Diseño de ahoyador mecánico que mejora la mezcla de suelos y fertilizantes en una sola operación

• Ossa-Jiménez, Carlos Andrés ^[1] ; Sánchez-Santos , Juan Carlos ^[1]
  1. [1] Centro de Desarrollo Agroindustrial Turístico y Tecnológico del Guaviare, SENA
• Localización: Revista UIS Ingenierías, ISSN-e 2145-8456, ISSN 1657-4583, Vol. 21, Nº. 1, 2022 (Ejemplar dedicado a: Revista UIS Ingenierías), págs. 179-200
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Mechanical earth auger design improves mixing soil and fertilizer in a single operation
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• Resumen
  • español

    El objeto de esta investigación es el desarrollo de un equipo agrícola para tractor, cuya función es la excavación de un hoyo de profundidad variable, que permita en una sola operación: (a) Suministrar y realizar una mezcla homogénea de suelo con enmiendas; (b) Mejorar la porosidad y la densidad aparente del suelo; (c) Incrementar la capacidad de penetración radicular de la planta; (d) Normalizar las condiciones para el desarrollo inicial de la plantación; (e) Reducir costos de producción y tiempos de siembra. Procedimientos de la ingeniería inversa e ingeniería concurrente se usaron para para el tratamiento de temas de innovación, adelantando estudios de mercado, estados de la técnica y revisiones de ofertas de especializadas consignados en catálogos técnicos de empresas fabricantes de equipos agrícolas, los cuales fueron contrastados con desarrollos patentados encontrados en entornos académicos para el desarrollo de prototipos virtuales y físicos. Se utilizaron diversas técnicas, métodos de diseño y uso de programas CAD – CAE, para efectuar validaciones, cálculos y comprobaciones como: análisis CFD, construcción de prototipos rápidos (3D Print) y uso de otras tecnologías CNC que se emplearon para la construcción de prototipos físicos a escala 1:5, seleccionando aquellos que tuvieron mejor comportamiento en estudios cinemáticos de fluidos, con los cuales se realizaron pruebas en diversos tipos de suelo. Los resultados de esta investigación aplicada presentan una propuesta y prototipo de diseño a escala 1:1 de un nuevo producto, los enfoques y metodologías empleadas en este estudio se pueden replicar en investigaciones para el diseño y desarrollo equipos o maquinaria agrícola cuyo objetivo es la optimización y la eficacia de procesos de siembra de plantaciones perennes de tardío rendimiento.

  • English

    The objective of the research is the development of an farm equipment for a tractor, whose function is the excavation of a hole of depth variable, which allows in a single operation: (a) Supply and make a homogeneous mixture of soil with fertilizers; (b) Improve the porosity and density of the soil; (c) Increase the penetration capacity of the roots of the plant; (d) Standardize the initial conditions for the plantation development; and (e) Reduce costs production and sowing times. Reverse engineering and concurrent engineering procedures were used in this research to deal with issues related to innovation, marketing studies were done, state of the art and reviews of specialized offers consigned in technical catalogs of farm equipment manufacturers were made, which were contrasted with patents found in academic settings. For the development of virtual and physical prototypes, various techniques, design methods and CAD - CAE software were used to perform validations, calculations and verifications such as: CFD analysis, rapid prototyping (3D Printing) and use of other technologies CNCs were used for the construction of physical prototypes at a 1: 5 scale, selecting those that had a better performance in the fluid cinematics studies, with which tests were carried out on various types of soil. The approaches and methodologies used in this study can be replicated in research for the design and development of new farm equipment or machinery that improve the efficiency of processes for the sowing of perennial late-yielding plantations.