Los Sistemas de Corte Mecanizado de Caña de Azúcar

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Los Sistemas de Corte Mecanizado
de Caña de Azúcar. Equipos de Cosecha
Daniel E. Galvis Mantilla - Gerente de Cosecha - Ingenio Manuelita S.A.
Introducción
El corte mecanizado de la caña de azúcar en Colombia se introdujo en la década de 1980.
Las máquinas utilizadas en ese momento no eran de cosecha integral, es decir, corte y alce
de la caña, ya que solamente cortaban los tallos en la base, que eran descogollados para ser
dispuestos en el suelo y posteriormente cargados al equipo de transporte. A esta máquina se
la denominó ‘tipo soldado’ (Foto 1). Por esa misma época la mecanización más importante de
la cosecha de caña consistió en el alce de la caña, que hasta ese momento se hacía a mano
y la caña era cortada en verde. La mecanización del alce trajo consigo la quema de la caña
como una práctica generalizada la cual se hizo –y aún se hace actualmente– para reducir los
contenidos de materia extraña que llega a las fábricas.
A lo largo de los años se ha ido incrementando paulatinamente la cosecha mecanizada integral con cosechadoras que hacen varias operaciones tales como corte, picado
de los tallos (troceado), limpieza de la caña y cargue al equipo de transporte (Foto 2).
Todo ello con el fin de posibilitar el corte de caña en verde, ante la dificultad de hacerlo
en forma manual.
En su interés por conocer las nuevas tecnologías para la cosecha de la caña y ajustarlas
a las condiciones existentes en el Valle del Cauca la industria azucarera ha buscado:
• Reducir los costos de producción para mejorar la competitividad en relación con
otros países y zonas productoras de caña y azúcar.
• Tener alternativas ante la escasez paulatina de mano de obra.
• Desarrollar alternativas para el corte de caña en verde ante la dificultad de hacerlo
manualmente.
• Estar preparados en el futuro inmediato para la cosecha en verde.
• Facilitar el manejo de los residuos de cosecha en el campo.
• Explorar la posibilidad de utilizar parte de los residuos en la generación de energía
en fábricas.
En este proceso de más de dos décadas de permanente investigación y análisis, la
industria azucarera ha sido cautelosa en la expansión de la cosecha mecanizada y ha tenido
en cuenta los aspectos de carácter social, técnico y económico que se derivan de la utilización
de este sistema de corte. La mecanización de la cosecha de los diferentes tipos de cultivos,
y en el presente caso la cosecha integral de la caña de azúcar, no es una excepción. Este sistema de cosecha es producto de un buen número de aspectos que se deben tener en cuenta:
los campos, las máquinas, la capacitación y entrenamiento de operadores y mecánicos; la
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En el presente caso se tendrán en
cuenta los aspectos de los sistemas de
corte mecanizado, correspondientes a
la máquina y la operación de la misma.
Sistemas de corte mecanizado.
En los sistemas de corte involucrados
en una máquina cosechadora integral
de caña se tienen los siguientes (ver
Figura 1):
Foto 1. Cosechadora tipo ‘soldado’. 1978
investigación de las variedades más
apropiadas; la medición de indicadores y parámetros de operación; las
condiciones de clima y humedad del
suelo; la permanente investigación
de fabricantes de maquinaria, y la
retroalimentación de los usuarios a
los fabricantes de maquinaria.
Como resultado de todo lo
anterior se debe lograr el menor
costo posible y los menores impactos
en las diferentes etapas del proceso.
Por ello es necesario entender la
mecanización del corte como una
alternativa importante para el futuro
de la industria, que debe mejorar
permanentemente para que sea cada
vez más viable.
El corte mecanizado de
la caña de azúcar
El corte mecanizado integral
de la caña de azúcar está en función
de las siguientes variables: diseño de
campo, atributos de las variedades, la
máquina cosechadora, el operario de
la máquina, el mantenimiento de la
máquina y la logística del corte y del
transporte. Estas variables se pueden
expresar en la ecuación:
CM = F (Diseño Campo + Variedad + Máquina + Operador + Mantenimiento + Logística)
En la medida que se logre una
buena integración de las variables
anotadas se puede alcanzar el éxito de
la cosecha mecanizada.
Sistema descogollador o despuntador. Se encuentra en la parte
frontal de la máquina y está compuesto
por un par de tambores que giran en
sentido contrario hacia adentro. En
ellos van montadas cuchillas que desmenuzan tanto el tallo inmaduro del
cogollo como las hojas verdes. También
existen descogolladores que cortan y
dejan en el campo el cogollo entero.
Sistema de inclinado o tumbado y divisores de línea o cosecha.
El rolo tumbador inclina o ‘agobia’
la caña hacia adelante para permitir
que la base del tallo quede expuesta
al sistema de corte de base. Los
divisores de cosecha introducen la
caña hacia el centro de la máquina
y levantan aquellas que están caídas
hacia los lados.
Sistema de corte basal o corte de
base. Conformado por dos platos y cuatro cuchillas cada uno. El sistema, que
es angulable, permite una inclinación al
momento del corte de los tallos. En este
punto se produce la calidad del corte de
la cepa y la incorporación de materia
extraña compuesta principalmente
por el suelo, la cepa misma y las raíces.
Sistema de alimentación. Está
compuesto por rodillos que tienen la
función de introducir la caña dentro de
la máquina, en forma ordenada y adecuada para el troceado. Es un sistema
importante en la eficiencia de corte de
la máquina, ya que en la medida que
Foto 2. Cosechadora Integral Cameco 3500. 2005
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procesa el mayor volumen, la máquina
es más productiva.
Sistema de troceado. También
llamado caja de trozadoras, es el encargado del picado de la caña en trozos
gracias a seis u ocho cuchillas montadas
en dos rodillos. Este sistema es graduable a diferentes tamaños. Su función es
preparar la caña para la limpieza del
material extraño, especialmente de
las hojas, ya que con el picado de los
tallos también se pican las hojas, que
quedan más livianas para ser extraídas.
De igual manera, los trozos de cogollo
y chulquines son susceptibles de ser
extraídos más fácilmente por su menor
peso. Este sistema, a la vez que pica la
caña, la lanza hacia la tolva para facilitar
la extracción de material extraño.
Sistema de limpieza, extractor
primario. Consiste en una tolva, sistema aerodinámico con un extractor
ubicado en la parte superior, el cual
limpia o extrae (succiona) la materia
extraña y la expulsa nuevamente al
campo. La velocidad de giro de las
aspas del extractor se expresa en
r.p.m. Las aspas son graduables según
se requiera extraer menor o mayor
cantidad de materia extraña de la
caña. El sistema debe ser graduado
adecuadamente para que las pérdidas
de caña sean las menores posibles. En
este sistema se logra la mayor limpieza
de la caña.
de extracción más pequeño (menor
diámetro), algunos materiales que se
desprenden a lo largo del conductor
son expulsados y caen al campo.
De forma complementaria y
como una manera de disminuir los
impactos en la calidad del corte, se
hace una operación eminentemente
manual, al menos hasta ahora, que se
denomina repique de la caña. Esta es
realizada con una cuadrilla de diez a
quince hombres por frente e incluye
las labores siguientes:
• Corte de caña larga (entera) que
no fue cortada y alzada por la
máquina.
• Corte de la cepa o cepillado, consistente en el corte de pedazos
de tallo o tocones que quedan
adheridos a la cepa.
• Corte de caña en pie de los bordes
de los canales de riego, drenaje,
cercos, zanjones y todo tipo de
caña que no es posible cortar
con la máquina debido a barreras
físicas, o no lo puede hacer de
manera eficiente.
• Recolección de la caña trozada
que cae al suelo por fallas en la
sincronización de la máquina con
el vagón que la recibe.
• Reducción de la caña caída por
sobrellenado o roturas en la tolva
que recibe la caña picada.
• Enchorrado o amontonado de los
tipos de caña anteriores.
• Recogida de la caña que ha sido
amontonada en el campo. Se
puede hacer en forma manual,
con alzadora de caña larga o con
la misma cosechadora.
• Evaluaciones sobre la caña dejada
en campo indican que después de
efectuar el alce quedan entre 3 t y
4 t de caña en el campo.
Es frecuente que se haga un
preencalle de los residuos antes de iniciar la labor de repique, con la finalidad
de despejar los surcos y facilitar el corte
de tocones y caña larga. La operación
se hace con tractor y encalladora tipo
Lely de ruedas y ganchos.
Equipos utilizados en la
cosecha mecanizada
Entre los diferentes equipos utilizados en los frentes de cosecha mecanizada son comunes los siguientes:
• La cosechadora: normalmente se
utilizan tres por frente. Las marcas más utilizadas son John Deere
3510 y 3520 y CaseAustoft 7700.
Sistema de cargue, elevador.
Es un conductor metálico que lleva la
caña al sitio más alto de la máquina
para cargar los vagones del transporte
de la caña.
Sistema de limpieza, extractor
secundario. Es el último punto por el
que pasa la caña antes de ser definitivamente entregada al sistema de cargue.
Consiste en lanzar la caña del elevador
al vagón de transporte. Con un sistema
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Figura 1. Diagrama de una cosechadora de caña, con sus diferentes sistemas.
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• Equipos de apoyo: se tienen preferentemente en el campo para
hacer mantenimiento y llevar
información y reportes de los
frentes. Los componentes de los
equipos de apoyo son:
• Tanque de agua para lavado de
la máquina.
• Equipo de soldadura autógena,
planta eléctrica y soldadura de
arco.
• Vagón de repuestos y oficina
para reportes.
• Tanque de combustible y aceites.
• Tractor para transportes varios.
• Camabaja para traslados de las
cosechadoras.
Comparación entre
cosechas mecanizada y
manual
La implementación de la cosecha mecanizada a gran escala tiene
factores a favor y en contra. En el
Cuadro 1 se presenta un paralelo con
la cosecha manual. Se puede observar que en algunas circunstancias se
favorece la continuidad de la cosecha
manual y en otros, la mecanizada.
Variable
Materia extraña
Corte en verde
Manejo de residuos
Tiempo de permanencia
Despeje
Eficiencia
Manejo de información
Otros
Como ventajas de la implementación de la cosecha mecanizada se
pueden mencionar:
• Es una buena opción para el corte
en verde.
• Además de su bajo costo, facilita
el manejo de los residuos de la
cosecha.
• Favorece la descomposición
rápida de los residuos de cosecha.
• Ofrece la posibilidad de disminuir
daños en los campos en épocas
de lluvias.
• El tiempo de permanencia en este
sistema es menor.
• Mayor densidad de carga en el
transporte (30% más).
• Permite tener alternativas ante
inconvenientes de mano de obra
en la labor de corte.
• Mayor agilidad en la cosecha
(corte 24 h).
Abadía R, Luis A. 2009. Impacto del
trozo de caña en la calidad de
la caña cosechada mecánicamente. Memorias del VIII Congreso de la Asociación Colom-
Requiere supervisión para evitar accidentes y
garantizar la calidad.
Alto costo de la labor.
Residuos de caña seca pueden llegar a la
fábrica en el siguiente corte.
Azúcar. p. 458-465.
Galeano, Alvaro F.1.978. Desarrollo
del diseño agrícola. Memorias
Simposio Tecnicaña-AsocañaCenicaña: Relación agua-sueloplanta. p. 76-98.
Larrahondo, Jesús E. 2006. Proyecto
pérdidas de sacarosa entre cosecha y molienda. Informe final.
Contrato Colciencias-Cenicaña.
Cali. Cenicaña, 2002, 61 p.
Larrahondo, Jesús E.2009. Calidad
de la caña y las pérdidas de
sacarosa depués del corte con
los sistemas de cosecha manual
y mecanizada. Memorias del
VIII Congreso de la Asociación
Colombiana de Técnicos de la
Caña de Azúcar. p. 484-489.
Cosecha mecanizada de la caña de
Referencias
Cosecha manual
En caña verde: 2 - 4%
En caña quemada: 1.5 - 2%.
Mayor dificultad para el corte en verde.
Difícil manejo de residuos del corte en verde.
Alto tiempo de permanencia: 25h – 40h.
Requiere celeridad en el despaje para no afectar el rebrote de la cepa.
Rendimiento del cortero:
Caña semilimpia 2 - 4 t/hombre/día.
Caña quemada 5 - 7 t/h/día.
Manejo complejo de la información por cada
cortero (calidad, rendimiento, pago nómina).
biana de Técnicos de la Caña de
azúcar. 1983. Memorias sobre el
seminario. Tecnicaña. 91p.
Seminario Optimización de la cosecha
mecánica. Tecnicaña. Julio 12 y
13 de 2007.CIAT.
Cosecha mecanizada
En caña verde:10 -12%.
En caña quemada: 8-10%.
Menor dificultad para corte en verde.
Fácil manejo de los residuos del corte verde y quemado.
Bajo tiempo de permanencia: 4h – 10h.
Requiere prontitud en el despaje para la labor del repique.
Rendimiento de la cosechadora:
Caña semilimpia 24 - 25 ton/h.
Caña quemada 26 - 28 ton/h.
Menor complejidad en el manejo de información,
Requiere supervisión para garantizar la calidad de corte (materia extraña y rendimiento).
Mayor flexibilidad de la cosecha.
Mayor eficiencia en el transporte al incrementar el 30% del peso
por viaje.
Exige mejor descompactación de los suelos.
Exige adecuación de los campos.
Exige variedades apropiadas.
Menor costo.
No se puede almacenar por períodos largos.
Cuadro 1. Comparaciones entre los sistemas de cosecha de caña de azúcar manual vs. mecanizada.