Título

Determinación del consumo de energía en tres diferentes sistemas de labranza mediante dos procesos de cálculo

Autor

ALFREDO LOPEZ VAZQUEZ

Colaborador

MARTIN CADENA ZAPATA (Asesor de tesis)

ALEJANDRO ZERMEÑO GONZÁLEZ (Asesor de tesis)

SANTOS GABRIEL CAMPOS MAGAÑA (Asesor de tesis)

Nivel de Acceso

Acceso Abierto

Resumen o descripción

"El propósito de esta investigación fue la determinación del gasto de energía, mediante dos procesos de cálculo y la determinación del consumo de combustible, esto para tres diferentes sistemas de labranza: convencional, vertical y cero. Con la finalidad de encontrar en que sistema de labranza resulta un mejor ahorro de energía. Para ello este estudio se dividió en dos fases, la cual la primera fase consistió en la calibración de los sensores y equipo a utilizar para la medición de las variables en campo, para posteriormente obtener los valores de energía neta y específica, así como también el consumo de combustible. La segunda fase de la investigación consistió en la medición de las variables en campo, que son; Fuerza horizontal ejercida por el implemento, velocidad de trabajo, ancho de trabajo, profundidad de trabajo y contenido de humedad. Se estableció un diseño experimental completamente al azar, teniendo como factor el sistema de labranza con 3 repeticiones por nivel. Una vez recabados los datos, se procedió al cálculo de la energía específica aplicada por volumen de suelo movido (ES) y energía neta para mover el implemento aplicada a la barra de tiro del tractor (EN), para el caso de la energía neta se hizo el cálculo por el método de análisis espectral(AE) y el y el método de Área Bajo la Curva (ABC). Posteriormente se realizó el análisis estadístico para la energía neta, tanto para los resultados obtenidos por el método de análisis espectral como para el método de ABC, de igual manera se hizo el análisis estadístico para el consumo de combustible. Esta evaluación se hizo para tres ciclos de cultivo; ciclo agosto-diciembre 2016, enero-junio 2017 y agosto-diciembre 2017. Para la energía especifica se encontró que la sembradora es la que aplica una mayor energía especifica que los demás implementos, esto se debe al menor volumen de suelo movido por las herramientas en contacto con el suelo de dicho implemento; el ancho y profundidad de trabajo de la sembradora es significativamente menor a los demás implementos. Los resultados de energía neta utilizada para mover los implementos encontrados por el método ABC fueron: para todos los ciclos de cultivo, el sistema de labranza convencional demando mayor valor de energía de 319.53, 350.32 y 337.25 MJ Ha-1 para el ciclo diciembre 2016, junio 2017 y diciembre 2017 respectivamente, siendo la labranza cero la que demando menor valor de energía neta con 7.78, 22.26 y 29.16 MJ Ha-1 para cada ciclo de cultivo anteriormente mencionados. Se encontró diferencia estadística significativa para los tres sistemas de labranza. Por otra parte, en el consumo de combustible, el mayor consumo resultó de la labranza convencional con 51.33, 58.10 y 55.18L Ha-1para el ciclo diciembre 2016, junio 2017 y diciembre 2017 respectivamente. Cabe mencionar en relación a la labranza vertical, se encontraron valores de 28.29, 51.06 y 44.31 L Ha-1 respectivamente, el cual son valores cercanos a los encontrados por el sistema convencional, aun así, se encontró diferencia estadística significativa entre estos sistemas de labranza. El método de área bajo la curva demostró ser menos laborioso, en el cual implicaba menos ingresos de variables y de mayor facilidad de ejecución y manipulación. Los resultados obtenidos por el método ABC, resultaron ligeramente menores a los obtenidos por el método de análisis espectral, esto no afecto en el análisis estadístico, se obtuvieron similares resultados con lo que se concluye que el método ABC es más eficiente ya que nos arroja la energía neta directamente, caso contrario para el método de análisis espectral. El método ABC es más amigable para ser realizar los cálculos"

"The purpose of this research was to determine the net drawbar energy use trough two techniques of calculation and the determination of fuel consumption for three different systems of cultivation: Conventional, vertical and zero. The aim was to find the best system of cultivation for saving energy. This study split into two phases, which for it the first phase consisted in the calibration of the sensors and gear to utilize for the measurement of the variables at field, and specific energy, as well as the consumption of fuel. The second phase of consisted in the measurement of the variables at field, gathering data of horizontal force exercised by the implement, working speed, working width and depth and soil moisture. An experimental design in blocks established completely at random was set up at the field; the treatments were the three tillage systems with three replications. From the field data it was calculated the specific energy for moving the soil (ES) and the drawbar energy (EN). For the case of the drawbar energy the calculations were made for the method of spectral analysis (AE) and the method of area under the curve (ABC).The analysis of variance was made for the data of ES, EN (spectral analysis and area under the curve) as well as for the fuel consumption. The data used for the evaluation was from three cropping seasons: August-December 2016, January-June 2017 and August-December2017. The highest specific energy was applied when planting, this is due to the relatively small volume of moved soil at each line of planting, the seeder had the smallest working width and depth compared with the other implements. The results of drawbar energy show that, for all of the cycles of cultivation, the system of conventional tillage used the biggest amount of energy : 319,53, 350,32 and 337,25 MJ ha-1 for the cycle December 2016, June 2017 and December 2017 respectively. The no tillage system demands the lowest drawbar energy with 7.78, 22.26 and 29.16 MJ ha-1 for each cycle of cultivation mentioned before. There were statistical significant differences for the three systems of cultivation. On the other hand the fuel consumption resulted higher in the conventional cultivation with 51,33, 58, 10 and 55, 18 L Ha-1 for the cycle December 2016, June 2017 and December 2017 respectively. In relation to the vertical cultivation, values of 28.29, 51.06 and 44.31 L ha-1 were found respectively. The amount of fuel consumption have significant difference between the systems of cultivation. The ABC method to calculate the drawbar energy proved to be less laborious, than the AE method, the first method has less entrances of variables and a bigger facility for execution and handling"

Fecha de publicación

14 de diciembre de 2018

Tipo de publicación

Tesis de maestría

Versión de la publicación

Versión publicada

Formato

application/pdf

Idioma

Español

Audiencia

Estudiantes

Investigadores

Repositorio Orígen

Repositorio Digital CID-UAAAN

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