PROYECTO DISEÑO Y DESARROLLO DE PROTOTIPO DE COSECHADORA DE PROTOTIPO DE COSECHADORA

PARA CÍTRICOSORDEN DE AGENTES 2009ORDEN DE AGENTES 2009

JULIO 2010

Entidades colaboradorasEntidades colaboradoras

S A T M llS.A.T. Moratalla

OBJETIVOOBJETIVOOBJETIVOOBJETIVO

REDUCCIÓN DEREDUCCIÓN DE COSTES DE RECOLECCIÓN

MEDIANTE MECANIZAR LA RECOLECCIÓN

DESARROLLO DE UN PROTOTIPO PARTIENDO FASE IDE TECNOLOGÍA YA APLICADA A OTROS CULTIVOS.

Selección de tecnología más adecuada a requisitos de cítricos. Diseño de modificaciones.

PROYECTO A LARGO PLAZO (3 AÑOS) EN TRES FASES.

Implementación de modificaciones en máquina.

Gestión de Proyectos● Nombramiento de un Coordinador de Proyecto y

● Requisitos de calidad de operación (% pérdidas de fruta, coste por ton)

CATEGORIA DE RIESGO

DESCRIPCIÓN DE RIESGO PROBABILIDAD CONSECUENCIA EVALUACIÓN RIESGO

Riesgo de no disponer del

Director de Proyecto● Revisiones mensuales (PSR) y reuniones bimensuales (PSM) de estatus de proyectoCaracterización de Fincas y Variedades● Fincas con producción destinadas a industria

● Requisitos de productividad (producción horaria)Modificaciones a maquinaria● No se realizan modificaciones a prioriPlan de ensayos

CONTRATOS Y ACUERDOS

Riesgo de no disponer del número y tipo de máquinas suficientes para poder realizar un muestreo exhaustivo de las máquinas posibles a estudiar.

PROBABLE IMPORTANTE ALTO

Riesgo de no cumplimiento de plazos por la imposibilidad o

(salustiana, valencia late y navelina)Selección de Maquinaria● Cosechadoras de tipo continuo● Equipos de vibración de follajeRequisitos principales

R i it d t d ió ti ió

CALENDARIO

retrasos en la realización de los ensayos en campo. Estos ensayos dependen sobre todo de la climatología y de la disponibilidad de frutos para poder evaluar el comportamiento de las máquinas en el campo.

POSIBLE IMPORTANTE ALTO

La no obtención de ● Requisitos de coste de operación y amortización (coste por ton) TÉCNICO

La no obtención de conclusiones válidas que satisfagan las requisiciones de sponsors e interesados.

POCO PROBABLE IMPORTANTE MEDIO

FINANCIERO

No obtención de la subvención solicitada por ADESVA para la realización de este proyecto

RARO IMPORTANTE BAJO

Caracterización de fincasTRES TIPOS DE FINCAS EN CÍTRICOSTRES TIPOS DE FINCAS EN CÍTRICOS

Fuente IFAPA

Variedades

Fuente IFAPA, hectáreas cultivadas en 2008

Maquinaria

Maquinaria

Fuente , Dpto de Ingeniería Rural de la E.T.S.I.A.M. de la UCO.G.I Mecanización y Tecn. Rural.y

Oxbo 3210 Oxbo 3220

Colossus

Protocolo de ensayos.Selección de los árboles (3 árboles por bloque) distribuciónSelección de los árboles (3 árboles por bloque), distribución de bloques y sorteo de tratamientos.Colocación de fardos (en caso de no tener sistema de recogida)recogida).Medida de la fuerza de retención del fruto en los árboles.Medida de parámetros de vibración antes de los ensayos (si

ibl ) d t i ió d l t t i tes seguro y posible) y determinación de los tratamientos.Derribo del fruto según cada tratamiento.Recogida y pesaje del fruto derribado y no derribado (conteo del fruto dañado).Seguimiento de daños:

Control de frutos inmaduros derribados.Recogida y pesaje de hojas y ramas derribadas.

Observación de daños en tronco y ramas.

Parámetros de vibración Selección de árboles Fuerza de retención del frutoa

Colocación de fardos Separación de frutos y hojas Evaluación de daños en árbol y ramas

FINCAS Y MAQUINARIA EMPLEADASFINCA COVADONGA FINCA BELLA FINCA LOS MIMBRALES FINCA MORATALLA

San Silvestre de Guzmán Lepe Almonte PosadasSan Silvestre de Guzmán Lepe Almonte PosadasValencia late Valencia late Navelina Valencia late3.7 m x 7 m 4 m x 5.7 m 2.5 m x 8 m 4 m x 8 mOXBO 3210 OXBO 3210 OXBO 3210 OXBO 3220 Y COLOSSUS

OXBO 3210 OXBO 3220 COLOSSUSOXBO 3210 Remolcada

1 cara por pasada

OXBO 3220Autopropulsada simétrica

2 caras por pasada

COLOSSUSAutopropulsada cabalgante

2 caras por pasada

Cronograma de ensayos

ENSAYOS OXBO 3210 Y 3220Se ha obtenido un porcentaje de derribo máximo del 80%, mientras que el valor medio ha estado en torno al 60%.

60

80

100

derr

ibo

(%)

60

80

100

derr

ibo

(%) No se encuentra una relación clara

entre el porcentaje de derribo y las variables de configuración de la máquina Mientras que en unos

0

20

40

Porc

enta

je d

e d

0

20

40

Porc

enta

je d

e máquina. Mientras que en unos casos aumenta el derribo con la frecuencia, en otros disminuye, al igual que sucede con la velocidad de desplazamiento0 100 200 300 400

Frecuencia (cpm)

0 1 2 3

Velocidad (km/h)

El peso de hojas derribadas está relacionado con la configuración de trabajo, directamente con la frecuencia de sacudida e inversamente con la velocidad de trabajo. Se han obtenido unos

de desplazamiento.

3

4

ibad

as

3

4ri

bada

s )

a ecue c a de sacud da e e sa e te co a e oc dad de t abajo Se a obte do u osvalores de 1.12 kg/árbol de máximo y 0.7 kg/árbol de media.

En el caso de las hojas derribadas existe una importante 3

4ri

bada

s )

1

2

3

so d

e ho

jas d

erri

(kg/

bloq

ue)

1

2

eso

de h

ojas

der

r(k

g/bl

oque

)

relación con la configuración de la máquina. A mayor frecuencia de sacudida, mayor es la cantidad de hojas derribadas, al contrario que 1

2

eso

de h

ojas

der

r(k

g/bl

oque

)

00 100 200 300 400

Pes

Frecuencia (cpm)

00 1 2 3

Pe

Velocidad (km/h)

el aumento de velocidad que disminuye el derribo de hojas.

00 1 2 3

Pe

Velocidad (km/h)

ENSAYOS COLOSSUSLa configuración de la máquina depende únicamente de dos variables que son la válvula del freno (dos regulaciones) y la de frecuencia (3 regulaciones). Por tanto son 6 tratamientos con dos repeticiones cada uno.

100 100

No se encuentra relación entre las variables de configuración de la máquina y el derribo producido. Los derribos obtenidos por la máquina tienen un máximo del 77% con valores medios de 73%.

40

60

80

erri

bo d

e fr

uto

40

60

80

Der

ribo

de

frut

o

0

20

0 25 50 75 100

% D

e

0

20

-5 10 25 40 55 70 85 100

% D

F i (% t ál l )Freno (% extrang. Válvula) Frecuencia (% extrang. válvula)

18) 1618

ue)

El derribo de hojas llega a tener valores máximos de 4.18 kg/árbol con un valor medio de 3.61 kg/árbol.

810121416

adas

(kg/

bloq

ue)

68

10121416

bada

s (kg

/blo

qu

0246

0 25 50 75 100

Hoj

as d

erri

ba

0246

-5 10 25 40 55 70 85 100

Hoj

as d

erri

b

Freno (% extrang. Válvula) Frecuencia (% extrang. válvula)

LOCALIZACIÓN DEL FRUTO SIN DERRIBAR

En las imágenes se muestran los porcentajes de fruto no derribado según zonas en la copa d l á b ldel árbol

14% 14%36%

OXBO 3210: Localización de frutos muy uniforme tras el paso de la máquina.

<2% <2%17%

OXBO 3220: La falta de adaptación plantación-máquina, hace que el fruto de las partes inferior y central de la copa no sean bien derribados.

<1% <1%8%

COLOSSUS: Al igual que en el caso anterior, la localización de los frutos no derribados indica que la máquina tiene deficiencias en la zona inferior del árbol.

RESULTADOS ENSAYOS

La velocidad de desplazamiento apenas influye en el derribo de fruto.

La frecuencia es la variable de configuración que más influye en el derribo.

La cantidad de hojas derribadas depende de ambas variables, directamente con la

frecuencia e indirectamente con la velocidad.

El derribo alcanzado por la Oxbo varía entre un 47% y el 80%. Esto indica que el

derribo causado por la máquina depende de las variables de regulación y de la plantación

El derribo de la Colossus varía entre el 70% y el 77%.

Con algunas modificaciones de diseño, se podrían alcanzar porcentajes de derribo

superiores al 80%.

Los daños a la plantación son aceptables en la mayoría de los casos, salvo casosp p y

puntuales por falta de adaptación de la máquina.

Un sistema de poda de adaptación sería fundamental para un buen funcionamiento de

l á i l í d l f t i d l t b j d l á b lla máquina, pues la mayoría del fruto sin recoger queda en las partes bajas del árbol.

Conclusiones de los ensayosLas conclusiones alcanzadas son aplicables al tipo de fincas ensayadas:

1. Los sistemas sacudidores de copa han mostrado un resultado satisfactorio para la recolección mecanizada de cítricos. Sin embargo, la adaptación de la máquina y la adaptación de la plantación son fundamentales:

La formación y el tamaño de los árboles son los principales parámetros de actuación para el empleo de los sacudidores de copa. Su adaptación supone incrementar la eficiencia del derribo hasta un 30% adicional.

La regulación de la máquina de acuerdo a las necesidades de la plantación puede suponer un incremento de la eficiencia del derribo hasta un 20% adicionaleficiencia del derribo hasta un 20% adicional.

2. El derribo de la naranja con sistemas sacudidores de copa se realiza independientemente de su fuerza de retención o de la producción total del árbol.

3 L d ñ i d l t b j d l á i b j di i bl h d d ñ3. Los daños ocasionados por el trabajo de la máquina, bajo condiciones razonables, han causado daños reducidos (en ramas y caídas de hojas) en los árboles, seguramente asumibles por la plantación.

4. La configuración de la plantación, principalmente, distancia entre calles, presencia de caballones y anchura de calles de servicio han resultado factores de gran importancia para el rendimiento de trabajo de laanchura de calles de servicio, han resultado factores de gran importancia para el rendimiento de trabajo de la máquina (ha/h)

5. Los ensayos realizados muestran la posibilidad de alcanzar en las plantaciones andaluzas el nivel de referencia de la mecanización en la recolección mecanizada de Florida, recogiendo el 90-95% de los , gfrutos, con 200-400 arboles/h

Daños producidos en arbolesDaños producidos en arboles

DAÑOS

1 = SIN DAÑOSÑ2 = POCO DAÑADA

3 = DAÑADA4 = DAÑOS GRAVES5 = MUY DAÑADA

Daños en frutos

ALMACÉN

Conservación de los frutos durante 7-10 días en condiciones ambiente.

Ensayo Oxbo 3210Velocidad Frecuencia

Tratamiento (km/h) (c.p.m)

1 Manual Manual 6,99 ± 2,61 bd 45,60 ± 1,18 ns 12,00 ± 0,20 acd 0,97 ± 0,03 ns 12,35 ± 0,14 bc

2 1 150 3,36 ± 3,36 d 42,08 ± 2,99 ns 12,15 ± 0,25 abcd 1,17 ± 0,07 ns 10,37 ± 0,39 ab

3 1 225 27 93 ± 15 20 abc 44 48 ± 1 36 ns 12 40 ± 0 20 abc 1 19 ± 0 01 ns 10 40 ± 0 07 ab

% Podridas % Zumo SST (%) Acidez (%) IM

3 1 225 27,93 ± 15,20 44,48 ± 1,36 12,40 ± 0,20 1,19 ± 0,01 10,40 ± 0,07

4 1 300 34,36 ± 9,80 a 43,05 ± 1,60 ns 11,75 ± 0,15 cd 0,99 ± 0,01 ns 11,82 ± 0,23 abc

5 1,5 150 20,28 ± 8,64 abcd 38,63 ± 1,63 ns 12,50 ± 0,20 ab 1,10 ± 0,08 ns 11,44 ± 1,01 abc

6 1,5 225 32,04 ± 0,46 ac 45,21 ± 0,56 ns 12,80 ± b 1,13 ± 0,13 ns 11,45 ± 1,29 abc

7 1,5 300 42,41 ± 2,16 a 45,29 ± 3,35 ns 12,40 ± 0,20 abc 1,24 ± 0,01 ns 10,04 ± 0,06 a

8 2 150 23,35 ± 8,16 abcd 43,97 ± 1,93 ns 12,45 ± 0,15 ab 1,08 ± 0,05 ns 11,51 ± 0,40 abc

9 2 225 33,20 ± 5,77 a 44,20 ± 0,85 ns 11,55 ± 0,45 d 1,22 ± 0,21 ns 9,67 ± 1,30 a

10 2 300 34,78 ± abc 38,81 ± ns 11,80 ± acd 1,08 ± ns 10,91 ± abc

Número de 

Rep. 1 Rep. 2Ramas Dañadas

Total de DañosTratamiento

Velocidad de Avance (km/h)

Frecuencia de Sacudida      (cpm)

Evaluación de Daños

p p

1 Manual Manual Manual Manual 0 02 1 150 0 1 1 13 1 225 1,1 3,3 8 134 1 300 3,1 2,1 5 8

DañosTratamiento (km/h) (cpm)

5 1,5 150 2,2 0 2 46 1,5 225 0 2 2 27 1,5 300 1 0 1 18 2 150 3 0 1 39 2 225 2 0 1 210 2 300 0 3 1 3

Ensayo 3220 1ª Repetición 2ª Repetición

Velocidad Frecuencia(km/h) (cpm) FALDAS INTERIOR PARTE ALTA FALDAS INTERIOR PARTE ALTA

1 1 180 2,33        2,33        2,33          1,67        1,67        1,33       2 1 240 3,67        3,00        3,00          1,67        2,33        1,00       3 1 300 3 67 3 33 1 67 1 00 1 00 1 00

TratamientoDAÑOS EN ARBOL DAÑOS EN ARBOL

3 1 300 3,67        3,33        1,67          1,00        1,00        1,00       4 1,5 180 3,00        2,33        1,00          2,00        1,67        1,33       5 1,5 240 2,33        1,33        1,33          3,00        2,33        1,67       6 1,5 300 1,33        1,33        1,67          2,67        2,00        1,00       7 2 180 4,33        2,33        2,00          2,33        1,67        1,00       

Velocidad Frecuencia

Tratamiento (km/h) (cpm)ns ns a ns ab

% Podridas % Zumo SST (%) Acidez (%) IM

8 2 240 1,33        2,00        1,67          1,67        1,33        1,00       9 2 300 3,33          3,00          1,33          1,33          2,00          1,00         

0 Manual Manual 0,00 ± ns 47,34 ± 9,77 ns 7,45 ± 0,25 a 0,58 ± 0,03 ns 12,78 ± 0,24 ab

1 1 180 9,32 ± 2,54 ns 44,01 ± 1,92 ns 8,35 ± 0,35 a 0,61 ± 0,04 ns 13,64 ± 0,31 abc

2 1 240 26,47 ± 19,96 ns 39,80 ± 0,79 ns 7,80 ± 0,40 a 0,64 ± 0,06 ns 12,24 ± 0,57 a

3 1 300 19,01 ± 15,13 ns 39,71 ± 4,19 ns 8,30 ± 0,10 a 0,58 ± 0,02 ns 14,30 ± 0,64 bcd

4 1,5 180 28,34 ± 23,66 ns 41,03 ± 4,20 ns 8,35 ± 0,15 a 0,62 ± 0,01 ns 13,51 ± 0,41 abc

5 1,5 240 9,95 ± 2,33 ns 38,11 ± 2,08 ns 8,35 ± 0,05 a 0,63 ± 0,02 ns 13,25 ± 0,26 ab

6 1,5 300 12,00 ± 8,52 ns 41,34 ± 0,53 ns 9,30 ± 0,40 b 0,68 ± 0,03 ns 13,71 ± 0,06 abc

7 2 180 8,08 ± 4,54 ns 38,04 ± 1,25 ns 8,30 ± 0,20 a 0,54 ± 0,04 ns 15,39 ± 0,63 cd

8 2 240 10,88 ± 1,31 ns 36,45 ± 2,93 ns 7,70 ± 0,50 a 0,49 ± 0,08 ns 15,99 ± 1,59 d

9 2 300 15,65 ± 7,83 ns 43,53 ± 1,99 ns 8,15 ± 0,05 a 0,58 ± 0,01 ns 14,17 ± 0,39 abc

Colossus

FALDAS INTERIOR PARTE ALTA FALDAS INTERIOR PARTE ALTA

1ª Repetición 2ª Repetición

DAÑOS EN ARBOL DAÑOS EN ARBOL

Freno                   Cepillo          (%  FALDAS INTERIOR PARTE ALTA FALDAS INTERIOR PARTE ALTAHojas     (kg)

1 25 70 3,30 2,00 2,67 1,67 1,33 2,67 6,82

2 25 85 3,00 2,67 2,33 2,00 2,33 4,00 21,05

3 25 100 4,00 2,00 2,67 2,67 1,67 2,67 24,40

Tratamiento (% máx) máx)

4 50 70 2,00 1,67 2,33 3,67 2,33 3,00 24,15

5 50 85 3,00 2,00 2,00 2,67 1,00 1,33 21,85

6 50 100 3,00 2,33 2,67 4,00 2,00 2,67 25,05

Freno CepilloFreno Cepillo

Tratamiento (%) (%)

0 0 0 0,00 ± ns 47,34 ± 9,77 ns 7,45 ± 0,25 a 0,58 ± 0,03 a 12,78 ± 0,24 ns

1 25 70 5,83 ± 1,73 ns 47,96 ± 1,51 ns 8,25 ± 0,05 abc 0,73 ± 0,04 abc 11,30 ± 0,54 ns

2 25 85 7 58 ± 7 58 ns 44,41 ± 0,40 ns 8 60 ± 0 10 bc 0 77 ± 0 01 bc 11 11 ± 0 04 ns

% Podridas % Zumo SST (% ) Acidez (% ) IM

2 25 85 7,58 ± 7,58 44,41 ± 0,40 8,60 ± 0,10 0,77 ± 0,01 11,11 ± 0,04

3 25 100 14,71 ± 14,71 ns 42,70 ± 5,55 ns 7,45 ± 0,55 a 0,61 ± 0,01 a 12,13 ± 0,66 ns

4 50 70 3,66 ± 0,51 ns 44,64 ± 2,01 ns 8,25 ± 0,15 abc 0,80 ± 0,02 c 10,31 ± 0,06 ns

5 50 85 1,48 ± 1,48 ns 44,77 ± 2,47 ns 9,05 ± 0,45 c 0,77 ± 0,08 bc 11,78 ± 0,66 ns

6 50 100 10 21 ± 5 04 ns 39,66 ± 1,07 ns 7 65 ± 0 45 ab 0 63 ± 0 08 ab 12 26 ± 0 76 ns6 50 100 10,21 ± 5,04 39,66 ± 1,07 7,65 ± 0,45 0,63 ± 0,08 12,26 ± 0,76

Analizar MejorarMedirDefinir Controlar

Estudio de selección deselección de maquinaria

Estudio de selección de

fincas Pruebas en campo de

maquinaria

Estudio de implementaciones

básicas en maquinaria

Diseño de pruebas

Conclusiones

Estudios previos y

antecedentes

seleccionadamaquinaria

seleccionadap uebas

Estudio de selección de variedades

MATRIZ QFD

Comparativa 1

Comparativa 2

ConclusionesLimitaciones.

Tipo de finca. Tipo B y Cp p yLimitación económica.

Modificación de la Oxbo 3210Modificación de la Oxbo 3210.Sistema de recogida de fruta.Sistema de aproximación al árbol

A realizar en Fase I

Sistema de aproximación al árbol.Control proceso por cámaras.Sistema limpieza de frutaSistema limpieza de fruta.

Fuentes y bibliografíaFuentes y bibliografía.1. ORDEN DE AGENTES DEL CONOCIMIENTO CONVOCATORIA 2009.Proyecto de aplicación del conocimiento I+DProyecto de aplicación del conocimiento I+D,Titular: Centro Tecnológico Agroindustrial de Huelva.ADESVA

2. IMPROVING THE ECONOMIC VIABILITY OF FLORIDA CITRUS BY ENHANCING MECHANICAL HARVESTING WITH THE ABSCISSION AGENT CMNPJ K Burns F M Roka & others

3. ORANGE HARVESTING SYSTEM REVIEWK.F. Sanders

4. RECOLECCIÓN MECANIZADA DE CÍTRICOSJ.A. Gil, S. Castro, G.L. Blanco

J.K. Burns ,F.M. Roka ,& others

, ,

5. ANÁLISIS DEL SECTOR DE CÍTRICOS EN ANDALUCÍAConsejería de Agricultura y Pesca.Arenas, F.J. /Carmona, A./Salguero, A. / Hervalejo, A. / Martinez-Ferri, E. /Alfonso, J.M.

MUCHAS GRACIASMUCHAS GRACIAS