales competentes en el diagnóstico del funcionamiento de sistemas o procesos para proponer alternativas de automatización mediante la incorporación de tecnología mecatrónica y en la implementación de elementos en procesos con base al resultado del diagnóstico. Esta monografía apunta a generar un valor agregado en la formación del ingeniero mecatrónico de Uniagraria posibilitando el cumplimiento de las competencias señaladas.

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2. METODOLOGIA

En cuanto a la metodología, esta monografía se aborda aplicando métodos y técnicas utilizadas en la investigación científica, también considerando las fases inmersas en el proceso como lo son: la exploratoria, la descriptiva y explicativa principalmente.

En su parte inicial se aborda una investigación de tipo exploratorio, en donde se busca dar una visión general y aproximada respecto a un subtema “maquinaria para la siembra de precisión de grano de maíz”, dentro de un tema más amplio: la agricultura de precisión.

En la fase exploratoria, se realiza una búsqueda orientada a obtener información referente a los aspectos de morfología, ecología, siembra y cosecha del maíz.

También se indagó a cerca de los tipos de sembradoras como lo son de dosificación variable, chorro y monograno, sembradoras que se encuentren en el mercado actual. Para acceder a la información se consultó en bases de datos de libre acceso como Agronet, Dialnet, Scielo entre otras. Se visitaron las páginas de empresas líderes en la investigación y desarrollo de sembradoras como JHON DEER, MONTANA, MERKAGRO, IAMASA, GREAT PLAINS, WINSTERSTEIGER, MASSEY FERGUSON y entidades que desarrollan nuevas tecnologías enfocadas a la agricultura de precisión. También se realizó consulta bibliográfica en bibliotecas como la Luis Ángel Arango. Se recurrió al internet para obtener información de las empresas autorizadas para distribuir sembradoras de precisión, aunque la información obtenida con éste recurso fue muy poco precisa, no obstante, revistas especializadas de agronomía y agricultura de precisión como Agronet, hicieron posible hallar información referente a especificaciones, avances tecnológicos y posibles desarrollos futuros en que se darán en las sembradoras y pueden orientar el quehacer investigativo.

Una vez superada ésta primera etapa, la investigación toma un tinte descriptivo, procediendo a realizar una representación detallada de las maquinas sembradoras disponibles en el mercado, utilizando criterios sistemáticos, desde la perspectivas de la Ingeniería Mecatrónica.

En su parte final se utiliza la metodología explicativa para determinar orígenes, causas, relaciones permitiendo profundizar el conocimiento de las sembradoras de precisión frente a la realidad de Colombia.

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3. ASPECTOS GENERALES DEL MAÍZ

3.1.

HISTORIA

El maíz pertenece a la familia de las gramíneas, descubierta en Cuba en 1942, donde se usaba para hacer bebidas y pan por los indígenas. También se encontró en todo el continente americano en la época de 1492 a 1540, determinado por arqueólogos y botánicos como originario de toda América. [12] Las culturas nativas iniciaron su domesticación, siendo el producto más importante en el que se basó su alimentación y economía. Debido a esto no se puede establecer un origen geográfico, dentro del continente americano. [12] Actualmente el maíz se encuentra distribuido en todo el planeta y las regiones donde más se cultiva es norte América, sur América, Europa, África y suroriente Asiático. [12]

3.2. MORFOLOGÍA

El maíz es una planta de tallo articulado, cilíndrico, donde se encuentra una medula dulce, azucarada en su interior, cuando esta verde. Sus raíces son blancas, fibrosas, numerosas y de diferente talla según la variedad; la mínima es de un metro y puede llegar hasta los cuatro metros de profundidad. La inserción de las hojas en el tallo lo hace robusto y fuerte; estas hojas son planas, muy prolongadas, algo aspares en los extremos, que al crecer se extienden doblándose e inclinándose al punto de mirar hacia al suelo. [13] En los axiales de las hojas se forman las mazorcas. Éstas son campanudas y en el centro se encuentra la tuza, la cual está cubierta de varias vainas a manera de envoltura cerrada. En época de florescencia tiene una espiga que se torna oscura con el tiempo; estos son los pistilos receptores del polen más conocidos como los cabellos del maíz. [13] Las flores del maíz son monoicas, es decir, en la misma planta se encuentran flores machos y hembras. Las flores masculinas se encuentran en el copo, y son de color verdoso, cuyo polen desciende con el balanceo de la planta por los vientos. [12]

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El fruto es irregularmente arredondeado, comprimido hacia sus bases. En el cual cada grano es un embrión debidamente fecundado y puede ser de diferentes colores dependiendo de la variedad: blanco, amarillo, rojo o negruzco. [19] El maíz pertenece a la familia de las gramíneas, que comprende todas las plantas cereales y que se utilizan como forrajes. Éstos prestan un servicio a la humanidad, los granos constituyen la base principal de la alimentación. En la figura 1, se pueden observar las principales partes de la planta de maíz como lo son las hojas, espiga, caña y panoja. [19]

Figura 1. Partes principales de la planta de maíz

Fuente: MAÍZ Y NUTRICIÓN, 2006.

3.3 VARIEDADES Las variedades del maíz dependen del clima y condiciones diversas en todas las regiones donde se cultiva.

Al clasificar las diferentes variedades se han tenido en cuenta el color del grano, su forma, sabor y número de filas de granos que presenta la espiga. [12] El maíz blanco cultivado y consumido representa entre el 60 y el 70 %. Esta espiga es poco cubierta de vainas, lo que permite el fácil reconocimiento de la variedad. El maíz amarillo presenta mayor desarrollo herbáceo, las espigas están bien cubiertas de vainas, esto hace que se torne más difícil el reconocimiento de la variedad. [12]

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Dependiendo de la forma del grano se puede clasificar en la siguientes variedades: diente de caballo, arroz y redondo. Otro tipo de clasificación que se presenta es el simple y el dulce, dependiendo su sabor. [28] En cada región el maíz es climatizado, amoldado al terreno y a las exigencias del cultivo. En el Cauca existe una variedad de maíz llamado maíz negro, éste pertenece a la variedad del diente de caballo; el grano es de color blanco y la tuza morada. [28]

3.4 FISIOLOGÍA

3.4.1 Germinación. Al sembrar la semilla en el suelo húmedo, ésta sale de la cubierta en dos o tres días. En el trascurso de estos días se producen cambios químicos iniciándose la formación de las raíces (radícula) y las hojas de la plántula. Después de los primeros días aparecen raíces seminales, que afianzan la planta, sirven para recoger nutrientes y agua del suelo. [19] Entre los próximos seis a ocho días brota un trozo tubular blanco mediante el cual la planta logra surgir a la superficie. Tan pronto sale el tallo blanco a la luz se forman las hojas; una cada tres días. Entre los próximos 15 a 18 días la planta está formada y raizada en el suelo. Éste es uno de los puntos más críticos en el crecimiento del maíz, ya que si el suelo está muy frio, húmedo o seco se demora en germinar la semilla. En la figura 2 se muestran las partes de la semilla del maíz y su proceso de germinación. [19] Figura 2. Crecimiento y partes de la semilla de maíz

Fuente: MAÍZ Y NUTRICIÓN, 2006.

3.4.2 Desarrollo vegetativo. Una planta de maíz normalmente desarrolla entre 20 y 30 hojas durante las primeras cuatro semanas, y cuando la planta ha logrado el punto final de germinación las raíces se han extendido hasta 46 cm de profundidad. [19] 18

A partir de la siembra, en los próximos 20 a 49 días se inicia la formación de la espiga o inflorescencia, dependiendo de la temperatura, nutrientes y humedad del suelo. También, existe una diferencia entre variedades dependiendo de los factores ambientales, que inciden en la prolongación de crecimiento y desarrollo del cultivo, pero que podrían tener una excelente recuperación siempre y cuando las condiciones posteriores sean favorables. [19] 3.5 ECOLOGÍA El maíz se cultiva de los 0 a 4000 metros de altura sobre el nivel del mar, de 5 a 28 grados Celsius de temperatura, con diferentes resultados para cada uno de estos climas. También, existen variedades que se adaptan a cada clima respondiendo satisfactoriamente a las características del cultivo. Sin embargo, el clima caliente que comprende hasta los 2000 metros sobre el nivel del mar, con una temperatura de 23 a 28 grados Celsius, es donde mejor rendimiento y calidad presenta el cultivo. Por lo tanto, el periodo de desarrollo del maíz es variable con la temperatura; es más corto cuando la temperatura media es más elevada. [13] Al ser una planta intertropical resiste a la humedad, soportando sequías cortas, con lo cual vegeta con vigor. Cuando es cultivado en terrenos fríos, gredosos y húmedos se nota una coloración en su follaje, formando un matiz verde amarillo, que indica que la planta está sufriendo a causa de las condiciones climáticas. En época de florescencia las lluvias frecuentes hidratan el polen, perdiendo facultades prolíficas, dejando como efecto la espiga desgranada. Igualmente, para la polinización se necesitan vientos que permitan la circulación del polen en el cultivo. [7]

3.6 SIEMBRA La calidad de la siembra del maíz, determina el éxito del cultivo, si la siembra se hace mal, está ya no se puede corregir. Se requiere de maquinaria confiable y personas preparadas. [6] Se requiere una distribución espacial y uniformidad de la semilla adecuada en el terreno que permita un buen desarrollo del cultivo. Por eso es importante tener en cuenta la preparación del terreno y la densidad de `plantas que puede soportar el terreno. [6]

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3.6.1 Preparación del terreno. El maíz tiene dos modalidades de siembra: manual y mecanizada. a) Siembra manual. Estos cultivos de huertos se realizan en suelos preparados a base de machete y azadón, o con arado de bueyes en algunos casos. Es muy común la tumba de monte, que una vez seco, proceden a quemarlos para dejarlos limpios para la siembra. [6] El 70 % de la producción nacional se origina en pequeños huertos donde las familias producen para el autoconsumo y no les interesa la calidad ni la comercialización a gran escala. [6] b) Siembra mecanizada. En el cultivo de maíz la siembra mecanizada ofrece una gran ventaja en la rapidez con que se hace ésta, y que se utiliza el terreno al máximo. Existen variedad de máquinas que ofrecen buenas y diferentes alternativas para que los agricultores escojan de acuerdo a su presupuesto, forma de producción y características del terreno. En el capítulo 4 profundizaremos sobre la tecnología existente en los diferentes tipos de sembradoras y su funcionamiento. [6] De esta forma se produce la mayor parte del maíz que se comercializa en el país, el 30 % del área cultivada, especialmente en zonas bajas de clima cálido y grandes llanuras. En la siguiente grafica se determina los porcentajes de forma de siembra en el territorio colombiano. [6] Figura 3. Tipos de siembra.

Siembra manual

Siembra Mecanizada

Fuente: Figura del autor

3.6.2 Densidad de plantas. La cantidad de plantas por hectárea depende de la disponibilidad de agua, fertilidad y características físicas del suelo. Con una 20

densidad alta de plantas el consumo de agua en las primeras etapas del cultivo es mayor; si no se dispone de riego oportuno y suficiente el maíz sufrirá mucho por falta del líquido en la etapa de floración y formación del grano, que son críticos. [6] En terrenos planos la siembra se hace en surcos continuos, donde cada planta queda a una distancia de entre 25 a 30 cm, y los surcos, separados entre 90 y 100 cm cada uno. La población más generalizada es de 40 mil plantas por hectárea, lo que indica un promedio de 18 kg/Ha de semilla, pero como se practica el raleo, se siembra un promedio de 20 Kg/Ha. [6] Cuando se siembra maíz con el fin de producir forraje verde picado, o abono verde, se siembra una población de 250 mil a 500 mil plantas por hectárea. No obstante, del 10 al 15% de lo sembrado se pierde por fallos de germinación, daños causados por insectos y labores culturales. [6]

3.7 LABORES CULTURALES Para que el cultivo de maíz crezca y genere mazorcas grandes es importante la limpieza de la maleza, el control de la luz, flujo del aire y que el terreno este suelto. [7] Poner la tierra suelta permite que ésta absorba los nutrientes o abonos que se le riegan, y separa las hierbas que le quitan nutrientes al cultivo. Es importante el control de plagas que puedan afectar la planta en general. [7] Estas labores se pueden realizar con arados o maquinaria especial, las cuales producen gran economía, beneficiando el estado del terreno. Sin embargo, en terrenos quebrados se emplea el azadón o machete. [7] Cuando las plantas tiene de 12 a 18 pulgadas de altura se les realiza un aporque que consiste en arrimar tierra o abono al tallo de la planta para consolidar el arraigo de éste en el suelo. Además, el procedimiento permite aumentar la humedad en las raíces, y estimular el crecimiento de las mismas. Otras de las labores a realizar es retirar los retoños que se desarrollan al pie del tallo porque éstas agotan la caña principal y la planta no crece con fortaleza. Se deben arrancar con cuidado, si no se hace perjudica el cultivo en general. [7]

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3.8 COSECHA El maíz llega a su madurez cuando la caña y la hojas se ponen secas y amarillas, las vainas que recubren la tusa también empieza a presentar las mimas características, lo que indica que se aproxima el momento de recoger la cosecha.

Pero la tusa no está completamente seca, en este grado los granos son lechosos interiormente y su color depende de la variedad de maíz que se haya cultivado.

[26] En las pequeñas parcelas se recoge la espiga a mano, quebrándola de la caña donde se encuentra sujeta y el resto de la caña es trasportada para comida de los cerdos o las vacas. Cuando la siembra del maíz es extensiva se recoge con maquinaria especializada que separa la planta de las espigas de maíz; la mazorca es recolectada y almacenada bajo las respectivas normas, mientras que el resto de las plantas son utilizadas para realizar abonos o concentrados para animales. [32]

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4 SEMBRADORAS EN LA AGRICULTURA DE PRECISION En este capítulo se encontrara los tipos de sembradoras de precisión disponibles en el mercado colombiano.

4.1. TIPOS DE TECNOLOGÍA DISPONIBLE EN EL MERCADO DE LAS SEMBRADORAS EN EL CULTIVO DE MAÍZ Las sembradoras de maíz se utilizan en terrenos de topografía plana, donde la maquina no tenga un inclinación significativa, estas requieren de una estabilidad para un buen funcionamiento y fácil maniobrabilidad en el terreno de siembra. [3] Las sembradoras han evolucionado desde la tracción animal hasta la siembra por medio de servomotores donde se controlan la densidad de plantas, lo que hace que sea de mayor precisión. Estas máquinas se dividen en tres grandes grupos que representa la evolución y el control en la siembra, estas son: sembradoras al voleo, sembradoras en línea y sembradoras de precisión monograno. [3] Los tres grupos de sembradoras se encuentran vigentes en el mercado y depende de la necesidad de los agricultores para escoger la sembradora que mejor cumpla las características de siembra que requiera, en la figura 4 se contemplan los tres grandes grupos. [3]

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Figura 4. Clasificación tipos de sembradoras.

Tipos de sembradoras

Sembradora al voleo

Sembradora en línea

Sembradora de precisión mono grano

MODELOS Y MARCAS MODELOS Y MARCAS  IAMSA F600 

MERKAGRO APOLO SAV82

MODELOS Y MARCAS  JHON DEERE MOSELO 740ª  GRAT PLAINS MODELO 2000

 WINTERSTEIGER MODELO BASICO  JHON DEERE MODELO 1700  MONTANA MODELO PLB6SD  MASSEY FERGUSON MODELO MF8700

Fuente: Figura del autor.

4.1.1 Sembradoras al voleo. La función de esta máquina es depositar uniformemente las semillas en todo el terreno, pero sin tener precisión del punto específico donde éstas caerán, y se realiza por medio de descarga libre o centrífuga. [27] Cuando la máquina es centrífuga se puede esparcir uniformemente la semilla por el terreno, al finalizar la distribución de las semillas se rastrilla el suelo con el fin de impedir que las aves se las coman, y mejorar así el proceso de germinación. [25] Una de las desventajas de este sistema es que a la hora de realizar las labores culturales del cultivo, como no hay surcos, se corre el riesgo de sacrificar una cantidad considerable de plantas, esto aumento el desperdicio de semillas, por consiguiente, el costo de producción. [27] Las sembradoras de descarga libre dejan caer las semillas libremente de la tolva de almacenamiento a una altura relativamente baja, en la parte posterior de la 24

sembradora se encuentra una reja o rodillos que tapan las semillas con la tierra, permitiendo la germinación de éstas. [25] En el diagrama de bloques de la figura 5 se observan las características del funcionamiento de la sembradora por voleo.

Figura 5. Diagrama de bloques sembradora al voleo

Fuente: Figura del autor.  Sembradora de voleo IAMSA F600. El esparcidor de semilla y fertilizante tiene un diseño innovador tipo turbo, genera un gran flujo de aire, alcanzando 16 metros de aspersión y alta uniformidad en el terreno de siembra. Tiene un sistema de dosificación ajustable manual por medio de palancas que permiten esparcir la cantidad de semillas o fertilizante deseado por hectárea. En la figura 6 se observa la forma de la sembradora de voleo y la referencia de esta máquina.

[36]

Figura 6. Sembradora de voleo IAMSA F 600

Fuente: TERRAMAK.COM, 2007.

En la tabla siguiente se destacan las principales características de esta máquina.

Ficha técnica de la sembradora y abonadora por voleo.

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Tabla 1. Ficha técnica sembradora IAMSA F600

Fuente: TERRAMAK.COM, 2007.  Sembradora Merkagro modelo apolo SAV-82. Permite un facil montaje y operación en el campo de siembra acoplandose al tractor por medio anclaje hidraulico y el toma fuerza, el cual genera un accionamiento de la caja de engranajes y esta garantiza la distribucion homogenea de las semillas en el suelo. En la figura 7 se muestra los aspectos generales de la sembradora como la tolva, sistema de accionamiento y el soporte de la sembradora. [36]

Figura 7. Sembrado MERKAGRO modelo apolo SAV-82.

Fuente: MERKAGRO.COM, 2015.

26

Tabla 2. Ficha técnica sembradora Merkagro modelo APOLO SAV-82

Fuente: MERKAGRO.COM, 2015.

4.1.2 Sembradoras en línea. Con este tipo de siembra se deposita de manera continua en cada línea de siembra un número determinado de semillas o granos.

La principal función de esta máquina es abrir un surco en el suelo donde se depositarán las semillas. Estos surcos se construyen con cuchillas o discos que están anclados a un bastidor; éstos conservan siempre la misma profundidad, sin importar las características de relieve del suelo, para obtener uniformidad en la apertura del surco. [3] Esta máquina permite regular la dosificación de los granos y puede ser utilizada en diferentes variedades y tamaños de semillas. La dosificación se puede hacer mediante un rodillo que va en cada línea de siembra, estos rodillos son acanalados o ruedas con dientes, dependiendo del diseño de la máquina, y permiten que la semilla sea transportada en una cantidad controlada hasta ser depositada en el tubo de caída que posteriormente la siembra. En la siguiente figura se puede observar el esquema principal de una sembradora neumática y el flujo de aire que tiene para realizar el transporte de la semilla. [8] Figura 8. Esquema de funcionamiento de una sembradora neumática.

Fuente: (ARMANDO, 2004)

27

En las sembradoras con distribución centrífuga las semillas caen por gravedad desde la tolva de almacenamiento a un cono giratorio. La abertura por donde caen las semillas es regulable y la realiza manualmente un operario. El cono giratorio tiene unas aletas para someter la fuerza que origina la ascensión de las semillas llegando a una tapa superior donde existen agujeros en los que las semillas penetran y circulan por los tubos de caída, siendo dirigidos hacia las aperturas de siembra, en los surcos previamente construidos. [3] Las sembradoras con distribución neumática marcaron el comienzo de una nueva tecnología que permitió mejorar el rendimiento el proceso de sembrado, permitieron tener un mejor control y transporte de las semillas durante el proceso de siembra. Este sistema es dosificado por un tubo debajo de la tolva de almacenamiento de la semilla, en la salida del tubo, las semillas son transportadas por una corriente de aire y distribuida en cada una de las filas de siembra, para luego ser depositadas en los tubos de descarga que van hacia el surco. [29] Por último, en este tipo de siembra la maquina trae unas rejas o rastras que tapan la semilla con una capa de tierra delgada, luego pasan dos rodillos y comprimen el suelo alrededor del grano, permitiendo aumentar la humedad a su alrededor. [3] En la parte izquierda de la figura 9 se muestran la forma y distribución de la sembradora centrífuga. En la parte derecha de la figura se muestra un corte trasversal de la sembradora.

Figura 9. Sembradora centrífuga.

Fuente: ARMANDO, 2004

 Sembradora JHON DEERE modelo 740A. Esta sembradora neumática permite tener altos niveles de productividad; tiene una gran envergadura a lo ancho, una velocidad de siembra de hasta 14 Km/H y además tiene una gran tolva de almacenamiento de semillas de 3.500 litros, reduciendo los tiempos 28

muertos de operación de la sembradora cuando se necesita recargar las tolvas.

[17] El sistema de dosificación se realiza por medio de una rueda dentada que trasporta las semillas de entre uno a 10 mm de diámetro, estos diámetros son calibrados manualmente por un operario experto, apoyándose en una escala de graduación precisa que tiene el sistema. La distribución y transporte de las semillas a las líneas de siembra se hace de manera neumática, garantizando uniformidad en el flujo del grano por medio de la turbina que está conectada a la toma fuerza del tractor, que funciona aproximadamente a una 550 RPM. [17] Los abresurcos de la sembradora tienen un sistema de doble disco que permiten depositar siempre las semillas a la profundidad exacta, dentro del surco. El control de profundidad del surco tiene unas ruedas y un dispositivo de suspensión por resorte independiente para cada fila de sembrado, para que se adapten a las irregularidades del terreno. También tiene un sistema de presión hidráulico descendente que le permite trabajar a velocidades más altas. Cada unidad de siembra tiene un cilindro que ejerce una presión uniforme de hasta 50 Kg, garantizando una penetración uniforme de los abresurcos. [17] Para compensar la gran anchura en la cantidad de líneas de sembrado, las secciones laterales montan un sistema de flotación hidráulica permitiendo que la profundidad de siembra se pueda establecer en cualquiera de las trece posiciones entre 0 mm y 78 mm, convirtiéndose en una operación fácil y rápida, en la que no se necesitan herramientas. [17] Para tener un mejor funcionamiento sobre la sembradora se cuenta con un monitor con el que se pueden controlar las funciones más avanzadas de la máquina, al tiempo que informa sobre problemas en los sistemas más importantes, por ejemplo, cuando se ha vaciado la tolva de almacenamiento; los sensores de nivel envían una señal para que en el monitor salga una advertencia de que la semilla se agota en la tolva, también, si la distribución de las semillas está fallando por perdida de aire envía las respectivas alarmas al control.

Además, tiene otras funciones como anular la caída de semilla en los tubos por medio de válvulas que bloquean los tubos de descarga de la semilla al terreno.

Otras de las funciones del control es llevar un registro de la productividad, superficie trabajada, horas de trabajo, velocidad del ventilador o turbina y la velocidad de trabajo. Todo el sistema de comunicación de la máquina, con el tractor, se hace por medio de bus-can ya que es seguro y robusto para este tipo de actividades. [17]

29

Como un sistema totalmente independiente pero adaptable a esta sembradora está el sistema de control GreenStar, que puede recoger toda la información del control y enviarse para ser procesada. Se puede optimizar el rendimiento de sus operaciones de siembra gracias a la tecnología de localización por satélite, y al sistema de agricultura de precisión GreenStar de John Deere. En la siguiente figura se observa la estructura física de la sembradora Jhom Deere 740A. [17] Figura 10. Sembradora JHON DEERE 740A

Fuente: JHON DEERE.COM, 2015.

En la siguiente figura está el diagrama de bloques del funcionamiento de la sembradora donde se observan los procesos que se ejecutan en la siembra.

Figura 11. Diagrama de bloques de sembradora JHON DEERE 740A.

Fuente: Figura del autor.

30

Ficha técnica. En la tabla número 2 se determinan las características de la sembradora JHON DEERE 740A. Tabla 2. Sembradora JHON DEERE 740A

Fuente: JHON DEERE.COM, 2015.  Sembradora Great Plains modelo 2000. La sembradora 2000 se caracteriza por requerir una mínima labranza del terreno, teniendo un sistema robusto en los trenes de siembra que es sencillo y confiable en condiciones extremas de la labranza, además los tubos sembradores son de gran precisión. [14] El disco abridor de surco es de 33 cm de diámetro y los trenes de siembra se encuentran separados a una distancia de 17.8 cm permitiendo que los residuos más grandes del terreno pasen libremente por entre los trenes de siembra. En la siguiente imagen se observan en la circunferencia roja los trenes de siembra.

[14]

31

Figura 12. Tren de siembra.

Fuente: GREATPLAINS.COM, 2015.

La altura del bastidor es controlada por la rueda de calibración de contacto y también todo el tren motriz de la sembradora. Otra de las funciones de la rueda calibradora de contacto es asegurar la continua dosificación en función de la velocidad de la sembradora. En la figura se observa la rueda de calibración de contacto y el rodillo de dosificación de la semilla. [15] Figura 13. Rueda de calibración.

Fuente: GREATPLAINS.COM, 2015.

En la siguiente figura se pude observar la estructura física de la sembradora GREAT PLAINS MODELO 2000 en todos sus aspectos.

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Figura 14. Sembradora GREAT PLAINS MODELO 2000.

Fuente: GREATPLAINS.COM, 2015.

En la siguiente figura se encuentra el diagrama de bloques de los sistemas de la sembradora.

Figura 15. Diagrama de bloques de la sembradora GREAT PLAINS MODELO 2000.

Fuente: Figura del autor.

Ficha técnica de la máquina. En la siguiente tabla se contemplan las características principales y los sistemas más importantes de la sembradora GREAT PLAINS MODELO 2000.

33

Tabla 3. Ficha técnica sembradora GREAT PLAINS MODELO 2000.

FUENTE: GREATPLAINS.COM, 2015.

4.1.3 Sembradoras de precisión monograno. Este tipo de sembradora consiste en colocar una cantidad determinada de semillas o granos en cada línea de siembra. En el caso del maíz, se deposita una sola semilla en la fila de siembra para que las semillas queden separadas a una distancia constante una de otra, y depositadas a una profundidad uniforme, consiguiendo, además, paralelismo entre las líneas de sembrado para un mejor manejo de la labores culturales del cultivo. [33] Con este tipo de tecnología se logra un ahorro significativo en las semillas sembradas por hectárea, y una exactitud unitaria en la superficie sembrada para una productividad óptima. [33]

34

Existen dos tipos de sembradoras de precisión monograno: mecánica y neumática.  Las sembradoras de precisión mecánica: Son una evolución de las sembradoras en línea o chorro, la estructura es similar en bastidores, sistema de abonado y abertura de la zanja para la siembra. La parte principal de la máquina está en el sistema de dosificación de la semilla, consta de una caja de engranaje para cambiar la tensión de la cadena, cambiando de posición con posibilidad de girar a diferentes velocidades por medio de este mecanismo. Otro de los aspectos importantes es el disco de siembra, que depende del tipo de semilla que se vaya a sembrar y la distancia a la que se requiere el cultivo. Depende del agricultor escoger el disco a utilizar. Este sistema ha evolucionado y hoy en día está controlado por servomotores que permiten tener un gran control sobre el disco de siembra. [35] Con la evolución de la tecnología estas sembradoras tiene sistemas electrónicos para medir diferente variables como: la cantidad de semillas sembradas, nivel de las tolvas de almacenamiento, longitud de terrenos sembrados y adquisición de la información de siembra, que permitan un mayor rendimiento en el cultivo. En la figura 16 se determinan las principales partes de unas de las primeras sembradoras de precisión mecánica que existió. [25] Figura 16. Sembradora de precisión mecánica.

Fuente: POLANCO, 2007.  La sembradora de precisión neumática: La estructura y funcionamiento son muy similares a la mecánica. La diferencia radica en como la semilla llega y se ubica en los huecos de los discos verticales de siembra.

Esta sembradora está basada en un sistema de aspiración de aire que actúa detrás de cada disco de siembra, provocando una succión o vacío que es 35

producido por una turbina movida por él toma fuerza del tractor. A continuación, en la figura se pueden observar las partes principales: rueda de siembra, surco para abono, abresurco, tolva de semilla y rueda de prensado en las sembradoras neumáticas. [32] Figura 17. Sembradora de precisión neumático.

Fuente: (ARMANDO, 2004)

 Sembradora monograno WINTERSTEIGER. Esta sembradora proporciona al campo de siembra de precisión, un producto innovador que contribuye decisivamente a asegurar la sostenibilidad en el abastecimiento de alimento y energía a la humanidad. [38] Ha sido desarrollada para la siembra de precisión en monograno, para unos rendimientos más altos. Con un sistema de sembrado que se puede montar sobre bastidores de diferentes marcas, logrando conseguir altos rendimientos de siembra. [38] En las sembradoras de monograno el elemento principal es el mecanismo distribuidor de la semilla, que los granos se suelten uno tras de otro en intervalos regulares; para realizar este trabajo la distribución se hace de manera mecánica por discos verticales u horizontales, y por distribución neumática. La figura 18 identifica una de las principales sembradoras de precisión de la marca WINTERSTEIGER. [38]

36

Figura 18. Sembradora de precisión WINTERSTEIGER

Fuente: WINTERSTEIGER.COM, 2013.

a) Características generales de la sembradora. La máquina sembradora está equipada con un robusto accionamiento de sembrado eléctrico que tiene un rendimiento de siembra alto, maximizando la precisión. En caso de emergencia también hay disponible un accionamiento mecánico. El accionamiento eléctrico consta de un servomotor sin escobillas, que no requiere mantenimiento, obteniendo un alto grado de eficiencia. La unidad de accionamiento completa está integrada a una carcasa compacta y protegida contra el polvo y la humedad.

La comunicación con el control de la sembradora se hace por medio del sistema de comunicación de bus-CAN. [38] Unas de las ventajas en la siembra de accionamiento eléctrico son la larga duración de vida útil, tolerancia al cero error, buena regulación de siembra, integración electrónica e interfaz de bus-CAN. En la siguiente figura, en la parte izquierda, se puede observar el módulo de accionamiento eléctrico de siembra, y en la parte derecha, como se ve en todo el sistema en la sembradora de precisión. [38]

37

Figura 19. Accionamiento eléctrico de sembradora Dinamic Disc

Fuente: WINTERSTEIGER.COM, 2013.

El control GSC (Global Seed Control) garantiza la exactitud de la distribución y la máxima precisión en el terreno de siembra. En el control se pueden realizar ajustes de diversos parámetros como el número de ranuras del disco de siembra, numero de granos por cada fila y lote, longitud de recorrido o longitud de ciclo y modo de marcha durante la siembra. También se puede visualizar la información de los parámetros de siembra seleccionados, indicación de las causas de averías, control del motor en todos los accionamientos eléctricos y mensajes de advertencia de que la tolva de siembra está vacía. [38] La documentación recogida por el control GSC permite conocer el número real contabilizado de granos por parcela, permitiendo guardar los parámetros para el respectivo análisis por parte de los ingenieros encargados. La tarjeta de información del control se puede leer en cualquier ordenador y los datos se pueden editar en Excel. En la figura 20, en la parte derecha se observa el control GSC y cómo se debe conectar la tarjeta para recoger la información de la sembradora. En la parte derecha, las principales características de parámetros que tiene el control. [38] Figura 20. Control GSC y parámetros generales.

Fuente: WINTERSTEIGER.COM, 2013.

38

b) Partes principales de la sembradora  Sistema de medición de recorrido. La rueda medidora de recorrido permite ganar precisión en la siembra y no necesita demarcaciones de campo, además, se puede medir la velocidad de siembra; si se sobrepasa la velocidad máxima se recibe una señal de advertencia en el control. Si se quiere incrementar la exactitud de la medición de la rueda, se puede rectificar por medio de un cable que está sujeto a un cabrestante que mantiene la misma tensión, este sistema se complementa en los terrenos donde las longitudes son largas, donde el error de medición puede ser mayor. En la figura 21 se observan los dos sistemas de mediciones del recorrido del terreno en el proceso de la siembra. [38] Figura 21. Rueda medidora y control por cable con cabresteo

Fuente: WINTERSTEIGER.COM, 2013.  Control de grano. Este sistema de control del grano registra cada grano que pasa hacia la reja de sembrado. Cada vez que cae un grano se ilumina un indicador en el control GSC. El control muestra en el display el número de semillas por cada fila de siembra, y emite mensajes de advertencia si se sobrepasa el número de granos defectuosos del prea justado. [38]  Elemento sembrador de disco. El disco con ranuras radiales y espirales asegura la precisión máxima con una velocidad de conducción alta, permitiendo sembrar con independencia del tamaño y peso del grano durante la siembra. En el centro del disco ranurado, el vacío aspira y retiene el grano, al girar el disco ranurado por el servomotor los granos son transportados a lo largo de las ranuras hacia fuera, donde el vacío retiene la semilla y las deja caer a través de la reja de sembrado hasta el suelo. En la parte izquierda de la siguiente figura se observa el disco en el que se transportan las semillas de forma unitaria para ser sembradas, y en la parte derecha se observa como los granos caen para que sean atrapados por el disco de siembra. [38]

39

Figura 22. Disco ranurado radial y sistema de canal alimentador

Fuente: WINTERSTEIGER.COM, 2013.

 Reja para depositar la semilla. El sistema de reja está equipado con una reja de disco doble, previsto de una guía en paralelogramo con rodillos laterales de compresión y control de profundidad con cierre. La reja de la sembradora se puede adaptar a las diferentes naturalezas y consistencia del terreno. En la figura 23 se observa el sistema para controlar la profundidad de la apertura del surco de siembra. [38] Figura 23. Reja de sembradora

Fuente: WINTERSTEIGER.COM, 2013.

 Abonadora. Unas rejas de disco doble por presión de resorte depositan el abono de micro gránulos junto al grano de maíz. El abono es almacenado en dos recipientes de 70 litros cada uno. La salida va conectada a una válvula de vacío que permite tener un ajuste individual de la cantidad dosificada por cada fila de siembra. El accionamiento de la válvula de la abonadora se regula en función de 40

la velocidad de siembra, y se puede modificar desde el menĂş del control GSC. En la figura se aprecia un sistema general de la abonadora en la sembradora.

[38] Figura 24. Distribuidor de abono en micro granulo.

Fuente: WINTERSTEIGER.COM, 2013.

En la siguiente figura se observa el diagrama de bloques de las funciones de los sistemas de la sembradora.

Figura 25. Diagrama de bloques de la sembradora

Fuente: Figura del autor.

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En la tabla 4 se determinan las características técnicas y generales de la máquina.

Tabla 4. Ficha técnica de sembradora Datos técnicos

Máquina básica Tipo de semilla

Maíz, soja, girasol

Posibilidad de montaje

Sistema hidráulico de 3 puntos del tractor, dispositivo de remolque para la variante de tracción

distancia entre ruedas

Depende de la elección de la maquina básica

Número de filas

2 a 8 filas( en caso de desearlo el cliente, también son posibles otras cantidades de filas)

Distancia de las filas

Según la elección de la máquina básica y conforme a los requisitos del cliente

Distancia distribución

Ajuste progresivo - de libre elección gracias al accionamiento eléctrico

Alimentación del sistema distribuidor de semilla Embudo individual

Un embudo de alimentación por cada fila

Distribuidor central de semilla

Las semillas se distribuyen en 2 o 4 filas

Almacenamiento con bandejas de alvéolos de siembra

Las semillas se introducen en bandejas de alvéolos de 4 o 6 filas y se siembra automáticamente

Reja de disco doble Profundidad de colocación de la semillas

1 a 8.5 cm o bien en función del tipo de reja de sembrado

Rodillos de control de profundidad

Anchura: 6 o 11 cm

Rodillos de presión

Rodillos de presión recubiertos de caucho para unas óptimas condiciones de germinación

Dimensiones ( depende de la cantidad de filas y del tipo de máquina básica) Ejemplo: Dynamic Disc sobre bastidor básico de 4 filas

Longitud

3 puntos: aprox 1930 Pull Type: aprox. 3500mm

Ancho

2500 - 2980 mm

Altura

Aprox. 2200 mm

Peso

A partir de 1900 - 2500 kg, según el equipamiento

Fuente: WINTERSTEIGER.COM, 2013.

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 Sembradora neumática Jhon Deere modelo 1700. Este modelo de máquina permite realizar siembra monograno rápida, sencilla y precisa; puede tener de 4 a 8 unidades de siembra. [17] a) Partes principales de la sembradora  Sistema abresurcos. Con esta sembradora se asegura una profundidad de siembra uniforme en todo el terreno. La profundidad de los surcos se regula por medio de una rueda niveladora de 13 a 90 mm, modificando la posición con una palanca. [18] Las ruedas de cierre inclinadas completan la fase final, desmoronando el surco y afianzando suavemente el terreno y los productos químicos alrededor de la semilla. Esta última queda protegida, y el terreno lo suficientemente suelto como para favorecer la nacencia de los brotes más débiles. [18] 

Sistema de siembra. La distancia entre semillas la establece con igualdad y exactitud el sistema neumático de distribución por vacío de John Deere. Este sistema permite trabajar con la máxima precisión a velocidades incluso 4 km/h, superiores a las de los sistemas convencionales. Con el monitor electrónico de siembra, incluido como equipo base, detectará inmediatamente si en alguna de las hileras no cae semilla. [18]  Bastidores. El conjunto de siembra va montado sobre un bastidor de acero que garantiza un trabajo fiable en las más duras condiciones. La sembradora se adapta a las distintas condiciones de labor del terreno por medio de un sistema de presión descendente por muelles ajustables, que permite que el peso actúe sobre cada unidad de siembra. [18] En la figura 26 se observa la sembradora neumática JHON DEERE modelo 1700 arrastrada por un tractor.

Figura 26. Sembradora neumática JHON DEERE modelo 1700

Fuente: JHON DEERE.COM, 2015.

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En la siguiente figura se encuentra el diagrama de bloques de funcionamiento de la sembradora JHON DEERE modelo 1700, las flechas verdes significan el flujo de la semilla de maiz y las flechas naranjas es el sistema de control de la sembradora.

Figura 27. Diagrama de bloques sembradora JHON DEERE modelo 1700

Fuente: Figura del autor.

En la siguiente tabla se contemplan las caracterĂ­sticas principales y los sistemas mĂĄs importantes de la sembradora de precisiĂłn.

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Tabla 5. Ficha técnica sembradora JHON DEERE modelo 1700

Fuente: JHON DEERE.COM, 2015.  Sembradora MASSEY FERGUSON modelo MF8700. Es una de las sembradoras de más fácil regulación y exactitud en la dosificación de la semilla, de fácil maniobrabilidad adaptándose a los diferentes terrenos de siembra. [22] a) Partes principales de la sembradora  Sistema de dosificación neumático. El aire se incorpora en el sistema dosificador de semilla, las semillas son sostenidas en cada celda por la presión del aire. El resto de semillas es limpiado por un cepillo para dejar una sola semilla en las ranuras del disco. Cuando la semilla avanza en la rotación del disco, se corta suavemente el aire hasta lograr el recorrido del disco, luego libera la semilla permitiéndole la caída en el tubo de descarga para que sea orientada por el tubo curvado depositándolas en el surco previamente hecho. En la siguiente figura se observa el disco de siembra y unas flechas azules que indican el flujo del aire.

[20]

45

Figura 28. Sistema de dosificación

Fuente: MASSEYFERGUSON.COM, 2015.  Sistema de regulación en la siembra. La profundidad la determina las ruedas controladoras laterales y la tensión de los resortes de carga. Es importante saber que para cada velocidad de siembra hay una tensión en los resortes de carga. En la figura 29 se observa el resorte de carga y la rueda de control lateral. [22] Figura 29. Sistema de regulación en la siembra

Fuente: MASSEY FERGUSON.COM, 2014.  Monitor de siembra. El control de flujo de semilla SM100, supervisa los ocho sensores que se encuentran en los tubos de descarga de cada línea de siembra.

Indicando en los leds que el flujo de semilla este por debajo del umbral prefijado y alarmas por la falla en la caída de la semilla. En la siguiente figura se muestra el monitor de siembra. [22]

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Figura 30. Monitor de siembra

Fuente: MASSEY FERGUSON.COM, 2014.

En la figura se encuentra el diagrama de bloques de funciones de la sembradora, las flechas verdes significan el flujo de la semilla de maiz y las flechas naranjas es el sistema de control de la sembradora.

Figura 31. Diagrama de bloques sembradora MASSEY FERGUSON modelo MF8700

Fuente: Figura del autor.

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En la tabla siguiente se determina las características generales de la sembradora MASSEY FERGUSON modelo MF8700.

Tabla 6. Ficha técnica.

Fuente: MASSEY FERGUSON.COM, 2014.  Sembradora montana modelo PLB6SD. Esta sembradora de precisión asegura una óptima densidad de siembra ahorrando semilla, se pueden suspender filas de siembra para tener diferentes distribuciones entre surcos, tiene una construcción sólida y rígida. [22] a) Partes principales de la sembradora  Ruedas de control de profundidad. Permiten un control de profundidad al cual se sembrara y tapara la semilla con la tierra, cuenta con ocho posiciones de profundidad en el terreno y se hace de forma manual por el operario antes de empezar la labor de siembra. En la figura de la parte de abajo se puede observar

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la palanca de calibración de profundidad y los diferentes puntos de posicionamiento. [20] Figura 32. Ruedas de control de profundidad.

Fuente: MAQUINARIAMONTANA.COM, 2015.  Sistema de abonamiento. Permite la distribución de abonos granulados para entregarlos en los diferentes surcos. La dosificación del abono la hace por medio de unos tornillos diseñados para la entrega de material granulado el cual alimenta los tubos de descarga. Los tubos de descarga son de 5 cm de diámetro para evitar atascamiento y deben estar lo más vertical posible, la altura de la bota abonadora que va conectada al tubo de descarga se regula de forma visual por el operario de la sembradora para evitar que residuos del terreno tapen el tubo de descarga. [20] La caja de trasmisión de la abonadora permite tener 12 velocidades de dosificación las cuales deben ser ajustadas manualmente con anterioridad de acuerdo a las características del terreno. [20]  Distribución de semilla neumática. Permite una distribución de la semilla en el terreno y una distancia entre semillas constante. Cada distribuidor consta de una base sobre la cual están montados el plato porta disco y el sistema de regulación de la semilla, el disco de siembra y la cubierta que sirve para el almacenamiento de la semilla. En la siguiente figura se observa el plato porta disco y el disco sembrador. [20]

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Figura 33. Disco sembrador.

Fuente: MAQUINARIAMONTANA.COM, 2015.  Depresor neumático. Crea un vacío en el interior del distribuidor de semilla, en el cual el disco de siembra carga de semillas en las perforaciones de este. El depresor está construido por una carcasa y en el interior gira una turbina que se conecta a la toma fuerza del tractor por medio de un mecanismo y una polea.

[20]  Disco turbo. Es una barra adicional donde soportan los discos preparadores turbo, uno por cada fila de siembra. La función es cortar los residuos del terreno, generando una consistencia blanda de la tierra, para que el disco abridor coloque la semilla con precisión. En la siguiente figura se observa el sistema completo del disco turbo. [20] Figura 34. Disco turbo.

Fuente: MAQUINARIAMONTANA.COM, 2015.

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En la figura 35 se observa la sembradora Montana modelo PLB6SD, la estructura fĂ­sica en general.

Figura 35. Sembradora Montana modelo PLB6SD.

Fuente: MAQUINARIAMONTANA.COM, 2015.

En la siguiente figura se encuentra el diagrama de bloques del funcionamiento de la sembradora, las flechas verdes significan el flujo de la semilla de maiz y las flechas naranjas es el sistema de control de la sembradora.

Figura 36. Diagrama de bloques sembradora Montana modelo PLB6SD

Fuente: Figura del autor.

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En la siguiente tabla se encuentra la ficha técnica de la sembradora Montana modelo PLB6SD establecidas por el fabricante.

Tabla 7. Ficha técnica.

Fuente: MAQUINARIAMONTANA.COM, 2015.

4.2. DESARROLLOS TECNOLOGIOCOS EN ESTUDIO SEMBRADORAS EN LA AGRICULTURA DE PRECISION

DE

LAS

Los Ingenieros e Investigadores de sembradoras tienen como objetivo incrementar la capacidad de trabajo, una mejor calidad de distribución y facilidad en la regulación de la siembra. Los aspectos anteriormente mencionados están relacionados directamente a aspectos agronómicos y económicos en la siembra del cultivo. Al colocar en el terreno la cantidad precisa de semillas y en la posición exacta, garantiza el rendimiento final del cultivo. Mejorando los sistemas de posicionamiento global y la dosificación exacta de abonos se presentan ahorros económicos respecto al alto costo de las semillas y abonos. [5]

4.2.1 Sistemas de posicionamiento global diferencial. Una de las grandes propuestas de innovación la hace la empresa AMAZONE con el sistema AMASAT D.A.T. (Dual Application Technique). Haciendo una integración con los Sistemas de Posicionamiento Diferenciada (DGPS) se puede realizar una dosificación exacta y diferenciada de las semillas y los fertilizantes en las diferentes partes del terreno, basándose en información previamente obtenida por medio de mapas de rendimiento, basados en información que se recoge del estado del terreno como dureza, deficiencia de abonos o humedad del terreno.

Con esta información es posible variar automáticamente la dosificación necesaria de la sembradora, basándose en la posición en la que se encuentra la máquina. [10] En el uso de la tecnología GPS (sistema de posicionamiento global) existe una serie de fuentes de errores que son inherentes al sistema y otras que son manejables. Como el GPS utiliza satélites para obtener la información de posicionamiento se generan el error de orbita. La órbita de los satélites es tan alta que fenómenos naturales como la fuerza gravitacional de la luna y el sol generan pequeños errores de latitud y posición de velocidad de los satélites, al acumular estos efectos el error se hace más grande, y al ser utilizado en forma directa sobre los sistemas de posición, el control terrestre no siempre ajusta las

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señales para corregir este error. [34] La atmosfera terrestre también es una de las fuentes de error; las ondas de radio viajan a una velocidad constante en el vacío pero al entrar a la atmosfera terrestre que tiene partículas cargadas y vapor de agua, esta demora las ondas induciendo en un error de posición, ya que se asume una velocidad constante.

Para reducir estos errores del GPS, que son entre 5 y 20 metros por las causa nombradas anteriormente, siendo un gran problema para la agricultura y siembra de precisión, se utiliza un receptor referenciado (Base de monitoreo satelital) ubicado en un lugar de coordenadas conocidas y por medio de esta se puede calcular el error que trasmite cada satélite, se denomina distancia de corrección diferenciada. Mediante este sistema de corrección se logra precisión del objeto en terreno de hasta 30 centímetros, suficientes para realizar las labores en la agricultura de precisión. También se apoya con la ubicación de varios satélites al receptor, ya que se disminuye el área de incertidumbre de su posición posible, considerando los estudios que el mínimo de satélites utilizados son cuatro. En la figura 37 se puede observar la posición de los satélites, la base de monitoreo y el receptor DGPS para disminuir el error de posición final del receptor. [10]

Figura 37. Corrección de posición del satélite.

Fuente: SISTEMAS PARA LA GENERACION AUTOMATICA DE MAPAS DE RENDIMIENTOS, 2011.

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4.2.2 Control de flujo en abonadoras. Las sembradoras de precisión vienen implementadas con sistemas de abonados muy rudimentarios y de simple sistema de control. Pero se está desarrollando un sistema en el control del flujo de los abonos, implementado por la empresa Hardi International. Se basa en el ajuste de la dosificación en función de la relación presión/ velocidad. La velocidad de siembra presenta un problema ya que esta no es constante al tener terrenos irregulares y fangosos. Por medio de la lectura de caudal del abono, que circula por la dosificación, se modifican las condiciones de presión para mantener los parámetros preestablecidos de litros por unidad de superficie de abono, obteniendo un control directo en todo el sistema y que se puede modificar basado en información de los mapas de rendimiento. Esto permitiría el ahorro de abonos al utilizarlo en la medida necesaria del terreno, y permitiría disminuir la contaminación por el exceso de abonos en sitios precisos del terreno donde no se necesitan. Estos nuevos sistemas que se están desarrollando permitirán un mejor aprovechamiento de los recursos, generando un planeta sostenible. [1]

54

5. RESULTADOS

Los resultados de éste trabajo de monografía se pueden observar en tres aspectos que se describen de manera más detallada a continuación.

5.1.

SEMBRADORAS DE PRECISIÓN EN TERMINOS DE EFICIENCIA

5.1.1 Las sembradoras de precisión pueden conseguir un mayor rendimiento productivo en labores de agricultura en grandes superficies.

El rendimiento del cultivo lo determina el número de plantas sembradas en el terreno que dependen directamente del funcionamiento y calibración de las sembradoras de precisión, ya que la producción en el cultivo de maíz están íntimamente relacionadas a la superficie de terreno asignada a cada planta. En el proceso de siembra la profundidad en la que se deposita la semilla, determina la cantidad de germinación en el terreno; teniendo un buen control en los sistemas abresurcos de las sembradoras como lo son los sistemas hidráulicos y resortes en los bastidores de las sembradoras garantizan una profundidad uniforme en todo el terreno. [11] 5.1.2 Las sembradoras reducen impactos ambientales. Como la distribución de abonos en el terreno, la sobrecarga de nutrientes puede filtrase en las aguas subterráneas o ríos, produciendo degradación y salinización. Uno de estos ejemplos es la contaminación por sobrecarga de fertilizantes fosforados, tiene como efecto la variación del PH (acides) e inmovilización de metales pesados en el suelo.

También, el control en la profundidad de siembra genera ahorro de combustibles en los tractores de tracción de las sembradoras, teniendo un mejor control de profundidad se utiliza la energía justa y necesaria para realizar esta labor, lo que se ve reflejado en el menor consumo de combustible por la maquinaria de siembra. [4] 5.1.3 Las sembradoras permiten un mejor control sobre la producción. Uno de los métodos para medir la agricultura de precisión, es la implementación de sistemas de control donde se recopile y visualice la información por el operario de la sembradora de pre cisión.

Información como la cantidad de granos sembrados, distancias entre plantas sembradas, distancia recorrida por la sembradora, cantidad de abono depositado en el terreno y profundidad de siembra. Esta información recopilada determina la toma de deci siones oportunas en

55

el proceso de siembra así como estrategias para los agricultores a futuras siembras o manejos del cultivo . [2] 5.2. ZONAS DISPONIBLE PARA LA SIEMBRA EXTENSIVA COLOMBIA La agricultura extensiva en Colombia tiene un potencial muy alto, la topografía de las regiones de la Orinoquia con 106.500 Km2 y la costa Atlántica con 1.000 Km2, son las que tienen grandes sabanas que son propicias para utilizar sembradoras de precisión; no se necesitan la deforestación y son terrenos planos. [37] En el siguiente mapa se evidencia que en la región de los llanos orientales se encuentra en amarillo y verde clarito las zonas que se pueden utilizar las sembradoras de precisión por las características del terreno como lo son las sabanas estacionales en los departamentos del Vichada y Meta. En la zona de sabanas inundables se encuentran los departamentos de Arauca y Casanare.

En la costa del Caribe se observan bosques secos que en la gran mayoría han sido deforestados para la agricultura y ganadería rudimentaria. [37] Figura 38. Mapa de zona vegetativa en Colombia

Fuente: UNIVERSIDAD NACIONAL.EDU.CO, 2010 56

Un ejemplo de empresas que están implementado las sembradoras de precisión en el departamento del Vichada, es Colombia Agro, tiene 25.000 hectáreas en donde se hace rotación de cultivos de maíz y soya. Otras de las empresa es Mónica Semillas en el departamento del Meta con 13.000 hectáreas, también hace rotación del cultivo de maíz y soya. Estas empresas hacen rotación del cultivo de maíz a soya, ya que la maquinaria agrícola como las sembradoras permiten manejar diferentes diámetros de semillas y las características de siembra son muy similares, además la rotación del cultivo no permite que el terreno se degrade fácilmente.

5.3. ANÁLISIS DE LAS SEMBRADORAS ESTUDIADAS En la siguiente tabla se relacionan los parámetros más importantes de las sembradoras de maíz para poder determinar sus ventajas y desventajas con respecto a otras marcas y tecnologías en el mercado.

57

Tabla 8. Tabla comparativa de sembradoras.

MARCA

CONTROL DE GAMA DE AJUSTE PROFUNDIDAD PROFUNDIDAD

SENSORES EN TUBO DE SIEMBRA

DISTRIBUCION SISTEMA DE DE SEMILLA CONTROL

FERTILIZADOR

TIPO DE SEMBRADORA

No aplica

No aplica

Voleo

Centrifuga

manual por operario

No aplica

Voleo

No

Neumático

GrenStar

Si

Línea

1 a 7 cm

No

Mecánico

No aplica

Si

Línea

1 a 8.5 cm

SI

Mecánico disco ranurado

Control GSC

Si

Precisión monograno

si (opcional)

Mecánico disco ranurado

Control Seedstar

Si

Precisión monograno

No aplica

Si

Precisión monograno

Control SM100

Si

Precisión monograno

HILERAS

ABRESURCOS

IAMSA MODELO F600

No aplica

No aplica

No aplica

No aplica

No aplica

Centrifuga

MERKAGRO APOLO SAV-82

No aplica

No aplica

No aplica

No aplica

No aplica

JHON DEERE MODELO 740A

40 a 52

Si

Si

0.6 a 7.8 cm

GREAT PLAINS MODELO 2000

24 a 40

Si

Si

WINTERSTEIGER MODELO BASICO

2a8

Si

Si

JHON DEERE MODELO 1700

4 a 10

Si

Si

0.6 a 10 cm

MONTANA MODELO PLB6SD

6

Si

Si

1 a 8 cm

No

MASSEY FERGUSON MODELO MF8700

8

Si

Si

1.27 a 10.16 cm

Si

Fuente: Figura del autor

58

Mecánico disco ranurado Mecánico disco ranurado

En la tabla 8 se puede evidenciar que las sembradoras por voleo y distribución centrifuga no ejercen un control en el proceso de siembra. La profundidad de siembra no se puede regular, no se puede determinar la densidad precisa de plantas en el terreno y las labores culturales se hacen más difíciles al no tener hileras de plantas para moverse por el cultivo.

Se determina en la tabla 8 que los tipos de sembradoras en línea tienen un rango mayor de trabajo en función de hileras o trenes de siembra en comparación con las sembradoras de precisión monograno y las sembradoras en línea tiene un control de profundidad de siembra que no tiene las sembradoras al voleo, mejorando el proceso de siembra. Además una de las ventajas que tiene este tipo de sembradoras es incorporar un sistema de dosificación en los surcos de siembra.

Las sembradoras de precisión monograno a comparación de los otros dos tipos tienen sistemas de siembra tiene un control para comprobar y guardar la información del proceso de siembra como cantidad de granos sembrados en el terreno y distancias recorridas de siembra. Comparte características con la sembradora en línea como el control de profundidad de siembra que oscilan de los 0.6 a 10 cm y tiene dosificación de abonos para cada hilera de siembra.

Las sembradoras de precisión monograno presentan como desventaja la pequeña cantidad de hileras de siembra de 4 a 10 en comparación con las sembradoras en línea que tiene de 24 a 52 según la marca. Permite tener un número menor de sembradoras, al tener mayores trenes de sembrado por máquina.

A continuación se presenta un cuadro comparativo de ventajas y desventajas de los tres tipos de sembradora voleo, line y precisión monograno.

59

Tabla 9. Análisis de ventajas y desventajas en los tipos de sembradoras VENTAJAS

DESVENTAJAS

 Fácil y barato mantenimiento.  Facilidad de trasportar terrenos de siembra.

SEMBRADORA AL VOLEO

 No tiene control de profundidad de siembra. a

 No tiene control en el punto exacto de la semilla en el terreno  No requiere de personal calificado para el manejo de la sembradora.  Daño de la semilla al golpearse por el movimiento centrifuga.  Número mayor de hileras de siembra.  Control de siembra.

SEMBRADORA EN LÍNEA

profundidad

de

 Dosificación de abono en los surcos.  Posibilidad de un control superficial desde la máquina de siembra.

 Requiere personal calificado para la calibración en la dosificación de la semilla.  Se requiere de tractor con más potencia de arrastre.  Menos maniobrabilidad de la maquina sembradora en el terreno de siembra y transporte al cultivo.  Mantenimiento y repuestos costosos.

SEMBRADORA DE PRECISIÓN MONOGRANO

 Se puede recolectar la información de la siembra como granos sembrados, cantidad de distancia recorrida.

 Número limitado en los trenes de siembra.

 Control total en la profundidad de siembra.

 Requiere de personal especializado para la operación.

 Control en la caída del grano a los surcos de siembra.  Visualización de fallas en los diferentes tipos de control utilizados en la sembradora.  Dosificación de abonos por cada surco de siembra.

Fuente: Figura del autor

60

 Mantenimiento costoso.

6. RECOMENDACIONES A FUTUROS TRABAJOS



Como perspectiva de futuro y mejoras a implementar en las sembradoras de precisión, se propone realizar el estudio de sembradoras en terrenos con pendientes prolongadas; ya que el territorio Colombiano cuenta con este tipo de terreno que se puede aprovechar en la siembra de cultivos de una forma tecnificada.



Con la implementación de nuevas tecnologías en las sembradoras de precisión surge la necesidad de utilizar y analizar software especializados que permitan una mejor recopilación de la información, donde esta se pueda tratar para tener una toma de decisiones asertiva en la producción del cultivo.



La tendencia en las sembradoras es a incorporar sistemas de abonado con dosificación variable para mejorar el nacimiento de las semillas y estado del terreno. En la dosificación variable de abono se han realizado grandes avances tecnológicos, al integrar sistemas de comunicación satelital con las sembradoras en campo: pero el costo del análisis de laboratorio del suelo en tiempo real hace que sea muy costoso, lo que genera gastos adicionales para los agricultores, generando la no utilización de esta tecnología.



Diseño y construcción de sembradoras de precisión teniendo en cuenta las condiciones geográficas del territorio Colombiano, optimizando aspectos de costos y de facilidad de acceso a la tecnología por parte del pequeño y mediano agricultor.



En esta monografía se identificó como perspectivas a futuros trabajos la realización del estudio del potencial de mercado de las sembradoras de precisión en Colombia, ya que los llanos orientales y la costa caribe cuenta con gran extensión de terreno y topografía donde se puede utilizar este tipo de tecnología.

61

7. CONCLUSIONES

En la revisión documental de tecnología disponible en el proceso de siembra del cultivo de maíz, se evidencia que la implementación de sembradoras de precisión genera mayor productividad en el sector agrario porque al integrar sistemas mecatrónicos permite dar una correcta uniformidad en el control de la profundidad de siembra, la dosificación exacta del abono en los puntos específicos del terreno, la ubicación exacta de la semilla y la densidad de plantas por hectárea.

El color del grano, su forma, sabor y condiciones diversas de su producción en cada región, permite clasificar el maíz en variedades. Entre los aspectos fisiológicos se encuentran su evolución germinativa y desarrollo vegetativo; entre los aspectos ecológicos se identifican las condiciones climáticas óptimas para el crecimiento de la planta. Adicionalmente, en cuanto a la siembra y labores culturales, se destacan las modalidades de siembra, la densidad de plantas y preparación del terreno.

Los tipos de tecnologías disponibles en el mercado de las sembradoras de precisión se dividen en tres (3) grandes grupos. Sembradora al voleo, funciona por medio de descarga libre o centrifuga de la semilla. Sembradora en línea, donde la dosificación de la semilla se hace mediante un rodillo o de forma centrifuga y la sembradora de precisión mono grano, tiene discos de siembras independientes para cada línea de siembra dependiendo de la semilla y distancia requerida entre plantas.

La siembra de precisión ofrece técnicas para la corrección en la regulación y variación espacial en el proceso de siembra y permite generar diagnósticos de la calidad de siembra en tiempo real para la toma de decisiones en momentos oportunos.

Entre los futuros desarrollos de las sembradoras de precisión se destacan: la integración de los sistemas de posicionamiento global diferenciado (DGPS), el control de flujo en abonadoras, la utilizando mapas de rendimientos de los terrenos, la dosificación precisa del abono, el reconocimiento exacto en la siembra de las semillas aspectos que contribuirán al aumento de la eficiencia del cultivo y la disminución de la contaminación del suelo por la sobrecarga de abono.

Las empresas líderes que se destacan en los desarrollos tecnológicos en las sembradoras de precisión son JHON DEERE y MASSEY FERGUSON. Con la 62

innovación en el proceso siembra, bajo las características técnicas como la velocidad máxima de siembra, criterios de dosificación en las clases de abonos a utilizar, capacidad en la estructura del disco de siembra y sistemas de control y supervisión de la sembradora de precisión.

En la selección de una sembradora es importante conocer los diferentes factores del cultivo para determinar la maquina a utilizar.

El correcto funcionamiento de las sembradoras de precisión requiere el acompañamiento de los ingenieros mecatrónicos quienes por su capacidad pueden garantizar una alta confiabilidad del equipo, bajo las recomendaciones del fabricante.

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