Sistema de Transporte: Efecto sobre la calidad de la semilla de soja y sobre la calidad y distribución por proyección de urea.

INTRODUCCIÓN

La aplicación de fertilizantes sólidos es una práctica cada vez más frecuente, lo que genera la necesidad de realizar estudios para asegurar su adecuada distribución. Se considera una distribución uniforme de la dosis en el terreno cuando el nivel de variación, medido como coeficiente de va- riación (CV), no supera el 15%. La calidad de aplicación de los fertilizantes se ve afectada por numerosas variables, entre las cuales se destacan las ca- racterísticas del fertilizante, el equipo fertilizador y el operador. En este tipo de máquinas de proyección, dichos errores llevan al empleo de anchos de labor inadecuados que generan la aplicación de cantidades excesivas de fertilizantes en una parte del lote y muy bajas cantidades en otras zonas. Además, existe otro problema menos detectado a nivel productivo que es la baja uniformidad dentro del ancho de trabajo de la máquina. Esto puede ser consecuencia de la falta de regulación de distintas variables que afectan la proyección del fertilizante, especialmente, la disposición de las paletas, la velocidad de los discos y el lugar de caída del fertilizante sobre los discos.

Una alteración en la calidad física de los fertilizantes como puede ser la reducción en la fluidez o bien el aumento de las fracciones finas, determina cambios en la uniformidad de distribución del fertilizante en el terreno. La ruptura de partículas de fertilizante durante su transporte y manipuleo afecta la densidad y tamaño de las mismas, im- pactando en la distribución del producto. En este sentido, se ha reportado exten- samente que los sinfines son una fuente importante de la alteración en la calidad física de los fertilizantes, siendo el sinfín, una parte importante de todos los siste- mas de carga, descarga y transporte, y los vuelve un parámetro importante a tener en cuenta. Por otro lado, a menor dureza, mayor es la formación de polvillo durante

el transporte y aplicación del fertilizante. Esto último es determinado en parte por la velocidad de giro del disco distribuidor, lo que genera una menor proyección de esas partículas, afectando el ancho de trabajo y la uniformidad de distribución. Asimismo, es necesario conocer el tamaño de las partículas y su homogeneidad, ya que con movimientos o vibraciones, las partículas más pequeñas y más grandes tienden a separarse y el producto queda segregado, afectando también la distribución. Por lo tanto, el tratamiento del fertilizante, el mantenimiento de su calidad física (i.e distribución por tamaño, dureza, densidad), afectará tanto al productor agropecuario como al que realiza la operación de fertilización. El productor resentirá su rendimiento del cultivo por la distribución no uniforme del fertilizante, mientras que el contratista puede ver afec- tada la capacidad de trabajo del equipo, produciendo mayores costos operativos en el conjunto tractor-fertilizadora utilizado y el incremento en las horas hombre necesarias para completar la labor.

Otro sector de la producción donde habitualmente se utilizan sinfines es en el movimiento de semillas. Estas poseen diferentes niveles de dureza y pueden pre- sentar mayor o menor tolerancia al daño mecánico generado por estos elementos de transporte. Es así, que las semillas con destino a siembra son las que requieren de mayores precauciones ya que estos daños pueden no ser visibles por quien opera el transporte y repercutir negativamente en la calidad de la semilla. Debe tenerse en cuenta que el daño a la semilla puede producirse en diversas etapas del proceso productivo que van desde los elementos propios de la cosechadora, de los acoplados tolva en el movimientos de los granos para su almacenamiento, como también en todos los movimientos del grano desde el lugar de almacenamiento hasta la máquina sembradora. Todas las acciones mecánicas de estos procesos puede básicamente producir dos tipos de daños: por un lado la rotura del grano y por otro el daño, visible o no visible. Estos efectos generan también un daño económico que se pueden relacionar desde el pago de semilla que no se transformará en una planta, las necesidades de aumentar la densidad de siembra para alcanzar el número de plantas objetivo a implantar. Asimismo, puede ocurrir una merma del rendimiento potencial en la medida que la baja uniformidad en la siembra no pueda ser compensada por el cultivo.

Teniendo en cuenta lo antes mencionado, el trabajo tiene por objetivos:

Evaluar el efecto de dos sistemas de transporte, sinfín y cinta transportadora, sobre la calidad física del fertilizante nitrogenado, urea y las semillas de soja.
Valorar el perfil de distribución del fertilizante con una máquina centrífuga de doble disco, luego de su paso por los sistemas de transporte.

MATERIALES Y METODOLOGÍAS

Lugar del ensayo

El ensayo se llevó a cabo el día 8 de septiembre de 2020 en la Unidad Integrada Balcarce (FCA-UNMdP-INTA) (37º 45’ 09’’ S; 58º 18’ 48’’ O; 140 msnm, Imagen 1). Se evaluaron dos sistemas de transporte: sinfín (Imagen 2) y cinta transportadora LUXION montada sobre camión (Imagen 3). Para la valoración del perfil de distribución, luego del pasaje por los sistemas de trans- porte, se utilizó una máquina fertilizadora FERTEC Serie 6 de doble disco (Imágenes 4 y 5).

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^{Imagen 1. Sistema tornillo sinfín (sinfín).}

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^{Imagen 2. Sistema transporte de Cinta transportadora LUXION.}

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^{Imagen 3. Conjunto tractor-fertilizadora desplazándose sobre el lote del ensayo.}

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^{Imagen 4. Toma de muestras en la tolva}

Diseño Experimental

Se trabajó con dos tipos de materiales, urea granulada y semillas de soja. Para cada material se establecieron 3 tratamien- tos: sin efecto del sistema de transporte (Tolva) (condiciones en las que fue recibido el material), sistema de transporte por sinfín (Sinfín) y, sistema de transporte por cinta (Cinta). Para la semilla de soja, se realizaron muestreos previo y posterior al pasaje por cada sistema de transporte. En tanto, para la urea, cada tratamiento fue evaluado en dos etapas: 1) Muestreo del fertilizante previo y posterior al pasaje por cada sistema de transporte, y 2) Análisis de la uniformidad de distribución transversal del fertilizante sobre el terreno. Se realizaron 10 repeticiones de mues- treo para urea y 5 para semillas de soja en cada tratamiento para cada tipo de material y 3 repeticiones en la uniformidad de distribución de la urea con la máquina fertilizadora.

Determinaciones realizadas:

.- Semillas de soja

Daño mecánico no visible
Porcentaje de grano partido:

.- Fertilizante Urea

Evaluaciones físicas:

- Densidad: - Distribución del tamaño de partícula:

Evaluación de la distribución transversal del fertilizante

Determinación de la uniformidad de distribución de urea: para su realización se utilizó la máquina fertilizadora FERTEC Serie 6 de doble disco con la con figuración acorde a las recomendacio nes de la fábrica y una adaptación de la metodología citada en la norma ISO 5690-1 (1985). Se colocaron tres líneas de cajas colectoras sobre el terreno, equidis tantes entre sí y transversales al sentido de avance de la máquina fertilizadora, abar cando un ancho definido previamente por el fabricante. La distancia entre las cajas se estableció en 1m. Previo a la realización de las pasadas correspondientes al en sayo, se realizaron 2 pasadas de prueba para ajustar los parámetros del equipo fertilizador para lograr el mejor CV% de distribución de urea, en acuerdo con las características del fertilizante a evaluar. Los datos recolectados se procesaron con el software Adulanco.3.1.

Posteriormente se realizaron 2 pasadas en el mismo sentido para definir el perfil de distribución de la máquina y el comporta miento de cada disco distribuidor. El material recogido por cada caja de cada línea fue pesado individualmente por lo que se simuló el pasaje de 6 veces la máquina fertilizadora en el mismo sentido. A partir de los datos obtenidos se calculó el peso medio, el desvío estándar y el coeficiente de variación porcentual (CV%) (Figura 1). Este procedimiento se realizó para cada sistema de transporte, cargando la tolva de la máquina fertilizadora con cada uno de ellos y evaluando luego el efecto sobre el perfil de distribución en cada caso. Se determinó en cada situación el mayor ancho efectivo de trabajo con el mejor valor de CV% (Figura 2).

Figura 1. Metodología de determinación de uniformidad de distribución.

Figura 2. Ejemplo de modo de prueba de uniformidad transversal de fertilizante por proyección.

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Tabla 1.Costos de siembra relativos al manejo del grano
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Es importante mencionar que, independientemente del sistema que se utilice, se parte de un nivel de daño que es inherente a las condiciones en las cuales fue tratada la semilla y, que el mismo se incrementará en la medida que se ponga en movimiento el grano. En este contexto, el sistema de cinta es de manera clara el que menor daño total ejerce sobre la semilla. Partiendo del daño inicial que posee la semilla en la tolva, el daño por transporte de cada sistema fue de 0,88% para la cinta y de 8,3% para el sinfín, siendo en su mayoría daño no visible (Figura 4).

Figura 4. Porcentaje de grano partido, daño no visible y daño total en los tres lugares de muestreo: tolva, cinta y sinfín. Letras iguales entre lugares de muestreo para cada categorías de daño indican que no existen diferencias significativas (p> 0,05).

Figura 5. Densidad aparente (kg m-3) del fertilizante en los diferentes lugares de muestreo: Tolva, sinfín y cinta. Letras iguales entre lugares de muestreo indican que no existen diferencias significativas (p> 0,05). Barras verticales sobra cada columna indican el error estándar de la media.

En función de lo mencionado, estos datos cobran importancia cuando el destino de la semilla es para simiente ya que se verá afectado directa e indirectamente el poder germinativo y, si es almacenada, las consecuencias pueden ser aún mayores.

Esto debe considerarse al momento de la siembra, al definir la densidad de siembra, viéndose afectado el porcentaje de plantas logradas y, consecuentemente, el rendimiento. Tomando los datos de daño por traslado y en función del sistema de transporte de grano adoptado, la densidad de siembra deberá incrementarse un 8,3% si el sistema es por sinfín y menos del 1% si el sistema es por cinta, viéndose afectado el costo final de producción (Tabla 1).

Fertilizante urea

Evaluaciones físicas

Densidad

En la Figura 5 se muestran los valores de densidad aparente en los distintos lugares de muestreo. Esta varió entre 729 y 739 kg m-3, observándose diferencias significativas únicamente entre el sistema de transporte por sinfín y el material que se encontraba en la tolva. Esto puede ser atribuido a las diferencias en las fracciones de tamaño de partículas. Las muestras tomadas del sinfín presentaron mayor proporción de partículas < 2 mm y menor proporción de partículas > 3,36 mm respecto a la tolva (Tabla 2). Por otro lado, el tratamiento con la Cinta presentó fracciones similares a los encontrados en la tolva por lo que es lógico que la diferencia de densidad no sea significativa.

Tabla 2. Fracciones de fertilizante (mm) en cada lugar de muestreo: Tolva, Sinfín y Cinta. Letras iguales indican que no existen diferencias significativas (p> 0,05) entre los lugares de muestreo para cada fracción de fertilizante
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Tabla 3. Dureza del fertilizante (kg gránulo-1) para las distintas fracciones de partículas y zonas de muestreo. Letras iguales indican que no existen diferencias significativas (p> 0,05) entre los lugares de muestreo para cada fracción de fertilizante.
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Distribución del tamaño de partículas

La distribución del tamaño de partículas de fertilizante se encuentra expresada en la Tabla 2. En un análisis general, las muestras tomadas luego del pasaje por la cinta presentaron mayor proporción (p< 0,05) de partículas > a 3,36 mm que el sinfín. En tanto, las muestras de fertilizante tomadas luego del paso por el sinfín, mostraron significativamente mayor proporción de partículas < a 2 mm que las muestras de la cinta. Independientemente del sistema de transporte y del lugar de muestreo, la mayor proporción de partículas, cercano al 75%, estuvieron comprendidas entre 3,36 y 2 mm.

El mayor tamaño de partículas es una característica favorable para incrementar el ancho de trabajo en aplicaciones de fertilizante con máquinas cuyos principios de distribución se basan en la balística. En este sentido, las muestras de urea tratadas con la cinta permitirían obtener un mayor ancho de trabajo sin que se perjudique la uniformidad de la distribución y así lograr una mayor capacidad de trabajo de la máquina. Contrariamente, la mayor proporción de partículas de menor tamaño de las muestras tomadas del sinfín, afectaría significativamente su capacidad de alcance, viéndose afectado no solo el perfil de distribución sino también el ancho efectivo y, consecuentemente, la capacidad de trabajo.

Dureza

Los gránulos de fertilizante deben presentar suficiente resistencia mecánica para soportar la manipulación y el almacenamiento normales sin fracturarse. Su resistencia mecánica depende de su porosidad, forma, superficie del cristal, contenido de humedad, composición química y método de producción. La resistencia al impacto del gránulo es su resistencia a la rotura por impacto contra una superficie dura. Este conocimiento es útil cuando se van a utilizar esparcidores de fertilizantes, o el material se va a descargar desde un punto elevado, en un barco o en una bolsa de fertilizante. De acuerdo a los valores promedio de dureza en cada situación de muestreo (Figura 6), el sistema de sinfín presentó los menores valores, estadísticamente diferente a los de la cinta. Estas diferencias pueden estar asociadas a la mayor cantidad de partículas de menor tamaño que generó el sinfín, respecto a la cinta. Los valores de dureza promedio en las tres situaciones de muestreo fueron superiores a los valores de referencia para urea granulada de 1,5 – 3,5 kg gránulo-1.

Analizando los valores de dureza para cada fracción de fertilizante en las tres zonas de muestreo (Tabla 3), se observan comportamientos esperados. Los valores más altos para esta variable la presentan las partículas de mayor tamaño, mientras que las de menor tamaño presentaron menores valores. A excepción del tamaño de fracción comprendido entre 3,36 y 2 mm, las demás partículas no presentan diferencias significativas en los valores de dureza. En la fracción comprendida entre 3,36 y 2 mm, el sistema de transporte por cinta presentó los mayores valores de dureza, estadísticamente diferentes los del sinfín. Esto permite inferir que, dentro de esa fracción de partículas, la cinta provocó menos rotura y los gránulos presentaban tamaños más cercanos a 3,36 mm y en menor medida a 2 mm. Asimismo, y en correlación con lo observado en la variable distribución del tamaño de partículas, el sistema de sinfín generó mayores roturas del fertilizante que se reflejaron en los menores valores de dureza para esta fracción de partículas. Estas diferencias podrían ocasionar un perfil de distribución heterogéneo del fertilizante ya que se vería afectada su proyección sobre el terreno.

Figura 6. Dureza del fertilizante (kg grá nulo-1) en los diferentes lugares de mues treo: Tolva, Sinfín y Cinta. Letras iguales sobre las columnas indican que no existen diferencias significativas (p> 0,05) entre los lugares de muestreo. Barras verticales sobre cada columna indican el error estándar de la media.

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Evaluación de la distribución transversal del fertilizante

Las Figuras 7 y 8 muestran la distribución de fertilizante con una máquina de doble disco FERTEC S6 para un ancho efectivo de 31m, luego de trasvasar la urea con la cinta LUXION (Figura 7) y con el sinfín (Figura 8).

Los dos sistemas de transporte lograron buenos resultados en cuanto al coeficiente de variación porcentual (CV%) de la distribución para 31 m de ancho efectivo de trabajo, 9,07% para la cinta y 16,3% para el sinfín. Con la cinta los resultados pueden ser considerados muy buenos, ya que se alcanzó muy buen ancho de labor con CV inferiores al 15%. La distribución del material tratado con el sinfín excede el 15% de CV, lo cual es considerado aceptable pero no muy bueno. La mayor proporción de partículas finas producto del paso del fertilizante por el sinfín, se tradujo en una uniformidad de distribución y consecuentemente mayor porcentaje de CV para un mismo ancho efectivo de trabajo. Las partículas de menor tamaño se concentran en el centro de la pasada debido a su poca capacidad de proyección, reduciendo el ancho de trabajo y consiguiendo una aplicación heterogénea, con zonas de exceso y déficit de producto. Asimismo, las partículas de fertilizante luego de su paso por el sinfín quedan proporcionalmente más pequeñas y cuando son proyectadas con los platos a altas velocidades de giro alcanzan menor distancia efectiva. Contrariamente, la cinta transportadora LUXION logró mantener en mayor proporción la integridad de sus partículas, logrando mayor alcance y mayor ancho de trabajo (Figura 7).

Si se busca lograr una calidad de distribución semejante a la obtenida con la cinta, se podría reducir el ancho de trabajo a 28 m. Aun así, el coeficiente sigue siendo mayor al obtenido en la Figura 7, y la capacidad de trabajo se ve disminuida en un 10% (Figura 9).

En la tabla 4 se efectúan cálculos de capa - cidad de trabajo y costos relacionados con el uso de ambas máquinas con niveles de uniformidad no iguales pero semejantes.

Figura 7-8. Distribución de fertilizante para un ancho efectivo de 31 m utilizando urea trasvasada con cinta y sinfín, respectivamente.

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Figura 9. Distribución de fertilizante para un ancho efectivo de 28,5 m utilizando urea trasvasada con sinfín.

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Tabla 4. Capacidad de trabajo y costos

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A los efectos directos sobre la rentabilidad del Contratista, hay que sumar y valorar los efectos sobre el rendimiento del cultivo para el productor agropecuario, producto de la uniformidad en la distribución. Según resultados para la región Sudeste de Buenos Aires, las pérdidas de rendimiento pueden alcanzar hasta un 30%.

Es necesario remarcar que en situaciones de ausencia o inadecuada regulación de la máquina fertilizadora es probable que las diferencias puedan incrementarse, tanto en lo que hace a la uniformidad en la distribución como en la afectación al rendimiento del cultivo.

Asimismo, máquinas que realicen un tratamiento inadecuado del fertilizante, por punto de caída alejado del centro del plato o excesiva velocidad de los discos, producirán una rotura adicional al fertilizante que empeorará la distribución y reducirá el ancho efectivo de trabajo.

CONSIDERACIONES FINALES

Según los resultados de este trabajo, el transporte por cinta se presenta con un sistema más eficiente y seguro en términos de daño de semilla y fertilizante respecto al sinfín dado que:

Con el transporte por cinta se lograron los menores porcentajes de daños totales sobre la semilla, siendo de 0,88% y de 8,3% para el sistema por sinfín metálico.
En el fertilizante, el sistema de sinfín provocó mayor proporción de partículas < 2 mm y menor proporción de partículas > 3,36 mm respecto a la cinta. Estas diferencias se vieron reflejadas en el perfil de distribución sobre el terreno, con una menor uniformidad y consecuentemente mayor CV% para un mismo ancho efectivo de trabajo respecto al sistema de cinta.
El material transportado por el sinfín presentó menores valores de dureza que el transportado por cinta lo que puede provocar mayores roturas al tomar contactos con el sistema distribuidor, afectando su distribución. Los valores promedio de dureza en las tres situaciones de muestreo fueron superiores a los valores de referencia para urea granulada de 1,5 – 3,5 kg gránulo-1.