Sistema biomecánico a tracción animal (SIBIOTA) para la labranza agrícola en el altiplano Cundiboyacense

Abstract

The purpose of the present study was to determine if the use of the draft horses is agriculturally, socio-economically, energetically and environmentally, viable in the oriental region of the Colombian Andes. Light (surface) tilling of pastures was selected as a good farming practice for increasing the porosity of the soil and stimulating greater and better-quality forage. A mechanical prototype of an Animal Drawn Biomechanical System for tilling the soil (ADBIS), composed of a work-cart, draft horses and horse drawn implements, was used for the study. To register and measure draft force, speed and the animals heart rate, an electronic measuring system (datalogger) was designed and built for this study. To measure heart rate and animal speed during tillage, a registering integrated system composed by a Polar sport watch with equine band, was used for this purpose. The tests were conducted under different soil conditions and altitude (a.s.l.), an on-farm soil sampling were taken to determine the level of soil humidity present in the soil prior to begin tilling the land, and a vane shear tool was used to determine soil shear resistance at various depths, to compare tool and animal performance. The most optimum measurements result was obtained in E.U. #2, where draft horses registered a combined body weight of 12552,51 N (1.280 kg) and pulled a weight of 7639,38 N (779 kgf) (ADBIS), corresponding to a 17% of their body weight and registering a draft power of approximately 2260,1 N with a potency of 2519,4 W (3,4 HP). The ADBIS can effectively perform in heavy soils and altitudes between 2560 and 3400 meters (a.s.l.), demonstrating the capacity to till in highly compacted and shear resistance soil at a depth of 15cm. The ADBIS lighter weight (compared to a tractor) caused a reduced soil compaction and contributed to the employment of soil conservation practices. In conclusion, the use of systems like ADBIS are a reliable and economical source of animal energy that can perform multiple agricultural tasks with a minimal environmental impact in the Andean region of Colombia.

La finalidad de la investigación fue determinar si el uso de caballos de tiro pesado es viable agronómica, socioeconómica, energética y ambientalmente, en la región oriental de los Andes Colombianos. Se eligió el rayado de praderas como una práctica de labranza preferencial, por su potencial para mejorar la porosidad del suelo y la producción de forrajes de mayor calidad. Durante el estudio, se utilizó un Sistema Biomecánico de Labranza a Tracción Animal (SIBIOTA) compuesto de caballos de tiro, carro de enganche y herramienta de labranza. Para el registro y medición de la fuerza de tiro y profundidad de trabajo de la herramienta, se utilizó un sistema de medición electrónica en tiempo real (datalogger-SMETR), diseñado y fabricado a medida para este estudio. Para medir el ritmo cardíaco y la velocidad de trabajo de los animales durante la labranza, se utilizó un sistema de registro integrado por un reloj POLAR y una cinta equina. Las pruebas se realizaron en diferentes condiciones de suelo y altitudes (msnm) y se determinó el porcentaje de humedad del suelo al momento de comenzar los trabajos de labranza y se utilizó una veleta de cizalla para determinar la resistencia al corte, para relacionarlo con el comportamiento de las herramientas y el rendimiento de los animales. El resultado de medición más óptimo fue U.E. #2, donde los caballos de tiro registraron un peso medio combinado de 12552,51 N (1.280 kgf), y jalaron una carga de 7639,38 N (779 kgf) (SIBIOTA); aproximadamente el 17% del peso vivo de cada uno, generando una fuerza media de tiro de 2.260,1 N para una potencia de 2519,4 W (3,4 HP). El SIBIOTA, puede desempeñarse eficazmente en suelos pesados y altitudes de 2560 a 3400 msnm, demostrando su capacidad para labrar suelos de alta resistencia a la penetración/corte a profundidades de 15cm. El peso del SIBIOTA causó un impacto menor de compactación, contribuyendo al empleo de prácticas de labranza de conservación. En resumen, el uso de sistemas como el SIBIOTA, son una fuente confiable y económica de energía (animal) para desempeñar múltiples tareas agrícolas con mínimo impacto ambiental en la región andina de Colombia.