Introducción a la ingeniería agricola

INTRODUCCION A LA INGENIERIA AGRICOLA.

TEXTO GUIA

JOSE EUGENIO HERNANDEZ HERNANDEZ Ingeniero Agrícola M.Sc

JOSÉ EUGENIO HERNÁNDEZ HERNÁNDEZ

Introducción a la Ingeniería Agrícola.

1 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA

1.1. PROBLEMAS DE INGENIERÍA En la mayoría de situaciones de la vida el término “problema”, generalmente se asocia a las situaciones de conflicto o dificultad. Sin embargo en Ingeniería “un problema” proviene del deseo de lograr transformar un estado de cosas en otro. La solución es un medio de lograr la transformación deseada, pero no se debe olvidar que en la mayoría de los problemas hay muchas soluciones posibles. Sin embargo, todo problema requiere hallar una forma preferible para encontrar la transformación deseada. Por tanto se puede afirmar que el ingeniero es un solucionador de problemas. En los problemas de Ingeniería, al ingeniero por lo general se le indica la función o el propósito general que debe lograrse y algunas veces los requisitos mínimos o preferencias para la solución. La función del ingeniero es traducir un vago enunciado de lo que se requiere, en un conjunto de especificaciones concretas de un medio satisfactorio para alcanzar el objetivo propuesto. Para lograr encontrar la solución, al ingeniero le corresponde descubrir y explorar un cierto número de posibilidades y la fuente de los mismos la constituyen tanto LOS CONOCIMIENTOS TÉCNICOS ADQUIRIDOS durante su formación, como su

3 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

INGENIO. De igual manera el JUICIO O CRITERIO PERSONAL, que se adquiere con la experiencia, es un exigente aspecto del trabajo diario de un ingeniero.1 A un ingeniero le debe interesar la productividad de sus creaciones tanto desde el punto de vista técnico como desde el económico. Igualmente y teniendo en cuenta que generalmente en la mayor parte de los problemas existen objetivos o metas conflictivas, deberá encontrar el mejor balance entre los criterios en conflicto. Esto no es tarea fácil. La comunicación o contacto con la gente requiere buena parte del tiempo de trabajo del ingeniero y la incapacidad que pueda tener de mantener relaciones interpersonales satisfactorias, puede constituirse en un serio obstáculo para el éxito de un ingeniero. El ingeniero está fuertemente comprometido con las necesidades sociales, así como con la aceptación y efectos de sus obras. Por ello se hace necesario que en toda proyección ingenieril no solo se tengan como criterios básicos para la ejecución de la misma, los aspectos técnicos y económicos, sino que además se efectúe la evaluación del impacto social que cause o pueda causar la obra que se proyecte. La mayor parte de las obras de ingeniería son sistemas complejos que contienen diversos y abundantes componentes; por lo anterior muchos de ellos requieren ser manejados por equipos interdisciplinarios, compuestos no solo de expertos de diferentes áreas de la ingeniería, sino también por profesionales de otras áreas del conocimiento (sociales, económicas y biológicas entre otras).

1.2. CUALIDADES DEL INGENIERO COMPETENTE El éxito que el aspirante a convertirse en ingeniero llegue a tener, dependerá del CONOCIMIENTO BASADO EN LOS HECHOS que haya adquirido, de las HABILIDADES que haya demostrado, de su ACTITUD y de su capacidad para continuar su AUTOMEJORAMIENTO. En estos cuatro aspectos básicos radica lo que se necesita para llegar a ser un ingeniero competente. ∗ El ingeniero debe tener un sólido conocimiento en ciencias físicas básicas y aplicadas, para poder estar en capacidad de efectuar una aplicación benéfica del conocimiento científico fundamental, a los problemas prácticos del mundo. A estos conocimientos científicos se deben necesariamente agregar la EXPERIENCIA y la INVENTIVA. Pero adicionalmente a los anteriores elementos y para ser profesionalmente competente, el caudal del conocimiento

1 KRIK, E. V. 1991. “Introducción a la Ingeniería y al Diseño en Ingeniería “. Segunda Edición. Editorial Limusa. México D.F.

debe extenderse más allá de las ciencias físicas y de la ingeniería (humanidades, economía, legislaciones vigentes, etc.). ∗ El ingeniero debe cultivar una actitud interrogante, una curiosidad por el cómo, el porqué y el para qué de las cosas, lo cual le permitirá obtener mucha información útil e ideas aprovechables. Debe también esforzarse en tener objetividad al realizar evaluaciones y tomar decisiones. * Como profesional íntegro deberá desempeñar sus servicios con apego a la ética.

Conocimientos reales

QUE ES LO QUE UN INGENIERO DEBE TENER?

*Ciencias Físicas Básicas. *Matemáticas

Física Química, Otras

Ciencias Físicas Aplicadas

Termodinámica Mecánica de Fluidos Mecánica de Sólidos Electricidad

Conocimientos empíricos ordenados

Ideas, Prácticas, Observaciones que han demostrado ser buenas y útiles

Otros conocimientos

Sociología Literatura Aspectos Etc.

Económicos

Diseño, Inventiva, Criterio, Simulación, Experimentación, Deducción de Conclusiones, Computación, Electrónica, Optimización, Búsqueda de información, Comunicación, Trabajo en común con otras personas. Destrezas o capacidad en :

Interrogantes (Cómo, escepticismo).

Porqué,

Curiosidad

Objetividad (Para realizar evaluaciones y tomar decisiones) Profesionales (Apego a la ética) Actitud

De mente abierta, sin prejuicios (Receptivos a las nuevas ideas y a las innovaciones)

Capacidad de superación continua ( El recibir el título de ingeniero solo marca el principio de una nueva etapa)

5 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

*

Los conceptos y conocimientos aprendidos en la facultad pueden evolucionar o revaluarse en muy poco tiempo y por tanto el Ingeniero debe esforzarse en continuar con su proceso actualización y de capacitación, el cual además de ser una obligación profesional, debe considerarse una muy buena inversión.

1.3. LA INGENIERÍA Y LA SOCIEDAD Los equipos, herramientas, estructuras y procesos tecnológicos creados por los ingenieros influyen significativamente en el bienestar físico y social del hombre. Es un hecho irrefutable que nuestros sistemas económicos, sociales, políticos y militares son afectados y dependen notablemente de las obras de ingeniería. Se debe tener en cuenta que todo lo que se produzca en la actividad ingenieril, afectará la gente de muchas maneras. De la efectividad con que los diseños que el ingeniero efectúa satisfagan a la población objetivo, dependerá el concepto profesional que se formen de él. No se debe perder de vista que las obras de ingeniería afectan tanto directa como indirectamente a la gente y de diversas maneras; por ello es necesario conocer bien a la sociedad a la que afectarán sus soluciones y tener siempre en cuenta el bienestar de ella. Lo que la gente necesita, prefiere y acepta debe ser tenido en cuenta en las características de los diseños ingenieriles. En ellos por tanto es indispensable predecir las influencias económicas, culturales, sociales y políticas de las soluciones alternativas. Los anteriores elementos deben y/o convienen ser adquiridos por los futuros ingenieros durante su paso por la universidad. Cuando por algún motivo, en los planes de estudio de las carreras de ingeniería no están incluidos cursos al respecto, esta complementación deberá efectuarse por iniciativa propia. La atención al bienestar del hombre debe ser una prioridad en la actividad ingenieril, por lo que en el ejercicio de la profesión el ingeniero deberá tratar de reducir al mínimo los daños y perjuicios que le pueda causar, facilitando los ajustes económicos, sociales y personales a que haya lugar. “Los ingenieros son creadores tanto de cambios físicos como de cambios sociales y deben conocer y tomar en cuenta a los beneficiarios y a las víctimas de sus obras”

1.4. RETOS Al analizar las áreas de problemas en las que la ingeniería tiene probabilidad de hacer aportaciones importantes, se revela una especial necesidad de ingenieros que asuman la responsabilidad de resolver problemas con perspectiva más amplia, con mayor imaginación y con un mayor sentido del deber del usual. La sociedad puede recibir bastantes beneficios de los ingenieros inclinados a realizar una aplicación imaginativa de sus conocimientos y aptitudes. La ingeniería necesita más profesantes que se dediquen a aplicar cualidades únicas en su género, allí donde sean mayores las carencias de la sociedad. Son muchas las áreas de gran atractivo que se constituyen un reto al talento del ingeniero y en las que se pueden hacer importantes contribuciones. PRINCIPALES PROBLEMAS2 DE PAISES EN DESARROLLO

OPORTUNIDADES

Producción y conservación de alimentos Suministro de Agua potable Educación de la población Transportes Localización y aprovechamiento de recursos naturales. ∗ Recursos energéticos ∗ Comunicaciones. ∗ Vivienda

Cómo consultor En servicios económicos - sociales En asistencia técnica. En transferencia de tecnología Como investigador En empresas industriales y de consultaría ∗ En proyectos especiales de universidades e instituciones tecnológicas.

∗ ∗ ∗ ∗ ∗

∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗

1.5. PRINCIPALES RAMAS DE LA INGENIERÍA Muy pocas de las obras de ingeniería moderna pueden ser diseñadas y/o ejecutadas por personas con instrucción en una sola rama de la ingeniería. La interdisciplinariedad es una de las características básicas que identifican las soluciones reales a las necesidades de la vida moderna.

2

Son algunos de los principales problemas que presentan países como Colombia(en vía de desarrollo), en los cuales el ingeniero puede hacer grandes aportes así como proyectarse profesionalmente, habida cuenta que estos son aspectos que necesitan atención inmediata por sus grandes repercusiones sociales y económicas sobre la población.

7 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

No se debe considerar que la instrucción en una rama de la ingeniería proporcione una capacitación para siempre, pues la preparación en ingeniería es de por sí una excelente preparación para una amplia variedad de trabajos, tanto dentro como fuera de la ingeniería, independiente de la rama que se haya estudiado.

1.5.1

ALGUNAS RAMAS DE LA INGENIERÍA:

1. Ingeniería Aeronáutica: Trata primordialmente del diseño y construcción de aeronaves y sus sistemas relacionados. 2. Ingeniería Agrícola: Trata de la adecuación y modernización del sector agropecuario para la producción, conservación y transformación primaria de los alimentos y materias primas agropecuarias. 3. Ingeniería Civil: Trata específicamente del diseño de estructuras de gran tamaño y de los medios para construirlos. 4. Ingeniería Eléctrica: Trata del diseño e instalación de los medios por los cuales se produce, transporta y utiliza la energía eléctrica. 5. Ingeniería Industrial: Se encarga del diseño de sistemas de transformación física de los materiales y de la organización y funcionamiento económico de las industrias. 6. Ingeniería Mecánica: Se ocupa del diseño construcción y operación de los sistemas mediante los cuales se convierte la energía en sistemas mecánicos útiles. 7. Ingeniería Metalúrgica: Trata del diseño y operación de los medios para extraer, procesar y trabajar los metales. 8. Ingeniería de Minas: Se ocupa de la localización y explotación de los yacimientos de minerales en la superficie terrestre. 9. Ingeniería Química: Trata del diseño y realización de procesos para la transformación química de materiales.

1.5.2 RESOLUCIÓN 2773 DE 2.003 DEL M.E.N. Mediante la Resolución 2773 de 2.003, emanada del Ministerio de Educación Nacional de Colombia, se definieron las características específicas para los programas de formación profesional en Colombia. La resolución en su artículo primero indica que la denominación académica de los programas de ingeniería será de tres tipos: • Básicas • Integración de dos o más básicas • Otras denominaciones El numeral 1 del artículo primero define como Denominaciones Académicas Básicas aquellas que: “Corresponden a programas que derivan su identidad de un

campo básico de la ingeniería. Estas denominaciones como tales no requerirán de sustentación y corresponden a los programas de”: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19.

Ingeniería Agrícola Ingeniería Civil Ingeniería Eléctrica Ingeniería Electrónica Ingeniería Química Ingeniería Industrial Ingeniería de Sistemas o Informática Ingeniería Mecánica Ingeniería de Materiales. Ingeniería de Telecomunicaciones Ingeniería Ambiental Ingeniería de Minas Ingeniería de Alimentos Ingeniería Metalúrgica Ingeniería Naval Ingeniería de Petróleos Ingeniería Forestal. Ingeniería Agroindustrial. Ingeniería Geológica

De la lectura de la resolución en referencia, se concluye que la Ingeniería Agrícola es catalogada como uno de los Diecinueve (19) programas BASICOS de Ingeniería en Colombia.

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2 HISTORIA DE LA AGRICULTURA EN EL MUNDO Y EN COLOMBIA

2.1 ORIGEN DE LA AGRICULTURA EN EL MUNDO. Según Marvin Harris* (23) aproximadamente 30.000 años atrás, grandes manadas de animales mayores como renos, bisontes, mamuts, caballos y ganado salvaje, pastaban libremente en las praderas que se habían desarrollado y eran irrigadas por las aguas producto del lento derretimiento de los glaciales. Estos animales y los depredadores humanos permanecieron en equilibrio ecológico por miles de años. Sin embargo, hace unos 13.000 años se produjo una corriente cálida en todo el globo que causó un retroceso rápido de los glaciales, provocando la aparición de los bosques, los cuales a su vez cubrieron las llanuras de pastos que servían de alimento a las grandes manadas de animales. Este accidente climático unido a la intensificación de la depredación por parte de nuestros antepasados de la Edad de Piedra, quienes ya poseían los medios para cazar y dar muerte en forma regular a animales de gran tamaño, trajo como consecuencia una catástrofe ecológica representada en la extinción repentina de grandes especies de *

Marvin Harris desde la escuela del Determinismo Histórico, expresa que “para fenómenos culturales, variables similares bajo condiciones semejantes, tienden a producir consecuencias similares”. Afirma que la presión reproductora, la intensificación y el agotamiento ambiental parecen tener la clave de la comprensión de la evolución familiar, las relaciones de propiedad, la economía política y las creencias religiosas, incluyendo las preferencias dietéticas y los tabúes alimentarios.

animales como los mamuts, los rinocerontes lanudos, el bisonte estepario, el alce gigante y el asno salvaje, por lo que la obtención de proteínas para la alimentación de los humanos se derivó de la pesca y de la caza de algunas especies menores como ovejas, cabras y antílopes, entre otros. En América se observó un proceso similar y por causa de la depredación hecha por los antepasados de los indios americanos que llegaron desde Asia y de los cambios climatológicos, hacia el año 7.000 antes de nuestra era se extinguieron completamente treinta y dos géneros de grandes animales tales como caballos, bisontes gigantes, elefantes, camellos, antílopes, cerdos y roedores gigantes. Harris considera que la extinción no se le puede achacar al intenso crecimiento de la raza humana, sino al intento que se efectuó de mantener las pautas dietéticas existentes así como bajas las tasas de aborto e infanticidio, contando para ello con un número mucho menos de animales de presa que eran básicamente la única fuente de alimentación. Afirma que la disminución de la proporción de proteína animal fue causada por una serie de agotamientos e intensificaciones, acompañadas por perfeccionamientos de las armas de caza y de la tecnología utilizada para esta labor. El agotamiento de las especies de caza fue haciendo volver lentamente la atención de nuestros antepasados hacia las plantas, pasándose a la lenta domesticación de un creciente grupo de ellas, entre las que se contaron amarantos, cidracayotes, chiles y aguacates y posteriormente maíz y judías (arveja) Las cosechas de estas especies fueron cobrando importancia uniforme en la medida que las comunidades se hacían sedentarias y más numerosas. Se considera que la extinción de la megafauna del pleistoceno originó un cambio hacia un modo de producción agrícola tanto en Europa y el viejo mundo como en América, pero con procesos complementarios diferentes pues en el Nuevo Mundo las aldeas no fueron erigidas hasta varios miles de años después de haber sido domesticadas las primeras plantas, pues instalarse de manera definitiva significaba prescindir por completo de la carne. En cambio en el Viejo Mundo la gente primero se reunió en aldeas y casi 2.000 años después domesticó plantas salvajes de las cuales había recolectado sus semillas (cebada, trigo y otros cereales). Los cazadores – recolectores de amplio espectro levantaron las aldeas permanentes para contar con un lugar para el almacenamiento de los granos, su molienda y conversión en tortas. El autor Harris opina que los procesos para la adopción del modo de producción agrícola, se dieron de manera diferente en el Nuevo y el Viejo Mundo, debido a que en cada uno existían distintas especies de plantas y animales, después de la destrucción de la caza mayor. Posteriormente se produce el advenimiento de la domesticación tanto de animales como de plantas, evento que se considera el más importante proceso conservador de

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todos los tiempos. Ambas domesticaciones formaron parte de una intensificación regional generalizada que sentó las bases para la aparición de un nuevo modo de producción. A partir del Neolítico el hombre fue descubriendo técnicas nuevas tales como la agricultura, la domesticación de animales, la cerámica, el tejido y la rueda entre otros. Se pasa entonces de una economía de apropiación (caza y recolección), a una economía de producción. Las consecuencias más importantes acarreadas por el cambio mencionado son: aumento de la población (a mejor alimentación mayor población), se pasó de una sociedad nómada a una sedentaria. Las labores de cazar, recolectar y de cultivar se realizaban de forma colectiva lo que hizo que la propiedad de la tierra fuese también común, pero nunca fueron comunes utensilios como hachas, arcos y adornos. En los clanes del neolítico no existía la herencia, por lo que al morir un miembro del mismo sus bienes pasaban a ser propiedad del clan. En esta época se consolida la división del trabajo por sexo de tal manera que los hombres se dedican a la caza y a la cría de animales y las mujeres a la agricultura, la alfarería, la recolección y los oficios domésticos. En esta sociedad había preponderancia de la mujer. La aparición de la agricultura produce un gran cambio económico y los grupos humanos reforman su estilo de vida y a su vez las sociedades se vuelven más complejas y se diversifican.

2.2. LA AGRICULTURA EN COLOMBIA La agricultura en Colombia se remonta a la época precolombina. Malambo3 es indicativo de una cultura de agricultores, la primera en Colombia por su cronología. Estudios realizados con el carbono 14, dan como resultado unos 1120 años antes de Cristo. Se cultivaba posiblemente la yuca brava, que es una planta propia de la región Colombo - Venezolana4, con la cual se hacía cazabe o arepas con la harina de la yuca. La tierra no tenía ningún valor, solo en cuanto al uso que hacían las familias en comunidad. No había propiedad privada sobre ella. Las culturas más avanzadas de nuestra prehistoria fueron la TAIRONA, en la Sierra Nevada de Santa Marta y la MUISCA en las tierras de Boyacá, Cundinamarca y 3

Ubicado en la Costa Atlántica Colombiana. FALS Borda, Orlando. 1982. “Historia de la cuestión Agraria en Colombia”. Carlos Valencia Editores. Bogotá Colombia. 4

Santander del Sur. Poseían un alto desarrollo agrícola y cultivaban mediante el sistema de terrazas; también tenían sistemas de riego para mejorar la producción. Antes de la llegada de los conquistadores, la mayoría de las tribus indígenas que existían, además de la caza y la pesca, tenían como una de sus principales actividades, la agricultura. Los Chibchas por ejemplo cultivaban esencialmente el maíz5, papa6 , hibias, arracacha, rubas, habas, achiote y ají. Los Caribes sembraban grandes extensiones de fríjoles, maíz, tomate, calabaza, ahuyama, yuca, zarzaparrilla, ipecacuana, seje, y plantas industriales como el algodón, el fique, el ramio, etc. El cacao se encuentra por esta época en gran cantidad en estado silvestre, al igual que el añil y otros productos principalmente en la Orinoquia, Amazonía y parte del Vichada; el cocotero era cultivado por algunos indígenas del Chocó, popularizándose y extendiéndose por todas las tierras cálidas de la nación. También eran conocidas la quina y el tabaco, todos estos productos originarios de América del Sur. Las herramientas de trabajo eran de madera y piedra; poseían picas, hachas, ganchos, etc. Si bien es cierto que ya se cultivaban bastantes productos, estos se hacían básicamente como actividad agrícola.

2.3. ELEMENTOS INICIALES DE TECNIFICACIÓN Las tribus indígenas estaban acostumbradas al trabajo comunal en el cual solo se empleaba la energía humana, la macana y la piedra. La introducción de la tracción animal (caballo), el hierro y la rueda por los españoles, sirvió para incrementar la producción; además, con el arado y las nuevas técnicas de preparación de tierras, aumentó la producción por fanegada, plaza, cuadra o cabuya7 .

2.4 ORIGEN DE LA PROPIEDAD DE LA TIERRA. La llegada de los españoles a América impone un concepto nuevo en cuanto a la propiedad y explotación de la tierra8 . La propiedad sobre ésta pasó a los Reyes, quienes se declararon dueños de todo lo descubierto, argumentando principios religiosos, por lo que le pidieron al Papa Alejandro VI que en nombre de Dios y de la Iglesia reconociera la legalidad de la ocupación del nuevo mundo. El Papa les reconoció en 1493 dicha propiedad y expidió la bula llamada Intercaetera. Sin embargo, en la práctica, los reyes debieron compartir el dominio con diferentes personas o entidades de la época a saber:

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Principalmente alimento del pueblo indígena. Oriunda del Valle de las Totumas, en la antigua provincia de Vélez; descubierta en 1537 por los soldados de Quezada. 7 Medidas agrarias de la época, algunas de las cuales aún se usan hoy en día. 8 El sistema socioeconómico que imperaba en Europa era el feudal, en el que el poder estaba muy representado en el dominio y propiedad de la tierra y en la sujeción del hombre a ella. 6

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• Los conquistadores con quienes firmaron las CAPITULACIONES que les permitían a aquellos, repartir tierras de pan-coger, huertos y solares entre sus compañeros de campaña. • Los visitadores o representantes personales de los reyes. • Cabildos de blancos (españoles), origen de los poblados de los nuevos dominios. • Las Reales Audiencias, que eran consejos formados por altos funcionarios oficiales. Las concesiones dadas a estas personas o entidades se denominaron MERCEDES DE TIERRAS, las cuales se constituyen en el origen legal de la propiedad de la tierra en Colombia y también del actual LATIFUNDIO. En un comienzo la tierra no fue tan importante para los recién llegados como fue la explotación de la mano de obra indígena. El valor de la tierra era muy bajo si no se contaba con la mano de obra indígena para cultivarla.

2.5 INSTITUCIONES SOCIOECONÓMICAS Las estructuras económicas de un país colonial tienen sus raíces tanto en peculiaridades propias del país dominado, como en características específicas de la potencia dominante. En España el sistema reinante era el régimen feudal basado en el dominio y tenencia de la tierra y en la sujeción del hombre a ella. A medida que la colonia fue avanzando, el problema de abastecimiento de los españoles se empezó a manifestar. Por ello los españoles crearon ciertas instituciones que facilitaron la dominación de los indios y la apropiación de la tierra.

2.5.1. Las Capitulaciones Eran contratos entre la Corona Española y un conquistador según las cuales este era recompensado con grandes extensiones de tierra, adquiría poder sobre yacimientos de minerales, podía distribuir las tierras conquistadas entre sus compañeros de expedición y repartir en encomiendas los indígenas de la región. La propiedad sobre la tierra se adquiría después de residir en ella durante cinco años. Aunque en muchas capitulaciones se hacía constar que los repartimientos de tierras no debían efectuarse si perjudicaban a los indígenas, esta norma no se cumplía.

2.5.2. El Repartimiento Fue muy común en los primeros años de la conquista y consistía en la distribución de los indígenas de una región entre los conquistadores, obligándolos a realizar trabajos forzados en minas, cultivar la tierra, cuidar el ganado, construir y arreglar caminos, etc., teniendo como retribución un modesto salario. Esta institución trató de proteger al indígena y por ello se estableció la intervención de un fiscal que vigilaría las adjudicaciones y evitaría que las tierras de los indígenas quedaran comprendidas entre ellas. Al comienzo los indígenas fueron repartidos temporalmente, luego renovados por períodos y por último el repartimiento se hizo hereditario. El repartimiento se constituyó en el origen de la Encomienda.

2.5.3 La Encomienda Su fundamento está en las bulas alejandrinas, mediante las cuales los Reyes Católicos tenían la obligación de llevar la fé cristiana a los indígenas. Por lo tanto la encomienda encargó a un cristiano la propagación de la fé a los indios conquistados. Se creó en 1506 y fue una institución que no daba la propiedad sobre el indio, ni sobre la tierra, ni sobre sus bienes; solo implicaba un pago de tributos para el encomendero. Siempre fueron temporales pues no tenían carácter de adjudicación a los encomenderos. La encomienda tenía una finalidad primordialmente tributaria y fue importante durante los siglos XVI y XVII.

2.5.4 Los Resguardos Se crean en la época de Andrés Díaz Venero de Leyva, con una finalidad tributaria para la corona. Se proponía reunir a los indios mediante la asignación de terrenos de cultivo, dentro de los cuales estos debían producir los bienes necesarios para su subsistencia, con las tradiciones y formas de vida que tenían antes de la conquista9 . Si bien la propiedad de la tierra era colectiva, no necesariamente lo era su forma de explotación. La propiedad recaía en cabeza del cacique, como representante de todo el conglomerado, pero el derecho era colectivo. Las tierras del resguardo eran trabajadas en parcelas individuales o familiares, en una especie de usufructo del beneficiario sobre una porción del bien común. Igualmente ciertos lotes del resguardo eran laborados por toda la comunidad y el producto obtenido se destinaba al pago de las obligaciones que pesaban sobre el grupo, como el pago de gastos de cabildo o el sostenimiento del cura encomendero. 9

RAMÓN, Justo. 1963 “Historia de Colombia”. Editorial Estrella. Bogotá - Colombia.

15 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

Los resguardos fueron combatidos, incluso por los mismos generales del ejército libertador quienes después del Congreso de Cúcuta, decidieron desalojar a los indígenas de estos, para convertirse en dueños absolutos de las parcelas que resultaban de los repartos. Años más tarde el Estado volvió a adjudicar tierras de resguardo y aplicó una política parcelaria que persiste hasta nuestros días. De esta forma nace una gran parte del MINIFUNDIO colombiano.

2.5.5. La Mita Era una institución de origen indígena que fue adoptada por los españoles y por la cual los indios, incluyendo los de las encomiendas, debían trabajar durante un determinado tiempo, por turnos y con salarios controlados por la autoridad, en provecho de los españoles. La mita podía ser agrícola, minera e industrial u obraje y era un régimen de trabajo forzoso. La duración de la mita para el servicio doméstico se fijó en quince días, la pastoril en tres o cuatro meses y la mita minera tenía la duración de 10 meses al año. Los indígenas que eran sometidos a este trabajo obligatorio recibían el nombre de Mitayos. Esta institución contribuyó a la desintegración de los resguardos indígenas y a la apropiación de las tierras por parte de los terratenientes. La mita minera trajo como consecuencia una severa disminución de la población indígena local, por lo que los españoles debieron recurrir a la importación de esclavos desde África. La Corona tuvo con la mita la intención de suministrar mano de obra a las diversas actividades económicas. Con esta imposición la masa indígena junto con los esclavos africanos, fueron forzados a llevar el peso del trabajo en la sociedad colonial.

2.5.6. Los Ejidos. El ejido era una institución típica de la sociedad feudal europea y estaban constituidos por tierras que pertenecían en forma comunal a los vecinos de una población, para que se beneficiaran de ellas pastando ganados, sacando leña, etc. Por lo general eran tierras que circundaban a las poblaciones, pero en ocasiones quedaban alejadas de ellas. Tan pronto se inició la conquista y colonización de América, los monarcas españoles dispusieron por la Real Cédula del 29 de Mayo de 1.525 que: “en cada nueva población se debían dejar terrenos suficientes para solares de los vecinos y ejidos en los que pudieran pastar ganados y una provisión de tierras que consultara las necesidades de crecimiento futuro”.

Como los ejidos estaban ubicados cerca de las poblaciones, se valorizaron y tentaron la codicia de los terratenientes, los cuales procedieron a correr cercas y a agrandar sus propiedades a consta de los terrenos comunales.

2.5.7. La Hacienda Fue la unidad básica de la agricultura neogranadina del siglo XVIII. La hacienda se desarrolló suficientemente durante este siglo pues contó con un adecuado abastecimiento de mano de obra. Se inició como relación de explotación y subordinación y pasó por diversas formas de producción hasta llegar a ser cobijada por relaciones de producción capitalista. A partir de 1600, los terratenientes criollos pudieron explotar en forma restringida a los mitayos y en forma más amplia a los esclavos. Ya en las postrimerías del mismo siglo captaron parte de los indígenas de los resguardos y los convirtieron en trabajadores residentes. También fueron contratados como arrendatarios algunos colonos españoles pobres. Se destacaron principalmente las haciendas administradas por la comunidad de los jesuitas, quienes con sus misiones lograron hacerse a grandes posesiones, no solo de tierras sino también de ganados, agricultura y otros bienes como la explotación manufacturera de textiles. La actividad de las haciendas fue especialmente ganadera y la mayor inversión en estas estaba representada por el ganado, en las de caña por el trapiche, las plantaciones y los esclavos y en las de cacao por el número de árboles plantados. En las haciendas esclavistas más del 50% de la inversión la constituían los esclavos. Las principales herramientas usadas eran machetes, azadas, barras y cavadores. Solo en las haciendas de caña productoras de miel, panela y azúcar, los trapiches y los fondos para la elaboración de la miel, representaban inversiones de alguna consideración10

2.6 ORIGEN DEL CAMPESINADO COLOMBIANO Un amplio sector del campesinado de Boyacá y Cundinamarca tiene su origen en la disolución de muchos resguardos, que cayeron en manos de pequeños propietarios quienes los dividieron en parcelas separadas, las cuales se dedicaron al cultivo de cereales, papa y pasturas en forma rotativa. El campesino colombiano tiene su origen en la sociedad indígena, la cual después de la conquista tomó diferentes cursos con una parte que permaneció libre, otra que se organizó en resguardos y otra que se fijó a 10 ARRUBLA, Mario. 1975.”Estudio Sobre el Subdesarrollo Colombiano”. Editorial Libros de Carreta. Medellín - Colombia.

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la hacienda. Después se añaden los esclavos que se trajeron provenientes de África, muchos de los cuales se liberan y establecen comunidades propias y palenques. Finalmente se añaden grupos de labradores pobres provenientes de España, o Mestizos y blancos que practicaban el arrendamiento o la aparcería. Los tres grupos: indígena, negro y blanco que al principio estaban separados física y geográficamente, se fueron juntando para formar el campesinado colombiano11 .

2.7 PRIMERAS MANIFESTACIONES DE DESARROLLO AGRÍCOLA A la agricultura indígena se introducen como primeras innovaciones el cultivo del trigo, la cebada y las semillas de hortalizas. Sin embargo, la presión que ejercieron los españoles sobre los indígenas para que se agruparan y cultivaran cereales fue rechazada por estos, al igual que el cambio del palo de cavar por el arado. También se hizo difícil concentrar a los indígenas y forzarlos al cultivo de la misma parcela, pues como había suficiente tierra, ellos no la defendieron sino que prefirieron desplazarse hacia otros lugares. El uso de los animales de tiro en la agricultura es casi nulo, aún en las estancias españolas. Al caballo se le utilizó más como medio de transporte pues necesitaba de implementos muy livianos que los españoles no tenían. Al cruzar la yegua con el asno se obtuvo la mula que reemplazó a los cargadores humanos. La tecnología española fue implementada en algún grado. Con el azadón metálico se consiguió un deshierbe más rápido y eficaz, una siembra más profunda y con menor cantidad de semilla. El uso del hacha y el machete facilitaron la tala y el despeje de rastrojos. La hoz y el machete permitieron aligerar el corte de los cereales y la caña de azúcar.

2.7.1. Política Agraria de la Colonia Durante la colonia, la iglesia fue la institución que más riqueza acumuló tanto en bienes urbanos como rurales12 . Se destacan los Jesuitas quienes tenían grandes riquezas invertidas especialmente en tierras (misiones, haciendas y colegios). Fueron 11

BEJARANO, Jesús A. 1985. “Economía y Poder, la SAC y el desarrollo Agropecuario Colombiano 1871 - 1984”. Fondo Editorial CEREC. Bogotá - Colombia. 12 LIEVANO, Aguirre Indalecio. 1982. “Los Grandes Conflictos Sociales y Económicos de Nuestra Historia”. Ediciones Nueva Prensa. Bogotá - Colombia.

innovadores pues no utilizaron la fuerza para obtener el trabajo de los indígenas, sino que los iniciaron en prácticas agrícolas de cultivos en común, destinando una parte de lo producido para las necesidades de la colectividad. Posteriormente dividieron la tierra trabajada en dos secciones: “El campo de Dios”, labrado en común, y “El campo del Hombre”, dividido en parcelas, con trabajo común y no negociable. Las misiones jesuitas tuvieron su máximo desarrollo en los Llanos Orientales donde produjeron a gran escala bienes manufacturados y agropecuarios. El comercio desarrollado por España con sus colonias tuvo como base el monopolio. Se exportaba cacao, algodón, añil, quina y azúcar. El comercio interior fue muy bajo ya que estaba casi prohibido y solo se destaca el comercio de azúcar, ganado y sal de Zipaquirá. Los principales impuestos al sector agrícola en la colonia fueron13 : • El almojarifazgo, avería o derecho de aduana que gravaba a todos los productos que entraban o salían de las colonias. Hasta 1.543 el impuesto de importación fue del 7.5%, que luego se redujo al 5%. • La Alcabala o “impuesto sobre las ventas” de productos agrícolas y otros. • La Armada de Barlovento que era el impuesto sobre todos los artículos de primera necesidad. Se estableció a comienzos del siglo XVII para crear una armada que defendiera los puertos del Caribe de los ataques de piratas franceses e ingleses • El estanco o impuesto sobre el tabaco y el añil. El estado era el único comprador y vendedor. La utilidad la obtenía de la diferencia entre el precio de compra y venta. • El Diezmo, cedido por la iglesia al Estado a cambio de sostener el culto y dotar a los templos, gravaba los productos vegetales y la cría de ganado. La agricultura estaba atrasada pues las técnicas rudimentarias de producción no permitían obtener excedentes suficientes para la exportación o el intercambio regional. El cultivo de los productos agrícolas predominó en la hacienda señorial muy arraigada en los territorios de la Sabana de Bogotá, Boyacá y Valle del Cauca. La política sobre tierras del gobierno colonial fue poco coherente. Las tierras costeras o de los valles interandinos fueron regiones de grandes latifundios. En la costa Atlántica, provincias de Santa Marta, Cartagena y Valledupar fueron frecuentes haciendas de diez, veinte y hasta cincuenta mil hectáreas (31). Sin embargo, aunque predominó la gran hacienda, también se manifestó la pequeña y mediana propiedad en regiones como la Provincia del Socorro, Pasto y la provincia de Antioquia.

13

TIRADO Mejía, Álvaro. 1993. “Introducción a la Historia Económica de Colombia”. Editorial El Ancora. Bogotá - Colombia.

19 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

2.8 LA AGRICULTURA COLOMBIANA EN LOS SIGLOS XIX Y XX Debido al crecimiento de la demanda en los centros urbanos y mineros y de los mercados intercoloniales por la vía del contrabando, la agricultura había vivido un período de expansión hacia fines del siglo XVIII. En la época de la Independencia la situación de la tenencia de tierras en la Nueva Granada, era de ganadería extensiva y algunas plantaciones en la Costa Atlántica, pequeñas unidades agrícolas en Santander con cultivos de tabaco y caña, formación de resguardos en Cundinamarca y Boyacá y grandes extensiones territoriales en el Valle del Cauca con cultivos de caña y con ganado. En los Llanos Orientales predominaban las grandes extensiones ganaderas. En conclusión existía una fuerte concentración territorial en manos de una reducida oligarquía. El proceso de independencia que no pudo ser pacífico sino violento, acabó con muchos de los anhelos de los empresarios vinculados con la agricultura y la ganadería que inicialmente simpatizaban con él. Como la independencia se convirtió en una guerra civil, luego en una guerra de liberación, arruinó las vidas y bienes de empresarios coloniales. Las guerras se desarrollaron en el campo y encontraron en las haciendas la fuente de alimentos, reclutas y semovientes14 . Por ello muchas haciendas entraron en decadencia bien porque estaban ubicadas en regiones de guerra permanente o porque sus dueños dejaron el país. Sin embargo, la guerra de la independencia motivó algunos cambios en la propiedad y aceleró el proceso de concentración de la tierra pues muchos propietarios fueron arrojados y perdieron su dominio sobre la tierra que pasó a manos de militares republicanos o de algunos terratenientes como parte de pago por su colaboración con la causa emancipadora. A mediados de 1850 las estructuras coloniales fueron golpeadas fuertemente al ser liquidados impuestos como el diezmo y los censos, al igual que la abolición de la esclavitud. Los bienes eclesiásticos pasaron al mercado abierto de tierras mediante decreto de Tomás Cipriano de Mosquera en 1861; estas tierras fueron rematadas públicamente. A pesar de todo los acontecimientos de medio siglo no modificaron las estructuras agrarias, pues el latifundio en Colombia subsistió y se fortificó (15). Al comenzar el siglo XX la población colombiana ascendía a unos cuatro millones de habitantes, de los cuales el 85% correspondía a población campesina. No existían estratos medios fuertes, pues solo una minoría era la dueña de los factores de 14

OCAMPO, José Antonio. 1987. “Historia Económica de Colombia”. Editorial Siglo XXI. Bogotá - Colombia.

producción y tenía además el poder político. Existían aproximadamente 3200 propietarios de grandes haciendas en las que vivían campesinos que ocupaban pequeñas parcelas en calidad de arrendatarios o de peones, en precarias condiciones de vida. Las técnicas para la explotación agrícola eran muy rudimentarias y solo los cultivos de café presentaban algún avance.

2.8.1. La Colonización Antioqueña Fue quizá uno de los hechos más importantes a nivel económico y social en la historia colombiana. Tuvo apogeo en el siglo XIX y las condiciones sociales, geográficas y económicas de Antioquia influyeron notablemente. Las tierras habitadas eran escarpadas y estériles, además que la propiedad estaba concentrada en unos pocos y el número de habitantes crecía. La baja en la extracción del oro que era el principal artículo producido agudizó la crisis, por lo que los campesinos del oriente antioqueño no tuvieron más opción que emigrar en busca de la subsistencia. Pero los colonizadores en algunos casos tuvieron que enfrentarse por la fuerza al hecho de la concentración territorial en la zona, pues aunque existían grandes extensiones selváticas, la mayoría de ellas estaban en poder de unos pocos terratenientes que impedían su colonización apoyándose en cédulas reales o documentos públicos que acreditaban su propiedad. Las formas en que se produjo la colonización antioqueña fueron distintas según los territorios y las personas que las llevaron a cabo: • Ocupación forzosa de los terrenos titulados a los terratenientes. En estos casos los colonos se enfrentaron por la fuerza a los dueños legales. • Colonización dirigida por personas adineradas que negociaban con bonos agrarios de deuda pública y concedían parcelas a los colonos a cambio de que tumbaran gratuitamente la selva. • Colonización planificada por el gobierno y dirigida a los territorios baldíos de la nación, los cuales eran entregados por el estado a los colonos. Con la colonización antioqueña gran parte de los territorios del Occidente Colombiana, aislados y sin explotar durante la Colonia, se integraron a la economía nacional. Se fundaron más de 100 poblaciones entre las que se cuentan algunas de las más importantes de la actualidad. Apareció una sociedad democrática de campesinos medios dedicados al cultivo del café, lo que aumentó considerablemente su poder adquisitivo y elevó su nivel de vida, al no permitir que surgieran grandes masas de asalariados como sucedió en el resto del país15. Simultáneamente se produjo una gran ampliación de las vías de comunicación para conectar los nuevos poblados entre sí y con la región del mar y el Río Magdalena por medio de caminos y ferrocarriles.

15

Tirado M. Álvaro. 1974

21 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

La actividad económica de los colonos se centró inicialmente en la producción agrícola de subsistencia con cultivos como maíz, yuca, plátano y papa, así como la cría de gallinas y cerdos; sin embargo se generó algún excedente para vender en los mercados rurales y hasta finales del siglo el abastecimiento de productos agrícolas para los centros urbanos dependió de los pequeños propietarios (39). La gran economía cafetera iniciada por los colonos, una vez establecidos en las fértiles tierras del sur de Antioquia, aportó las bases para el desarrollo industrial del país y en todo el occidente colombiano, que adquirió desde ese momento, preponderancia económica sobre el resto del país.

2.8.2. Expansión Cafetera El aspecto de mayor impacto en las dos primeras décadas del siglo XX fue la expansión de la economía cafetera, sustentada no en la gran hacienda como había ocurrido en los Santanderes, Cundinamarca y algunas zonas de Antioquia a fines del siglo XIX, sino en la pequeña producción parcelaria del occidente del país. El café no se plantó inmediatamente después de colonizadas las tierras, ya que primero se cultivaron maíz y pastos debido a que los colonos no poseían capital y debían sembrar productos de rápida cosecha. Una vez conocidos los terrenos procedieron al cultivo del café. El surgimiento de este cultivo se debió a su comercialización mundial, lo que acarreó el surgimiento de un gran número de pequeños propietarios, trabajadores de sus mismas parcelas, diferente a lo ocurrido con otros productos industriales como la quina, el tabaco y el añil que habían sido explotados por los grandes terratenientes. La producción parcelaria de occidente introdujo en la economía exportadora nacional un mayor impacto del café sobre el mercado interno de bienes agrícolas e industriales y una separación de los procesos de producción y comercialización del grano, lo cual le dio mayor resistencia a las fluctuaciones de los precios internacionales del grano y le imprimió una mayor estabilidad a la economía nacional. En julio de 1927 se crea la FEDERACIÓN NACIONAL DE CAFETEROS DE COLOMBIA, entidad encargada de todo lo relacionado con el cultivo, exportación y tecnificación del mismo.

2.8.3. Desarrollo Agropecuario del País Quizá las transformaciones más notables en la agricultura en los dos primeros decenios del siglo XX (a excepción naturalmente del café) fueron las relacionadas con

la expansión de cultivos que, como la caña de azúcar, el algodón y el arroz, experimentaron algunas transformaciones técnicas; también el trigo que se benefició de políticas proteccionistas y por supuesto, el notable desarrollo ganadero cuya expansión se hizo posible al amparo de las concesiones de tierras públicas. Aunque las técnicas agrícolas poco se modificaron durante los primeros 25 años del siglo XX (después de 1927 se desarrolló con más amplitud el uso de maquinaria y técnicas agronómicas, aparte de las innovaciones introducidas en la caña de azúcar), es necesario tener en cuenta que la maquinaria requerida por las actividades cafeteras impulsó también la fabricación de rastrillo, palas, azadones de hierro, trilladoras, segadoras, despulpadoras, etc., y que la mejoría del sistema de transporte hizo más accesible la importación de máquinas e incluso, de fertilizantes. Los adelantos fueron el resultado de la ampliación del mercado, de la apertura de las vías de comunicación y de la infraestructura cafetera, pero a ellos contribuyeron también los estímulos gubernamentales. A pesar de los modestos progresos cuantitativos de la producción agrícola, la ganadería continuaba acentuando su papel en el uso de la tierra disponible. Todavía en 1934, el 43% del área utilizada eran tierras en pastos, mientras que las cultivadas apenas representaban el 2.4%; el resto se destinaba a bosques. Aunque las tierras dedicadas al ganado eran veinte veces las de la agricultura, los rendimientos no eran, por supuesto equivalentes. La ganadería era extensiva, con muy baja densidad poblacional, escaso peso y alta mortalidad. Salvo la introducción de algunas variedades de pastos y el establecimiento de unas cuantas de ellas cubiertas de alfalfa, carretón y trébol en Boyacá y la Sabana de Bogotá, además de una que otra importación de ejemplares de razas puras para iniciar cruces con ganado criollo, el desarrollo ganadero no ostentó ningún cambio técnico de significación16 De otra parte, en 1933 el estado impulsa el crédito agrario creando la Caja de Crédito Agrario Industrial y Minero y en 1947 el Instituto Nacional de Abastecimiento-INA, que posteriormente se transformó en el también desaparecido Instituto de Mercadeo Agropecuario -IDEMA. En el año de 1947 se establece el Ministerio de Agricultura. En 1953 bajo la iniciativa de la Federación Nacional de Cafeteros y propuesta de la Asociación de Exportadores de Café, surge el BANCO CAFETERO, creado en el Valle del Cauca, el cual funcionaba con una doble estructura: una de fomento y otra financiera; ofreciendo a los caficultores fondos para la compra de la cosecha y préstamos para todo lo que se relaciona con el mejoramiento del cultivo del grano. A partir de 1991, el Banco Cafetero pasó a ser una sociedad de economía mixta en lugar de una empresa comercial e industrial del estado y recientemente fue vendido por el Estado e incorporado al Banco Davivienda. Similares procesos de privatización sufrió el Banco Ganadero, así como la Caja Agraria que fue liquidada, creándose en su reemplazo el Banco Agrario pero con funciones y metas muy diferentes.

16

MC Greevey, William. 1989. “Historia Económica de Colombia 1845-1930”. Tercer Mundo

23 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

2.8.4. Reforma Agraria A través de la historia y desde la época de la Colonia en el país se ha mencionado y tratado varias veces el tema de la Reforma Agraria. Así se ha llamado a los diferentes intentos por modificar la estructura de tenencia de las tierras. Ya desde el año de 1.591 se vio la necesidad de efectuar una Reforma Agraria en el Nuevo Reino de Granada, la cual aspiraba a provocar una revisión general de los títulos de propiedad de las tierras localizadas en el área en donde se asentaban los centros de consumo y se habían abierto las vías de comunicación, pues aquellas habían sido apropiadas rápidamente por los conquistadores y encomenderos, de tal manera que los nuevos pobladores estaban condenados a localizarse en regiones no solamente salvajes sino faltas de todo valor, por su aislamiento de los centros donde se desarrollaba la vida económica del reino. Partiendo del reconocimiento de estos hechos, el Rey Felipe II dictó el 1° de Noviembre de 1.591 la famosa “Cédula de El Pardo”, con la que pretendió darle solución a esta situación. Las primeras manifestaciones de reforma agraria en el siglo XX, datan de 1936 cuando se promulga la ley 200, conocida como la “LEY DE TIERRAS”, que en su principal artículo prohibía la propiedad de tierra de una extensión superior a 300 hectáreas, en caso que permanecieran incultas por más de 10 años. Sin embargo ésta fue una medida reformista que tomó un sector del partido liberal buscando tratar de amortiguar las crecientes luchas de clases que estaban dando en el campo, aumentar la productividad y encontrar formas de acreditación de la propiedad de la tierra para los que la tenían. Pero esta ley provocó una gran reacción por parte de los terratenientes, los cuales se dedicaron a desalojar a los campesinos de sus dominios, lo cual empeoró la situación. Ante esta agudización de la crisis se promulgó la ley 100 de 1944 que echó atrás la ley 200. La ley 100 de 1944 sancionada por el presidente López Pumarejo con el objeto de dar seguridad a los terratenientes reglamentó el contrato de aparcería y amplió el término de extinción del dominio de los predios incultos. En la década de los 50 y principios de los 60, Colombia vivió un período crítico de violencia. En 1959 se inicia la revolución cubana y sus secuelas se riegan por todo el continente Latinoamericano. Para evitar que suceda en otros países lo que sucedió en Cuba, Estados Unidos convocó a una reunión de presidentes en Punta del Este (Uruguay) en donde se acordó:

• Promover reformas agrarias que atendieran de alguna manera el descontento campesino y aumentara su capacidad de compra. • Asociar capitales nacionales y extranjeros para invertir en sectores industriales, agrario y minero. • Implementar y poner en funcionamiento la llamada “Alianza para el progreso”. En Colombia la medida se empieza a implementar en aquellas regiones más azotadas por la violencia como el Tolima. Existía sin embargo en interés adicional al implementar estas medidas y era la promesa hecha por los Estados Unidos de Norte América, de repartir 20.000 millones de dólares en Latinoamérica como ayuda para frenar los ecos revolucionarios del proceso cubano. El 13 de Diciembre de 1961 se sancionó la ley 135 sobre reforma agraria reglamentada por el decreto 3177 del 16 de Diciembre de 1961. La Reforma Agraria como estaba concebida, buscaba modificar el sistema de tenencia de tierra distribuyéndola cuando fuese preciso. El nuevo sistema supuestamente trató de eliminar los latifundios, en especial los no productivos. Para la realización de estos propósitos, la misma ley 135 creó el Instituto Colombiano de la Reforma Agraria- INCORA (hoy desaparecido y cuyas funciones en parte fueron asumidas por el INCODER), como una entidad dotada de personería jurídica, autonomía administrativa y patrimonio propio. En ese momento la concentración de la propiedad territorial era significativa pues el 10% de los propietarios poseían el 81% de las tierras, mientras el 50% poseía únicamente el 2.5%. El censo de 1970 mostraría resultados similares. Durante el gobierno de Carlos Lleras Restrepo la reforma agraria se orientó a propiciar la pequeña y mediana propiedad mediante la adjudicación de predios a aparceros y arrendatarios. Pero el impacto fue muy reducido porque entre 1968 y 1975 se otorgaron solo 2400 predios entre 76000 aparceros y arrendatarios inscritos para beneficiarse con esa ley. Por otra parte, a raíz de los altibajos de los precios del café en el exterior, los principales grupos económicos empezaron a hablar de diversificación de exportaciones. El estado les respondió con distritos de riego (del INCORA), creando el Fondo de Exportaciones y el Certificado de Abono Tributario (CAT), con los cuales se subsidió a los empresarios del campo que quisieran abrir renglones y en algunos otros se requirió la adopción de tecnologías altamente exigentes en insumos tales como semillas mejoradas, agroquímicos y maquinaria e infraestructura para la preparación y adecuación de tierras pero muy ahorrativas en el uso de mano de obra, provenientes de países desarrollados. A estas prácticas se les denominó la “Revolución Verde”. Uno de los primeros renglones beneficiarios de esta reforma fue el azúcar, luego se añadieron el algodón, el ganado, las flores, el banano, las maderas, etc. La proporción

25 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

de estas exportaciones menores de la revolución verde subió casi el 12% en 1960 y el 40% en 1970. La última introducción técnica importante efectuada por los empresarios del campo fue la aspersión aérea, básicamente en las haciendas ubicadas en piso térmico cálido, que complementó la mecanización y facilitó la producción de cultivos comerciales como: algodón, sorgo, soya y arroz en grandes extensiones. El capital agrario se hizo presente también para aprovecharse de los ciclos de mercadeo y producción de plantas, como fue el caso de la papa para el cual los empresarios colombianos hicieron construir 130 silos en Chocontá (Cundinamarca), los cuales se convirtieron en uno de los mayores fracasos conocidos hasta la fecha para el almacenamiento de productos frescos, debido a la falta de estudios técnicos serios y a la improvisación con que se efectuó su construcción.

2.8.5. Importancia Económica del Sector Agropecuario El sector agrario desempeña un papel tan importante en el aspecto económico y social del país que se hace indispensable optar por una política agraria que asegure un buen desarrollo en este sector y otras actividades económicas relacionadas con la agricultura. Es de notar que el sector agropecuario no cuenta con los estímulos suficientes, como los que reciben otros sectores, con esto se descuida el desarrollo de la producción agrícola que presenta uno de los potenciales más grandes del país. A pesar de una serie de limitaciones que ocasionan un relativo estancamiento de la agricultura se puede anotar que el 30% del producto interno bruto tiene su origen en el campo, cerca de 80% del valor agregado proviene de los productos agropecuarios diferentes del café, el 55% de los alimentos de consumo directo y este mismo sector es el que proporciona algo más del 50% de la materia prima que se utiliza en la industria17 . Con el paso del tiempo se fueron creando instituciones del sector público y privado dedicadas al impulso y mejoramiento de la producción agropecuaria del país, algunas de las cuales han sido eliminadas debido a la reestructuración y disminución que ha sufrido el tamaño del Estado, en cumplimiento de los criterios y parámetros del modelo económico neoliberal imperante en el país: ICA: INCORA: 17

Instituto Colombiano Agropecuario. Instituto Colombiano de la Reforma Agraria.

MORTIMER, Marañón. 1986. “Geografía Económica de Colombia”. Editorial Norma. Bogotá - Colombia.

CAJA AGRARIA: Caja de Crédito Agrario, Industrial y Minero. ADIMCE: Asociación de Industriales Manufactureros de Cereales. FENALCE: Federación Nacional de Cerealistas. CORAL: Corporación Algodonera del Litoral. CORPOICA: Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria FEDERACION NACIONAL DE CAFETEROS DE COLOMBIA. MINISTERIO DE AGRICULTURA Y DESARROLLO RURAL INAT: Instituto Nacional de Adecuación de Tierras INDERENA: Instituto Colombiano para la Defensa de los Recursos Naturales Renovables. INCODER: Instituto Colombiano de Desarrollo Rural FEDEARROZ: Federación Nacional de Arroceros. FEDECACAO: Federación Nacional de Cacaoteros. SAC. Sociedad de Agricultores de Colombia. CONPES: Consejo Nacional de Política Económica y Social. ACUANAL: Asociación Nacional de Acuicultores de Colombia. CONALGODON: Confederación Colombiana del Algodón. FEDERALGODON: Federación Nacional de Algodoneros FEDEPALMA: Federación Nacional de Cultivadores de Palma de Aceite FENAVI: Federación Nacional de Avicultores de Colombia ASOCAÑA: Asociación de Cultivadores de Caña de Azúcar AUGURA: Asociación de Bananeros de Colombia BANCO AGRARIO Banco que substituyó a la Caja de Crédito Agrario, Industrial y Minero

2.8.6. Características de la Agricultura Colombiana. La agricultura desarrollada en el país, es influenciada directamente por la tenencia de tierras así como por la implementación tecnológica que pueda efectuarse debido a factores económicos y sociales, encontrándose entonces dos modalidades: Agricultura Moderna: Cuyas extensiones son superiores a 20 hectáreas, ocupa el 88% de la superficie total disponible para la producción agropecuaria y aporta el 55% del total de dicha producción al país. Agricultura Tradicional: Se considera a la actividad desarrollada en una extensión menor a las 10 ha.; ocupa tan solo el 12% de la superficie total disponible y aporta el 45% de la producción nacional agropecuaria. Los principales elementos característicos de cada uno de ellos se resumen en el siguiente cuadro:

27 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

CONCEPTO Tamaño predio Calidad Explotación Tenencia Ubicación

A. MODERNA Mediano - Grande Buena Indirecta Propiedad y Arrendamiento Valles

A. TRADICIONAL Minifundio y microfundio Regular - Mala Directa Propiedad Ladera

CAPITAL

Suficiente

Escaso

PATRIMONIO

Medio – Alto

Bajo

CREDITO

Suficiente

Escaso

MENTALIDAD

Empresarial

Tradicional

TECNOLOGIA USO

Intensiva y actualizada

Tradicional

ASISTENCIA Permanente (Obligatoria) Escasa (casi nula) TECNICA Cuadro 1. Características de la agricultura tradicional y moderna

2.8.6.1 Distribución de la propiedad de la tierra en Colombia En el año 200439, de acuerdo a estudio realizado por el Instituto Geográfico Agustín Codazzi y la Corporación de Investigación Agropecuaria-CORPOICA, el 0,4% de los propietarios (15.273), poseían el 61,2% del área predial rural registrada en el país, lo cual equivale a 47’147.680 de hectáreas, en extensiones que superan las 500 hectáreas. Entre tanto el 97% de los propietarios registrados en el Catastro (3,5 millones) poseían solo el 24,2% del área predial rural, lo cual equivale a 18’646.473 hectáreas. Estos predios están ubicados principalmente en regiones de reconocida alta fertilidad de suelos y cercanas a vías de comunicación y grandes centros de consumo De los predios rurales solo el 3,6% estaban dedicados a la agricultura, pues el 50,7% lo estaban a bosques, el 26% a pastos, 10% a vegetación de sabana, el 2,7%, cuerpos de agua, el 1,1% a matorrales y el 3,6% a otras coberturas. Según el estudio de la referencia, aproximadamente 36,34 millones de hectáreas de predios rurales del país eran explotados de manera equivocada, pues eran dedicados a actividades que no corresponden a su condición agroecológica. Esto significa que predios aptos para la agricultura competitiva están dedicados a ganadería y viceversa. Igualmente tierras con 39 Revista PORTAFOLIO. Economía Hoy. “En Colombia hay mucha tierra concentrada en pocas manos”. http://portafolio.com.co/port_secc_online/porta_econ_online/2004-03-19.

vocación agroforestal son utilizados en ganadería extensiva. Este uso equivocado de los suelos trae entre otros, problemas de abastecimiento de alimentos, inconformidad social, sobre- utilización de ecosistemas frágiles y en consecuencia la ampliación a costa de estos de la frontera agropecuaria. Dentro de las consecuencias, también se establece la disminución de la cantidad y calidad de los recursos hídricos, disminución de la productividad de las tierras, pérdida irremediable de la biodiversidad y aumento de las amenazas por inundaciones en las partes bajas de las cuencas.

El fenómeno de la concentración de la propiedad es una de las principales causas de la pobreza rural, el desplazamiento, el atraso del sector, la degradación de los recursos naturales y sobre todo del uso indebido de la tierra.

2.9

EL NUEVO MODELO

DE

DESARROLLO

Y EL

SECTOR

AGROPECUARIO Desde el año de 1984, en el país se tomaron decisiones encaminadas a modificar el modelo de desarrollo proteccionista 19 que había imperado en las tres últimas décadas, pues según el gobierno el modelo proteccionista había perdido legitimidad y no podría sobrevivir en un ambiente abierto y transparente de competencia. La decisión del cambio de modelo20 fue un fruto de la concertación gubernamental con los organismos internacionales. Con los gremios del país se discutió sobre la intensidad, gradualidad y manera de hacer la apertura, pero no se hizo sobre la conveniencia de ésta para el país. La nueva política pretendió un crecimiento económico sostenible basado en el equilibrio macro - económico, para lo cual se hacía imperativo el control de la inflación y del déficit fiscal, así como un equilibrio en la balanza en cuenta corriente. Paralelamente se buscó una apertura comercial en la cual se expone la economía a la competencia externa, se reduce progresivamente los aranceles y las restricciones cuantitativas a las exportaciones. Todo lo anterior se complementa con una serie de reformas que buscan la adecuación de la infraestructura para el comercio exterior (Puertos, Sistema Vial), readecuaciones institucionales (modernización del estado), cambios en la legislación laboral, en el estatuto cambiario y de comercio exterior y una reforma tributaria.

19 Este modelo se basa en un Estado intervencionista y un régimen de protección casi total a la industria nacional mediante la restricción a las importaciones. 20 El nuevo modelo del desarrollo ha sido definido en el documento CONPES DNP - 2465J de Febrero de 1990 denominado “Propuesta de la modernización de la economía” y en documento 2494 - DNP - SJ de Octubre/90 “Decisiones sobre el programa de apertura económica”.

29 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

La transformación de la economía perseguía en últimas, según el ex -presidente Cesar Gaviria “Incrementar más rápidamente la producción, elevar la calidad de vida, aumentar el nivel de empleo y hacer más equitativa la distribución del ingreso, todo ello de manera permanente ¨. El proceso de apertura y modernización de la economía con énfasis en la exposición de la economía a la competencia internacional, es un proceso que se está dando de manera irreversible en todos los países y que coincide para el caso de Colombia, con un proceso de cambio político y reforma del Estado. Primero se dieron los cambios económicos y después los políticos; se ha continuado con un proceso de modernización de los aparatos del Estado en lo tocante a sus normas, procedimientos, trámites, sistemas de control y tamaño de los mismos, lo que ha significado una drástica disminución del número de funcionarios que labora en cada uno de ellos, así como la fusión de algunas de las instituciones gubernamentales y la desaparición de otras.

2.9.1. La Apertura y el Sector Agropecuario21 El nuevo modelo de desarrollo en el que se encuentra inmerso tanto Colombia como la mayoría de los países Latinoamericanos, empezó a ser implementado en el país durante el período del Presidente Virgilio Barco Vargas (1.986-1.990), basado en doctrinas neoliberales que marcaban el renacimiento y desarrollo de ideas liberales clásicas tales como la importancia del individuo, la limitación del poder del Estado y el valor del libre mercado. Este pregonaba entre otros los postulados de apertura económica, privatización de empresas estatales, flexibilización laboral y flexibilización de controles entendidos como que la esfera de la producción no estuviese sometida a control previo ni a ordenación estructural por parte del Estado, sino a controles posteriores de calidad por parte de los consumidores y usuarios. El neoliberalismo considera que la intervención gubernamental usualmente no funciona y que el mercado y el intercambio voluntario de bienes y servicios si satisfará habitualmente los requerimientos de los individuos. La política de modernización e internacionalización para el caso del sector agropecuario planteaba como meta básica inicial, elevar su productividad y eficiencia con miras a incrementar el ingreso rural. También buscaba promover el 21

Algunos de los documentos que se refieren a las medidas tomadas para el sector agropecuarios son: 1) DNP- 2511 UMACRO- MINAGRICULTURA del 13-II-91 Instrumentos de Franja de Precios para la Importación de Productos Agrícolas y Subproductos Seleccionados. 2) DNP- MINAGRICULTURA 27-VI-91, Sobre el programa nacional de adecuación de tierras 1991-2000¨.

abastecimiento interno pero sin pretender la suficiencia alimentaria a cualquier costo. De igual manera pretendía la generación de una oferta exportable competitiva internacionalmente y preveía un tratamiento preferencial para los productores campesinos más débiles, habida cuenta de su capacidad de respuesta limitada. Hasta Agosto de 1991 la apertura en el sector agrícola se manejó con criterios de gradualidad en lo referente a la sustitución de instrumentos de protección a la producción nacional (se pasó de la licencia previa a los aranceles) y de gradualidad consistente en una desgravación arancelaria con criterios de mediano plazo. El CONPES (Consejo de Política Económica y Social) acordó para el sector agropecuario, aplicar una política no discriminatoria contra el campo y que pudiese desempeñar un papel de promoción del desarrollo agropecuario. Con base en los postulados generales enunciados por el CONPES se tomaron las siguientes decisiones generales: • Se definió el sistema de franja de precios para la importación de productos agrícolas y sub. - productos seleccionados. • Se rebajaron algunos aranceles para productos agropecuarios pero con ánimo de protección se elevaron otros. • Se disminuyó el CERT (Certificado de Retorno Tributario) para algunos productos pero se aumentó para otros. • El IDEMA perdió el monopolio para la importación de productos agropecuarios y entró a competir con el sector privado. Posteriormente este instituto fue liquidado. • A la Caja Agraria se le especializó en crédito para pequeños productores, pero fue liquidada posteriormente. Se puede resumir en los siguientes, los efectos positivos buscados mediante la implementación de la apertura y la modernización en el sector agropecuario: Positivos • Disminuir los costos de producción al rebajarse el valor pagado por las importaciones de insumos y maquinaria. • Mediante la eliminación de los controles de precios y el mantenimiento de una tasa de cambio real, mejorar los precios relativos de los productos. • Mejorar por lo anterior, la rentabilidad del sector • Disminuir la transferencia de recursos que la agricultura hace a otros sectores de la economía vía precios relativos o de términos de intercambio. • Acelerar el cambio técnico por la necesidad de modernización del sector para competir en el exterior y con los productos importados. Sin embargo y luego de varios años transcurridos a partir de la implementación de las nuevas medidas económicas en el sector agropecuario, las cuales no se efectuaron de

31 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

manera gradual tal como se recomendaba por parte de distintos gremios e instituciones, se han podido observar varios efectos negativos, que en últimas se han traducido en una profunda crisis en la que se sumergió el sector primario de la economía colombiana. Entre los principales efectos negativos observados hasta la fecha, se pueden citar: • Los agricultores colombianos han tenido que enfrentarse a una competencia desleal debido a los altos subsidios que reciben los agricultores de los países desarrollados de sus gobiernos. Lo anterior hace que los productos nacionales no puedan ser competitivos en el mercado, pues los costos de producción hacen que los precios finales sean superiores a los de los productos extranjeros. La situación se hace más visible en el mercado internacional y afecta gravemente las exportaciones y por ende el flujo de divisas. • El más bajo precio externo de los productos agrícolas ha estimulado el ingreso ilegal o por la vía del contrabando de los productos agrícolas especialmente procedentes de los países fronterizos, con un grave detrimento del precio de los productos nacionales. • El sector se ha visto afectado por la inestabilidad de los precios internacionales y por las especulaciones de las empresas transnacionales que dominan la comercialización de los principales productos agrícolas de importancia en el mercado mundial. • Se produjo un aumento de los costos financieros, debido principalmente al incremento de las tasas de interés que están regidas por las reglas del mercado de capitales. Esto afecta directamente los costos de producción y por ende la competitividad de la producción. • Los precios de los insumos agropecuarios son manejados de manera casi monopólica por las grandes transnacionales, lo cual impide que estos mejoren para los agricultores y por ende se hace difícil reducir los costos de producción. • La falta de posibilidad de acceso a los recursos de producción y comercialización, afectan grandemente a la economía campesina. • Se ha acentuado la tendencia del proceso de concentración del ingreso y la riqueza en la agricultura. A los efectos directos nocivos ocasionados al sector agropecuario por la puesta en práctica de las políticas económicas inherentes al modelo de apertura económica, se deben sumar también como elementos que lo han afectado de manera negativa, los siguientes: • Las importaciones de productos agrícolas realizadas por o con autorización del Estado, en el afán de controlar por cualquier medio la inflación, significaron hasta

el año 2003, que las importaciones agropecuarias pasaran de 700.000 a aproximadamente 7’000.000 de toneladas, con una reducción de casi 880.000 hectáreas de cultivos transitorios y 150.000 empleos rurales. • La triangulación a que son sometidos algunos productos de origen agropecuario, pero originarios de países diferentes a los vecinos de los que se importan y con los cuales existen convenios de preferencias arancelarias. • Los graves problemas de orden público existentes en el sector rural colombiano, han desestimulado la inversión en el medio y adicionalmente han ocasionado abandono de las tierras por parte de los productores que huyen de la violencia que reina en el medio. Alrededor del 40% de las tierras más fértiles del país fueron adquiridas con capitales provenientes de actividades ilícitas y contribuyeron a la agudización de la concentración de la propiedad de la tierra. • La revaluación del peso colombiano frente al Dólar y el Euro, ha hecho que los productos agrícolas hayan perdido competitividad en el mercado internacional y ha llevado a la crisis a varias empresas del sector de la agricultura empresarial.

33 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

3 HISTORIA DE LA INGENIERÍA Y DE LOS ESTUDIOS DE INGENIERÍA EN COLOMBIA Y EL MUNDO. 3.1 ASPECTOS GENERALES EN EL MUNDO.

DE LA

HISTORIA DE LA INGENIERÍA

Se considera que los comienzos de la ingeniería datan de hace aproximadamente 8000 años en Asia o en África, cuando el hombre empezó a cultivar plantas, domesticar animales y construir casas en grupos comunitarios. Los desarrollos de la época incluyeron los métodos para producir fuego a voluntad, las aleaciones de ciertos metales para producir herramientas, la invención de la rueda y el eje, desarrollo de símbolos para la comunicación escrita, la normalización de pesas y medidas y las técnicas de cálculo y aritmética (Valencia G. 2.003) (57 ). Los ingenieros romanos fueron considerados los mejores de la antigüedad y sus principales aplicaciones se dieron en la guerra y en las obras públicas, aspecto éste último en el que se destacan los puentes usados en vías y acueductos al igual que las vías imperiales. Algunos historiadores referencian desarrollos de los romanos en la navegación, adecuación de puertos, sistemas de drenaje y suministro de agua, baños públicos entre otros. Una gran parte de la tecnología que hoy se conoce fue desarrollada a finales de la edad media y posteriormente durante la Revolución Industrial, en los siglos XVIII, XIX y XX. Se considera que en Inglaterra, Francia y Alemania fue donde primero se configuró y reconoció la profesión de ingeniero, como aquella persona dedicada al

estudio y manejo de los ingenios, término con que se denominaron todo tipo de máquinas, a las cuales se hizo extensivo el nombre de INGENIUM con el cual los romanos designaban a sus grandes máquinas de guerra, como la torre de asalto y la catapulta. Los Estados Unidos de Norteamérica se incorporaron al proceso de la Revolución Industrial a comienzos del siglo XIX, efectuando aportes significativos a la tecnología moderna en aspectos tales como la industria textil, las máquinas herramientas, los puentes de acero, el armamento, los grandes edificios, la aviación, entre otros. De manera complementaria, a lo largo de este período fueron apareciendo escuelas, universidades e institutos que preparaban y ofrecían diferentes campos de aplicación a ingenieros de minas, navales, mecánicos, industriales, electricistas, agrícolas, etc.

3.1.1 Antecedentes de la Ingeniería en Colombia. Nuestros antepasados aborígenes no fueron grandes ingenieros y sus recursos tecnológicos eran bastante limitados, estando circunscritos al uso y conocimiento del fuego, la fabricación de armas y herramientas de madera y piedra, al tejido del algodón, el trabajo en madera, la fundición del oro, la evaporación de la sal, la construcción de canoas rudimentarias y construcción de caminos. Desconocían el uso del hierro y el bronce, la erección de monolitos pesados, la rueda, la palanca, la balanza, el curtido de cueros, la conducción de agua, la escritura y la astronomía, sistemas de contar. Muchos de los anteriores conocimientos si eran usados y manejados por los Incas y los Aztecas. Los españoles radicados en América desconocieron gran parte de los desarrollos tecnológicos hechos en Europa durante los siglos XVII y XVIII. Algunos de estos como el alto horno de carbón, aparatos accionados a vapor y las carreteras afirmadas, permanecieron desconocidas en estas latitudes incluso varios años después de la independencia. Los conquistadores y colonizadores españoles trajeron e introdujeron entre los otros los siguientes aspectos tecnológicos: el hierro, el bronce, el reloj mecánico, la numeración, la brújula, los mapas, los trapiches, la aritmética, la fundición y el forjado de hierro y cobre. La tecnología más desarrollada introducida por ellos en América fue la de la minería pues representaba su mayor interés económico inicial en estas tierras y para su impulso y desarrollo designaron al ingeniero Luis Villegas y Avendaño, quien vino a dirigir la explotación de las minas de Muzo. Pocas fueron las grandes obras que se construyeron en la Nueva Granada durante el período de dominación española, siendo las más importantes las Murallas de Cartagena que se iniciaron en 1.586 bajo la dirección del Ingeniero Militar Bautista Antonelli, quien era ayudado por el Maestro de campo Don Juan de Tejada. Las

35 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

murallas fueron concluidas en 1.796 por el Ingeniero Militar Don Antonio de Arévalo. Otras importantes obras construidas en la época fueron: •

•

•

El Canal del Dique, a cargo de Don Pedro Zapata y que se realizó de 1.649 a 1.651, utilizando en su construcción por primera vez las técnicas de agrimensura, trazado geométrico de vías y cálculo de caudales hidráulicos. En esta obra al igual que en la de las Murallas de Cartagena participó el Ingeniero Antonio de Narváez, graduado en España pero nacido en Cartagena y quien intentó fallidamente establecer en esa ciudad una Escuela de Ingenieros. El primer camino empedrado que comunicó a Santafé y Honda, se inició en 1.570 bajo la iniciativa de Andrés Venero de Leyva, al igual que un camino para carruajes entre Santafé y Facatativa. Grandes templos y edificios fueron construidos por el régimen colonial en las ciudades de Santafé, Cartagena y Popayán. Estas obras estuvieron bajo la dirección de ingenieros empíricos cuya experiencia la habían adquirido en Europa en la práctica directa principalmente como ingenieros militares.

3.2 HISTORIA DE LOS ESTUDIOS DE INGENIERÍA 3.2.1

En el Mundo.

Las primeras grandes escuelas de Ingeniería se localizaron en Francia y Alemania durante el siglo XVIII, dedicadas básicamente a la formación de Ingenieros Militares. Las principales asignaturas que se cursaban en el plan de estudios eran entre otras: Geometría, Aritmética, Álgebra, Mecánica, Hidráulica, Cálculo, Balística, Fortificaciones. En el año de 1.745 se creó en la ciudad de Braunschweig, la primera escuela dedicada formalmente a la formación de Ingenieros Civiles y que estaba separada de la que ya existía en esa ciudad para Ingenieros Militares. En 1.794 se organizó en Francia la primera gran escuela para Ingenieros Civiles y Militares de Europa: L’Ecole

Polytechnique. Bajo el reinado de Carlos III, quien se distinguió por su espíritu favorable a la ilustración, se crearon en España las primeras grandes Escuelas de Ingenieros Militares, las cuales funcionaron en las ciudades de Zaragoza, Madrid y Barcelona. En estas se impartía preparación profesional militar bajo la pauta de sólida base científica del College Militaire de Paris

3.2.2

En Colombia

Al iniciar el siglo XIX no aparecía en América Latina una manifestación clara de la profesión de ingeniero y la tecnología incorporada a la sociedad americana era rudimentaria y podía ser manejada por gente del común sin ninguna preparación técnica especial. Hacia el año 1.792 el Rey Carlos III envió a la Nueva Granada al señor Bernardo Anillo como primer director de obras Públicas. El señor Anillo creó en 1.801 la primera Escuela de Ciencias Físicas y Matemáticas en la que se formaron constructores con un buen nivel técnico y científico. Se destacan entre los formados en la Escuela a Francisco Urquinaona, Benedicto Domínguez del Castillo, Juan Bautista Estévez y Julián Torres, algunos de ellos sirvieron en la Guerra de la Independencia. En este mismo año llegó a la Nueva Granada Don José Vicente Pascal Domingo, quien como religioso había adoptado el nombre de Fray Domingo de Petrés y que era un arquitecto autodidacta. Fray Domingo construyó varias edificaciones para iglesias, hospitales y monumentos en las ciudades de Santafé, Chiquinquirá, Zipaquirá y Guadúas.

La Expedición Botánica dio un gran impulso a las ciencias básicas de ingeniería en aquella época. José Celestino Mutis, en particular, implantó la técnica de la amalgamación del oro y de la plata, así como muchas otras innovaciones en la actividad minera. La Expedición igualmente estimuló trabajos e investigaciones en el área de la geografía. Mutis, Caldas y sus colaboradores divulgaron el conocimiento y uso de instrumentos que antes eran de manejo restringido tales como: la brújula, el microscopio, el barómetro, el nivel de agua, el termómetro, el reloj de precisión, el telescopio y el agrimensor. Como tal, el origen de los estudios de la ingeniería en Colombia, se remonta al año de 1.814 cuando don Juan del Corral organizó en Medellín un “Colegio Militar del Cuerpo de Ingenieros”, teniendo por director a Caldas, graduado por entonces como coronel de Ingenieros por el gobierno. Esta escuela tuvo corta duración por inconvenientes presentados en la reconquista española. La administración del General Tomás Cipriano de Mosquera, fue la que realmente inició el progreso material del país con obras tales como: el fomento de la navegación en el Río Magdalena, la iniciación del Ferrocarril Interoceánico de Panamá y la construcción del Capitolio Nacional. La Contabilidad Nacional, tuvo gracias a su intervención, un nuevo arreglo con la adopción del sistema de partida doble en las cuentas de las oficinas de hacienda. Consciente el General Mosquera, como Estadista que era, que el proceso no podría adelantarse sin hombres preparados para llevar a cabo los programas, propuso al

37 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

Congreso Nacional, el establecimiento de un Colegio Militar. La ley sexta de 1847 sancionada por el presidente Mosquera, autorizó al poder ejecutivo para establecer en el lugar que estimare conveniente, un Colegio Militar: “destinado a formar oficiales científicos del estado mayor, de ingenieros, de artilleros, caballería e infantería, e Ingenieros Civiles”. La ley además fijó las materias que debían estudiarse en cada una de las especialidades y para la Ingeniería estableció que fueran: aritmética, álgebra, geometría descriptiva aplicada a la maquinaria y al corte de piedras, cálculo diferencial e integral, mecánica y maquinaria, cosmografía, arquitectura civil, caminos, puentes, alzadas, así como dibujo lineal, lectura de planos, mapas y partes geográficas y resoluciones gráficas de problemas de geometría. El Colegio Militar inició sus tareas el 2 de Enero de 1848 bajo la dirección de los generales José María Ortega y Joaquín M. Barriga, a quienes acompañó un lúcido cuerpo de profesores y ayudantes tales como Lino de Pombo, Jaime Bergerón, el Coronel Agustín Codazzi22 y otros ilustres profesores que dieron la base científica a éste colegio. Durante los cortos años que duró ésta primera época del colegio, únicamente salieron dos ingenieros militares: el teniente coronel Cornelio Borda y su primo Alejandro Sarmiento, todos los demás alumnos obtuvieron el título de Ingenieros Civiles. El Golpe militar del 17 de Abril de 1854 interrumpió las labores del colegio. En la memoria de guerra que el general Herrán presentó al congreso en 1855, trató de defender la existencia del famoso plantel, con argumentos en que se transluce la preponderancia que las ideas contrarias a su supervivencia tenía en aquellos días. El presidente Mosquera en su cuarto mandato, restablece por decreto el Colegio Militar y crea la Escuela Politécnica como continuadora de las disciplinas de Ingeniería (24 de Agosto de 1861). Se puede afirmar que la actual Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Colombia, en la sede Bogotá se inició el 24 de Agosto de 1861 y su fundador fue el General Tomás Cipriano de Mosquera23 .

22

Quien dirigió los trabajos prácticos, hizo levantar el plano de Bogotá y condijo a los alumnos en las prácticas de la Topografía. 23 VÁRELA, Francisco. 1981. ¨La Facultad de Ingeniería ante la Reforma de la Educación Postsecundaria”. Revista Ingeniería e Investigación. Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional de Colombia. Bogotá - Colombia.

3.2.3. La Facultad de Ingeniería y la Universidad Nacional de Colombia. El 22 de Septiembre de 1867, es una fecha clásica para la cultura nacional, debida a que el presidente Santos Acosta y el secretario de relaciones exteriores sancionaron la ley 66 que creó la Universidad Nacional de los Estados Unidos de Colombia. Dicha ley establecía que la Universidad constara de 6 escuelas o institutos especiales: Derecho, Medicina, Ciencias Naturales, Filosofía, Artes y Oficios e Ingeniería. En Enero de 1868 comenzó a funcionar la Escuela de Ingeniería de la Universidad Nacional como dependencia de ella, teniendo como rector al coronel Antonio R. Narváez, quien ejerció su cargo hasta Julio de 1877, fecha en que lo sucedió el coronel Rudencio López y solo 3 años después (1870) obtuvieron el título los Ingenieros Civiles y Militares. Ellos fueron: Ruperto Ferreira, Modesto Garcés, Abelardo Ramos, Luis Ma. Tisnés, Francisco Useche (58). En este mismo año el gobierno suprimió la Facultad de la Universidad Nacional, disponiendo que los estudios de Ingeniería dependieran del Ministerio de Guerra; no obstante, en Diciembre de 1881 recibieron en la Universidad sus títulos de Ingenieros los estudiantes independientemente del ministerio. La ley 23 de 1884 restableció la Facultad de Ingeniería como dependencia de la Universidad Nacional, habiendo sido designado como rector el Ingeniero Rafael Espinosa E., a quien sucedió Ramón Guerra A. Durante los primeros 5 años de esta nueva etapa recibieron títulos, ya como ingenieros civiles o como profesores de matemáticas pero no fue mucho el tiempo que duró abierta, ya que la guerra que azotó al país al finalizar el siglo pasado y en los comienzos del presente (Guerra de los Mil Días), hizo suspender de hecho las actividades de la Facultad así como la de otras muchas instituciones y entidades. En el año de 1900 algunos condiscípulos y admiradores del Ingeniero Julio Garavito Armero tuvieron la feliz idea de organizar particularmente la Facultad, sirviendo como local el Observatorio Astronómico y actuando como director Garavito. Al terminar la guerra civil, el Estado reabrió la escuela y reconoció los estudios hechos en forma particular bajo la dirección del Ingeniero Garavito. En 1905 se graduó el primer grupo de Ingenieros Civiles denominados de la Nueva Época, y desde ésta época hasta la actualidad la Facultad ha seguido laborando en forma continua (58). En Diciembre de 1931 el gobierno suprimió los estudios de Ingeniería Civil que se venía adelantando en el Instituto Técnico Central y los alumnos de dicho instituto fueron incorporados a la Facultad de Ingeniería. Igualmente en esa misma época, al suspender sus labores la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Nariño que se había fundado en 1912, sus estudiantes fueron incorporados a la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional, la cual aceptó los estudios efectuados en Pasto.

39 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

La ley 68 del 7 de Diciembre de 1935 creó la Universidad Nacional de Colombia como ente jurídico, le concedió autonomía para su manejo interno y una relativa independencia económica, consagrando a la Facultad de Matemáticas e Ingeniería como parte integrante de esta entidad. El título de Rector se destinó para el jefe general de la Universidad, recibiendo los directores de las facultades el nombre de Decanos. En el año de 1940, la Facultad de Matemáticas e Ingeniería se traslada a la recién inaugurada Ciudad Universitaria en Bogotá (58). Como es de notar, el desarrollo de la Ingeniería en Colombia ha dependido directamente de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Colombia y de las políticas trazadas por los diferentes gobiernos, quienes han visto la necesidad de nuevas tendencias tecnológicas que permitan el progreso del país.

3.3 DEFINICIÓN DE INGENIERÍA El Comité de Directores de Programas Curriculares de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Colombia, seccional Bogotá, definió Ingeniería de la siguiente manera: “Ingeniería es la aplicación creativa y racional de las leyes y principios generales de las ciencias naturales y de las matemáticas a la generación, transformación y utilización de tecnologías, con el fin primordial de mejorar las condiciones de vida y suplir las necesidades del medio en que se encuentra inmersa”. También la Sociedad Colombiana de Ingenieros ha definido a la Ingeniería como: “La profesión en la cual los conocimientos de las ciencias físicas y matemáticas adquiridas mediante el estudio, la experiencia y la práctica, se aplican con buen juicio a desarrollar los medios de aprovechar económicamente los materiales, los recursos y las fuerzas de la naturaleza, para el crecimiento y prosperidad de la humanidad.”

3.4. HISTORIA DE LOS ESTUDIOS DE INGENIERÍA AGRÍCOLA Su origen se remonta a la época de la aparición de las máquinas dedicadas a las labores del campo, pero como tal apareció con la creación de los Colegios de Agricultura y de Artes Mecánicas en los Estados Unidos, siendo institucionalizados en 1862. Al profesor Elwood Mead se le atribuye la autoría del establecimiento de la Ingeniería Agrícola como profesión. En 1886 la Universidad de Nebraska ofrecía en

su Escuela de Agricultura un programa de Ingeniería Agrícola el cual contaba con dos escuelas: La Escuela de Estudios de Suelos y Aguas y la Escuela de Mecánica Práctica. El 28 de Diciembre de 1907 se realizó el segundo encuentro de profesionales del área de Ingeniería Agrícola en la Universidad de Winsconsin en Madison, creándose la Sociedad Americana de Ingenieros Agrícolas, ASAE (en la actualidad ASABE), siendo su primer presidente el Ingeniero Jay Brawnmlee Davidson, quien era director del Departamento de Ingeniería Agrícola de la Universidad de Iowa. Esta universidad otorgó el primer grado de Ingeniero Agrícola en 1910 y en 1917 la Universidad de Cornell confirió el primer título de Postgrado en ésta disciplina, a nivel de Ph.D. Para el año de 1925, Estados Unidos contaba con 10 instituciones de Ingeniería Agrícola, pero luego se presentó un gran estancamiento de la carrera debido a las guerras presentadas y a la falta de promoción de la misma. Solo hasta 1950 la Sociedad de Ingenieros tomó conciencia de la necesidad que se tenía en el país de un mayor desarrollo agrícola, siendo indispensable entonces institucionalizar la rama agrícola como entidad independiente de la Ingeniería. Ésta idea tuvo gran aceptación logrando que en este mismo año 40 universidades otorgan el titulo de Ingenieros Agrícolas, así como en estudios de postgrado a nivel Magíster y Doctorado. Actualmente funcionan en los Estados Unidos alrededor de 50 departamentos de Ingeniería Agrícola y más de 600 programas de la carrera a nivel de Postgrado y Pregrado en todo el mundo24 .

3.4.1. Ingeniería Agrícola en América Latina La Ingeniería Agrícola se estableció en esta parte del continente en los años. El pionero en América Latina fue Ecuador, país en donde se creó la primera escuela en la Universidad de Manabí (Puerto Viejo), cuyo programa estaba orientado a las áreas de riegos y maquinaria agrícola. En 1958 se celebró el Congreso Internacional sobre Mecanización Agrícola en Chillán (Chile), organizado por la FAO, llegándose a la conclusión de la necesidad de implantar nuevos programas académicos en esta área de la ingeniería, ya que se advirtió la influencia que tuvo la Ingeniería Agrícola en el desarrollo de la agricultura en América Latina. Fue así como se planeó la creación del Instituto de Ingeniería Agrícola en Lima, hecho que se concretó en 1959 como entidad adscrita al Ministerio de Agricultura. En 1960 la Escuela Nacional de Agricultura de Perú se convirtió en lo que es hoy la Universidad Agraria “La Molina” y el Instituto en la Facultad de Ingeniería Agrícola, dando paso a la creación del programa profesional de 5 años el cual se inició en 24

OSPINA M., Julio. 1989. “Antecedentes y Desarrollo de la Carrera de Ingeniería Agrícola en Colombia”. Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional de Colombia. Bogotá - Colombia.

41 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

195825 . Este programa de estudios estaba dividido en dos ciclos: el primer ciclo constaba de 3 años básicos igual para todos los admitidos. En el segundo ciclo de 2 años se diferenciaban los estudios por medio de cursos electivos en áreas tales como: Fitotecnia, Zootecnia, Economía Agrícola, Ingeniería Agrícola. Esta modalidad de estudios presentó dos problemas: • La formación básica estaba fundamentada con énfasis en ciencias biológicas (Botánica, Fisiología Vegetal, Fitopatología, Entomología, etc.). • Había una marcada limitación y falta de profundidad en matemáticas superiores, física y en los cursos fundamentales de Ingeniería (Hidráulica, Termodinámica, Mecánica Analítica, Resistencia de materiales, etc.). El exceso en un área y el defecto en la otra, limitaba la extensión y profundidad de los cursos que sobre Ingeniería Agrícola debían impartirse. Entonces a partir de 1961 se establece el plan de estudios diferenciados desde el primer año. En 1964 la Universidad Federal de Viçosa en Minas Gerais (Brasil), inició la enseñanza de la Ingeniería Agrícola a nivel de Postgrado. Se ingresaba a adelantar estudios en Ingeniería Agrícola una vez se obtuviera el título de Ingeniero o de Agrónomo. En ambos casos se presentaban problemas de nivelación porque mientras los agrónomos presentaban deficiencias en ciencia básica de ingeniería, matemática y física, los ingenieros tenían una marcada limitación en ciencias biológicas y en el conocimiento de los aspectos inherentes a la agricultura (6). Después de estas experiencias la Universidad de Río Grande del Sur y la Universidad de Viçosa, establecieron en 1969 la enseñanza profesional universitaria de la Ingeniería Agrícola desde el primer nivel. (6).

3.4.2. Ingeniería Agrícola en Colombia Las primeras prácticas de Ingeniería Agrícola en el país fueron realizadas por STACA26 y datan de 1959. Estos obedecieron a un programa internacional que la FAO y el IICA (1955) propusieron a los países latinoamericanos para dar impulso a la producción agropecuaria, dadas las circunstancias económicas de la época y la creciente tendencia capitalista del sector.

25

BLAIR, F. Enrique. 1983. “La Ingeniería Agrícola en Colombia”. Celebración de 15 años de la Carrera de Ingeniería Agrícola. Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional de Colombia. Bogotá - Colombia. 26 De las memorias del Ministerio de Agricultura. 1961.

La década de los 60 comienza por tanto con estudios económicos, preparación para una reforma agraria y proyectos de programas de acuerdo con los resultados de dichos estudios. Para entonces la FAO, el ICA y el IICA (administración de cooperación integral del gobierno Estadounidense) habían presentado los resultados de una investigación sobre Educación Superior Agrícola en América Latina, justificando la creación del título de Ingeniero Agrícola, para reforzar los del Agrónomo y el de Ingeniero Agrónomo. “Esta es una nueva profesión en la cual participan toda clase de profesionales en busca de soluciones interdisciplinarias para el desarrollo integral de la comunidad y el sector agropecuario”27 .

También el estudio presentaba un proyecto curricular y de funcionamiento de la carrera basados en los programas de Ingeniería Agrícola existentes en USA y como tal fue implantado. Se aseguraba que el plan de estudios de la carrera debía elaborarse según la experiencia acumulada, con los recursos disponibles y las características de cada región. En tanto entidades internacionales, especialmente la fundación Rockefeller, que trabajaba desde 1950 con el DIA (Departamento de Investigación Agropecuaria) colaboran y con el aporte de dicha fundación nace el ICA (1962) y el CIAT (Centro Internacional de Agricultura Tropical) (1967). En 1956 la Universidad Nacional de Colombia y especialmente la Facultad de Agronomía de la seccional de Medellín, firmó un convenio de asistencia técnica con la Universidad de Michigan (USA). Como consecuencia de ello llegaron al país algunos Ingenieros Agrícolas especializados en el área de maquinaria agrícola, entre ellos los profesores L.E. Swanson y J.L. Wheler (33). Contando con la colaboración de estos profesores se organizaron las secciones de Ingeniería Agrícola en la Universidad Nacional de las secciónales Medellín y Palmira, con el fin de prestarles servicios a la carrera de agronomía. Tanto la propuesta de la FAO como el proyecto del Ingeniero Marco T. Arellano, se basaba en que la carrera se desarrollase dentro de una Facultad de Ciencias Agrícolas. Para entonces las zonas con más problemas eran los litorales Atlántico y Pacífico, donde el nivel desnutricional y la mortalidad infantil tenía uno de los índices más altos en el mundo y Medellín como una ciudad pujante, en vía de desarrollo y por su ubicación, debía ser lugar para la Facultad piloto en Colombia. Fue así como la Segunda Conferencia Latinoamericana sobre Educación Agrícola sugirió que se estableciera el programa de Ingeniería Agrícola en la Universidad Nacional de Colombia, en Medellín. Con la colaboración de algunas entidades como IICA, FAO, OEA, Universidad Agraria la Molina de Perú, Universidad de Michigan y profesores de la Universidad Nacional de las sedes de Bogotá, Palmira y Medellín, se elaboró un programa el cual 27

Definición de Marco T Arellano. Proyecto 66-02 Ingeniería ICA.

43 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

se presentó a los directivos de la universidad habiendo sido aprobado por acuerdo 268 del 2 de Diciembre de 1965 emanado del Consejo Superior Universitario de la Universidad Nacional, convirtiéndose así en el primer plan de estudios de Ingeniería Agrícola establecido en Colombia, el cual se inició con 29 estudiantes en 1965 (41). Programas similares se establecieron posteriormente en Palmira y Cali como convenio conjunto entre la Universidad Nacional de Colombia y la Universidad del Valle, en la Universidad Nacional de Colombia en Bogotá , la Universidad Surcolombiana en Neiva, la Universidad de Sucre en Sincelejo y la Corporación Universitaria Autónoma de San Gil en San Gil (Santander) y en Yopal (Casanare).

3.4.2.1 Programas de Ingeniería Agrícola en Colombia MEDELLIN: Fue el primer programa creado y puesto en funcionamiento en Colombia, según el acuerdo 268 del 2 de Diciembre de 1965 del C. S. U. de la Universidad Nacional de Colombia. PALMIRA - CALI: La carrera de Ingeniería Agrícola fue creada como un plan integrado con las Facultades de Ingeniería de la Universidad del Valle y la de Ciencias Agropecuarias de Universidad Nacional de Colombia - Seccional Palmira, bajo el acuerdo No 90 del 1 de Agosto de 1968. El programa se inició con un grupo de 40 estudiantes, habiéndose graduado la primera promoción en 1974. BOGOTÁ: El 1966 un grupo de profesores de la Universidad Nacional recomendó al rector Guillermo Rueda Montaña, la creación de las carreras de Economía Agrícola, Zootecnia e Ingeniería Agrícola, en la sede de Bogotá. En esta misma ya existía en la Facultad de Agronomía un Departamento de Ingeniería Agrícola, mientras que en la Facultad de Ingeniería se estaba elaborando un plan de estudios de Ingeniería Agrícola. Por otro lado el Ing. Marco T. Arellano presentó en el VIII Congreso Nacional de Ingeniería, realizado en Diciembre de 1966 en la ciudad de Medellín, una ponencia sobre la necesidad de crear un nuevo programa de Ingeniería Agrícola en Colombia, el

cual podría ser desarrollado conjuntamente entre la Facultad de Agronomía de la Universidad Nacional sede Bogotá y el Instituto Colombiano Agropecuario (41). El 6 de Febrero de 1969 el decano de la Facultad de Ingeniería, Francisco Manrique S., sometió a consideración del Consejo Directivo el proyecto del plan de estudios de la nueva carrera de Ingeniería Agrícola. El Ing. Alejandro Sandino, coautor del proyecto, hizo la presentación siendo aprobada la propuesta según acta No 3 de esa fecha y se recomendó someterla a consideración de las directivas de la Universidad. El proyecto fue presentado al Consejo Académico, siendo luego remitida al Consejo Superior, quien la estudió y aprobó mediante el acuerdo No 33 (acta No 13 del 27 de Marzo de 1969), como un programa conjunto de las Facultades de Ingeniería y Agronomía. NEIVA: Este programa comenzó a funcionar en la Universidad Surcolombiana a partir de 1976 y el diseño curricular así como la puesta en marcha del mismo se efectuó contando con la asesoría de profesores del Departamento de Ingeniería Agrícola de la Universidad Nacional, sede Bogotá. SINCELEJO: El programa de Ingeniería Agrícola de la Universidad de Sucre, en Sincelejo inició actividades en el año de 1978. El proceso seguido para la iniciación de actividades fue similar al efectuado en Neiva. Por ello se afirma que los programas de Ingeniería Agrícola que funcionan en la Universidad Surcolombiana en Neiva y la Universidad de Sucre en Sincelejo, son hijos académicos del Programa de Ingeniería Agrícola de la Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá28 SAN GIL: La Corporación Universitaria Autónoma de San Gil, en San Gil Departamento de Santander del Sur, puso en funcionamiento el sexto programa de Ingeniería Agrícola existente en el país, en el año de 1993. Este programa desafortunadamente, sufrió inconvenientes operativos que llevaron a su suspensión antes de completar su primera cohorte y solo volvió a reiniciar actividades en el año 2007. En 2008, esta Corporación Universitaria, abrió una extensión del programa en la ciudad de Yopal.

28

El Ingeniero Marco Tulio Arellano, considerado como uno de los creadores del programa de Ingeniería Agrícola en la Universidad Nacional, sede Bogotá, afirma con mucha gracia y razón que al ser el “padre” del programa de Bogotá, entonces tiene dos “nietos” que son los programas de Neiva y Sincelejo.

45 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

Recientemente la Universidad Nacional de Colombia, sede Palmira, puso en funcionamiento un programa Curricular propio de Ingeniería Agrícola, aun cuando también continua funcionando el inicial en convenio con la Universidad del Valle.

3.5 DEFINICIONES DE INGENIERÍA AGRÍCOLA Existen varias definiciones sobre la Ingeniería Agrícola y su campo de acción profesional. Se resalta la unificación de criterios respecto a que es ella, la profesión que aplica los conceptos de Ingeniería en la solución de los problemas de la agricultura y sus industrias relacionadas. Las principales definiciones emitidas son: 3.5.1. Organización Internacional del Trabajo (O.I.T.). “Es el profesional que estudia y recomienda la aplicación de técnicas de Ingeniería a los problemas agrícolas, planea y vigila su fabricación, construcción e instalación. Estudia las condiciones que debe reunir para el buen funcionamiento de la maquinaria, las instalaciones y los equipos agrícolas, como construcciones rurales, instalaciones y los equipos agrícolas, planea y vigila su fabricación, construcción e instalación para la transformación de los productos, sistemas de riego, drenaje y regulación de las aguas y la realización de trabajos de investigación y desarrollo; asesora a su empleador, a su asociado o a sus clientes en asuntos de ingeniería; consulta con otros especialistas como ingenieros civiles, ingenieros mecánicos , agrónomos; proyecta maquinaria , instalaciones y equipos agrícolas y prepara planos de ejecución y otras especificaciones, las sustancias o materiales que deben usarse y los métodos de fabricación e instalación de las obras y del equipo y comprueba el trabajo terminado para asegurarse de que se ajusta a las especificaciones y las normas de seguridad”. 3.5.2. Asociación de Ingenieros Agrícolas de Colombia - ASIAC: “Es la profesión que aplica los fundamentos de la Ingeniería en la solución de los problemas de la agricultura e industria relacionadas, haciendo un uso racional de los productos biológicos, matemáticos y físicos, procurando el aumento y la conservación del potencial de la tierra, el incremento de la productividad la industrialización de la agricultura y la dignificación del hombre”29 .

29 HERNANDEZ H J.E., OSPINA M.J.E. 1987. “Manual de Funciones del Ingeniero Agrícola”. Asociación de Ingenieros Agrícolas de Colombia ASIAC. Bogotá - Colombia.

3.5.3 Sociedad Colombiana de Ingenieros. “Es la aplicación de los principios de Ingeniería en los cuales se busca solucionar los problemas tanto de la agricultura como de la agroindustria en sus aspectos técnicos, científicos y económicos, poniendo a disposición del agricultor y del industrial los avances tecnológicos a través de la ingeniería, constituyéndose por ende, en uno de los pilares más importantes, con que cuenta el sector agropecuario para su desarrollo”.

3.6. LA INGENIERÍA EN LA AGRICULTURA ASPECTOS GENERALES: La producción en el sector agropecuario se caracteriza por ser un proceso biológico desarrollado dentro de un sistema ecológico específico, en el cual se genera un flujo continuo de energía y se transforma para fines productivos. El proceso biológico de la producción descansa en el manejo de poblaciones de plantas, animales productos y subproductos esenciales para la vida de alimentos, productos y subproductos esenciales para la vida humana30 . Por las consideraciones anteriores dentro de la actividad agropecuaria, la ingeniería tiene un porqué fundamental, cubriendo la mayoría de los espacios de ésta. Como no todos los espacios tienen las mismas características en cuanto a clima, disponibilidad de agua, calidad de suelo, ubicación respecto al mercadeo, el uso de la tierra para la agricultura y la ganadería, se generan una gran variedad de situaciones que hace necesaria la adaptabilidad de la Ingeniería a cada lugar. Adicionalmente los cultivos son discontinuos, diferentes y cada uno se apropia de un espacio determinado. En una misma área o unidad productiva es posible asociar cultivos e integrar la agricultura con la ganadería, la explotación de bosques y pesquerías. A diferencia de la industria, el clima es otro riesgo muy significativo para la productividad, pues su comportamiento es impredecible y algunos de sus factores cambian a medida que la actividad del hombre modifica las condiciones naturales (52). La dependencia del suelo para el desarrollo de las plantas y animales es otra característica del proceso productivo. La capacidad del uso de los suelos agrícolas debe analizarse en función de las propiedades físicas (textura, drenaje interno, profundidad efectiva) y químicas (fertilidad), así como la pendiente del mismo. Éste es en realidad un ecosistema complejo de naturaleza dinámica y no estática. El conocimiento de sus características y procesos es necesario para adaptarlo al proceso productivo y conservarlo. 30 TORRES, Jorge. MACHADO Absalom. 1987. “El sistema Agroalimentario”. Editorial Siglo XXI. Bogotá - Colombia.

47 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

En la agricultura se presenta una gran heterogeneidad en las condiciones productivas de manera que la utilización de maquinaria, uso de sistemas de riego, semillas mejoradas de mayor vigor germinativo, mejores características genéticas de rendimiento y resistencia a las plagas , elevado uso de fertilizantes para mejorar los rendimientos, corrección de anomalías del suelo y la reposición de nutrientes extraídos, así como la amplia utilización de plaguicidas que caracterizan la agricultura moderna, se cambia de manera diversa en cada sitio, finca o nicho productivo. Por ello la producción resultante al utilizar una tecnología uniforme y una misma cantidad de recursos por unidad (capital, trabajo y tierra) es distinta. La agricultura moderna por sus mismas características exige la aplicación de la ingeniería, imprimiéndole mayor dinamismo a todo el sistema económico: valorizado tierras, diseñando y adaptando maquinas y equipos, semillas, insumos agropecuarios, necesitando sistemas de transporte, manejo, tratamiento y almacenaje ágiles; no pudiendo subsistir sin sistemas financieros, comerciales, técnicos y sin empresarios capaces.

4 INGENIERÍA AGRÍCOLA 4.1. FILOSOFÍA Los problemas de la agricultura moderna no se pueden mirar únicamente desde el punto de vista agronómico, pues ellos involucran además otros aspectos de tipo económico, social y técnico. Estos se manifiestan en los diferentes factores que inciden en la óptima producción agroindustrial: labranza, vivienda rural; manejo, conservación y procesamiento de productos, diversificación de cultivos, óptima explotación del suelo, conservación de recursos naturales, etc. (26). Los recursos naturales se deben utilizar cada día en forma más racional y eficiente de tal manera que se consiga una mayor productividad. Procesar, conservar, transportar, diseñar, construir y proyectar son aspectos inherentes a la actividad agropecuaria que requieren de un conocimiento de las ciencias físicas y de las matemáticas, así como de las ciencias naturales y la biología, integrando los fundamentos básicos de ingeniería (26). Por lo tanto, la aplicación de los fundamentos de la ingeniería a la producción agropecuaria es amplia y requiere de un profesional con una concepción integral del proceso, este debe ser entonces el Ingeniero Agrícola. En consecuencia la Ingeniería Agrícola analiza, interpreta y soluciona los problemas de tecnificación del sector rural, sin desconocer las relaciones interdisciplinarias que requiere la actividad agropecuaria, siempre en armonía con los agro-ecosistemas.

4.2. OBJETO ESTUDIO La Ingeniería Agrícola tiene como objeto estudio: la adecuación y modernización del sector rural, para la producción, conservación y transformación primaria de los productos alimenticios y materias primas agropecuarias. Esto significa que la Ingeniería Agrícola está estrechamente ligada con todas las actividades encaminadas a crear condiciones óptimas para la producción agropecuaria, mediante el manejo racional de la relación agua – suelo- planta - ambiente y de los equipos, instrumentos y máquinas para el estudio de las diferentes operaciones y procesos con el propósito

49 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

de conservar los productos de origen agrícola y pecuario desde la recolección hasta el consumo o procesamiento de las materias primas alimenticias31 .

4.3. OBJETIVOS BÁSICOS Los objetivos básicos de la Ingeniería Agrícola son:(12) • Aprovechar eficientemente los recursos disponibles, para lograr un adecuado suministro de alimentos y materia prima de calidad a un costo razonable que beneficie tanto al productor como al consumidor. • Incrementar la productividad y disminuir las pérdidas de los productos agropecuarios. • Generar, innovar, transferir y adecuar tecnología para la producción, manejo y conservación de productos agropecuarios. • Reducir los costos y los riesgos en la producción agropecuaria. • Formular y evaluar proyectos agroindustriales. • Mejorar las condiciones de vida de los productores agropecuarios. • Conservar la calidad de los productos agropecuarios. • Utilizar de manera racional y conservar los recursos naturales.

4.4. CAMPOS DE ACCIÓN DE LA INGENIERÍA AGRÍCOLA: El Ingeniero Agrícola adquiere una preparación teórico - práctica que le proporciona los principios técnicos y científicos para proyectar, dirigir y administrar toda empresa relacionada con el agro. Se han definido cinco grandes áreas de acción profesional de la Ingeniería Agrícola (24).

4.4.1. Ingeniería de Recursos de Agua y Suelo: En ésta área se pretende lograr el óptimo aprovechamiento y conservación de los recursos de agua y suelo, por medio del diseño, construcción, operación y mantenimiento de diversas obras de riego, drenaje y conservación de suelos, teniendo como premisa la eficiente regulación del complejo agua - suelo – planta, para una mejor explotación agropecuaria.

31 COMITÉ ASESOR DE LA CARRERA DE INGENIERÍA AGRÍCOLA. 1990. “Propuesta de Reforma al Plan de Estudios de la Carrera de Ingeniería Agrícola en la Sede de Bogotá”. Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional de Colombia. Bogotá - Colombia

Las principales actividades a desarrollar son:

4.4.1.1. Sistemas de Riego y Drenaje: Comprende el diseño, construcción y operación de obras de infraestructura necesarias para la captación y conducción de agua provenientes de corrientes naturales, represas o similares y redes de pozos profundos, con el fin de suministrar el agua en un punto específico del predio o predios con fines de riego, como también obras de drenaje complementarias requeridas para la evacuación de aguas de exceso.

4.4.1.2. Ingeniería de Conservación de Suelos: Trata de la planificación, ordenamiento y manejo de cuencas hidrográficas. Contempla el diseño y construcción de obras para el control de procesos erosivos o de degradación de suelos, como también la evaluación, diseño y control de obras para el manejo de corrientes naturales.

4.4.1.3. Utilización de Aguas Subterráneas en la Agricultura: Asesoría e interventoría en la construcción de pozos profundos. Estudios de calidad de agua para fines de riego. Control y aprovechamiento de las aguas subterráneas.

4.4.1.4. Aprovechamiento del Recurso Agua a Nivel Predial: Diseño y construcción de aljibes, pozos sépticos, sistemas de bombeo, redes hidráulicas para acueductos y alcantarillados rurales.

4.4.1.5. Obras Complementarias Desmonte de tierras Nivelación de tierras agrícolas Control de Inundaciones Embalses y almacenamiento de agua.

4.4.2. Ingeniería de Postcosecha de Productos Agrícolas. Es la aplicación de los fundamentos de ingeniería al manejo, aprovechamiento y conservación de los productos agropecuarios desde su producción y cosecha, hasta el lugar de consumo o transformación.32

32 HERNÄNDEZ H: José E., OSPINA M. Julio E. 1987. “La Ingeniería Agrícola, Profesión Básica en el Desarrollo Agroindustrial del País”. Revista de Ingeniería e Investigación.

51 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

Entre las actividades a desarrollar en este campo se tienen las siguientes:

4.4.2.1. Manejo y Conservación de Productos Perecederos Diseño, selección, diseño y cálculo de sistemas de recolección, limpieza, clasificación, empaque y transporte de frutas y hortalizas. Diseño y operación de sistemas para almacenamiento y conservación de productos hortofrutícolas. Deshidratación de productos agrícolas. Diseño, operación y administración de centros de acopio. Estudios de fisiología de postcosecha y de condiciones de almacenamiento de productos agrícolas.

4.4.2.2. Manejo, Secado y Almacenamiento de Granos y Semillas Selección y diseño de sistemas de recolección, limpieza, clasificación y transporte de granos y semillas. Asesoría e interventoría en la construcción de bodegas, silos y demás instalaciones utilizadas en el secado y almacenamiento de granos y semillas. Administración de plantas de almacenamiento y beneficio de granos.

4.4.2.3. Beneficio y Transformación Primaria de Productos Agrícolas Diseño, asesoría y manejo de plantas productoras de concentrados y de instalaciones para beneficio de productos agrícolas. Manejo y administración de plantas para la molinería del arroz.

4.4.3. Maquinaria Agrícola, Mecanización y Fuentes de Energía Diseño, construcción, evaluación, administración, operación y mantenimiento de las máquinas e implementos utilizados en las explotaciones agropecuarias y de producción de alimentos. Comprende además la implementación y utilización de las fuentes de energía en las diferentes labores operacionales agropecuarias y de vivienda rural. Actividades a desarrollar:

4.4.3.1. Diseño de Maquinaria e Implementos Agrícolas Diseño y construcción de equipos e implementos adecuados a las condiciones del medio y del sistema productivo. Estudio de las características de implementos y Volumen 2 No 5. Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional de Colombia. Bogotá Colombia.

herramientas agrícolas para modificarlos y adaptarlos a las necesidades requeridas en función de su requerimiento en suelos tropicales.

4.4.3.2. Administración, Selección y Utilización de Maquinarias Agrícolas. Estudios de factibilidad para la implantación de planes de mecanización, determinando costos, controles y registros de los equipos, evaluando el efecto del uso de la maquinaria. Asesoría técnica y económica para la planeación y formulación de operaciones a nivel local o predial.

4.4.3.3. Comercialización de Maquinaria Agrícola Asesoría a agricultores y empresas agropecuarias en la selección y determinación del tipo y las características del equipo a comercializar para una explotación y/o región específica.

4.4.3.4. Fuentes de Energía Cálculo de las necesidades de potencia en explotaciones agropecuarias. Análisis de fuentes de energía no convencional para uso agropecuario. Estudio y utilización de los recursos de la zona como fuentes de energía.

4.4.4. Construcciones Rurales En el sector agrícola es importante concebir las construcciones bajo dos criterios: el estructural y el térmico para obtener resultados funcionales y económicos33 . Actividades a desarrollar: • Diseño estructural y ambiental de instalaciones agrícolas y pecuarias, tales invernaderos, bodegas, silos, establos, galpones, porquerizas. Obras complementarias en las instalaciones agropecuarias. • Diseño, ejecución, asesoría e interventoría en la construcción de obras civiles destinadas a plantas para el acopio, manejo, comercialización, conservación y transformación de productos perecederos. • Estudios de las características mecánicas y térmicas de los diferentes materiales a ser empleados en las construcciones agropecuarias. • Diseño, ejecución, asesoría e interventoría en la construcción de obras de regulación, almacenamiento y conducción de aguas con fines de producción agrícola y pecuario. 33

BOLETIN INFORMATIVO 1989 Carrera de Ingeniería Agrícola. Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional de Colombia. Bogotá - Colombia.

53 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

4.4.5. Administración de Empresas y Proyectos Agroindustriales Está orientada a la formulación y evaluación de proyectos agropecuarios y agroindustriales en los cuales se aplique los fundamentos de la ingeniería económica y los aspectos normativos del crédito.

4.4.5.1. Administración de Empresas Racionalización y optimización de los recursos existentes en las empresas del sector agropecuario. Optimización de costos.

4.4.5.2. Crédito y Formulación de Proyectos Agropecuarios. Evaluación de los proyectos ejecutados con base en los fundamentos de la Ingeniería Económica y Análisis Financiero. Estudios de Crédito Agropecuarios.

4.4.5.3. Asistencia Técnica y Transferencia de Tecnología Agropecuaria. Orientación en el uso oportuno y adecuado de los recursos disponibles (humanos, físicos y financieros). Generación, adaptación y/o validación de tecnología para alcanzar los objetivos de los proyectos, en función de las condiciones sociales y económicas de los productores de las diferentes zonas en que se implementan. Asesoría e interventoría en obras de infraestructura, para la producción agropecuaria y para la conservación de dicha producción. Desarrollo de programas de capacitación y transferencia de tecnología agropecuaria para comunidades de productores y para funcionarios y técnicos de entidades públicas y privadas que laboran en el sector agropecuario..

4.5. REQUISITOS BÁSICOS PARA SER INGENIERO AGRÍCOLA Antes de iniciar la carrera de Ingeniería Agrícola, sería de gran utilidad para el estudiante haber vivido o trabajado en una finca. Sin embargo, las experiencias y habilidades necesarias pueden ser adquiridas (y frecuentemente lo han sido), durante su formación académica y aún después de ella en el desempeño profesional. El aspirante a convertirse en Ingeniero Agrícola debe tener claro dos requisitos fundamentales34 . 34 MARTIN J. W; Mc Colly A. 1955. “An Introduction to Agricultural Enginnering”. AVI Wesport. Co. USA.

• Real interés por el sector agropecuario: El ambiente rural, las características socioeconómicas de sus gentes, los cultivos, los animales, la vitalidad del medio. La conjugación de estos aspectos, permiten visualizar al sector agropecuario como una fuente imprescindible de suministro de alimentos para toda la población, de materias primas para la industria y por ello una vía fundamental para el desarrollo de la nación. • Tener vocación de Ingeniero: La más importante herramienta de un ingeniero es su habilidad con las matemáticas y en la interpretación de los principios de las ciencias naturales (física, química y biología). Las experiencias del colegio son una buena indicación, más no una comprobación. El ingeniero debe tener la habilidad de analizar un problema y aplicar los principios de las ciencias naturales y las matemáticas a su solución de manera creativa y racional. Su interés y pericia con las ciencias naturales es esencial. En realidad las Ciencias Naturales al lado de las matemáticas son la base de toda ingeniería. Para el Ingeniero Agrícola en particular, es importante el conocimiento y manejo adecuado de los conceptos y fundamentos de la biología, pues su trabajo ingenieril lo aplicará a seres vivos (vegetales, animales). El Ingeniero Agrícola no necesita ser un experto en todas o en algunas de las ciencias, pero si dominar los principios básicos de todas ellas. Igualmente deberá mostrar una gran disposición para el trabajo interdisciplinario.

55 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

5 ÁREAS DE LA INGENIERÍA AGRÍCOLA La Ingeniería Agrícola tiene definidas muy clara y específicamente sus áreas de estudio, las cuales le permiten al profesional desempeñar adecuadamente su función técnica en beneficio del desarrollo del sector agropecuario.

5.1 INGENIERÍA DE RECURSOS DE AGUA Y SUELO Trata del diseño, construcción y operación de obras tendientes a regular el complejo AGUA - SUELO - PLANTA, conservando y adecuando el suelo, con el fin de crear condiciones óptimas para la producción de alimentos. Los cambios fundamentales en los sistemas de producción agrícola y en los métodos de cultivo, han obligado a desarrollar programas de conservación de suelo, agua y demás recursos naturales. Estos programas se han trazado con la finalidad de que se alcancen tres propósitos básicos: • Control de pérdidas se suelo por erosión y agotamiento de la fertilidad. • Prevención de la destrucción del suelo por causa del agua. • Conservación del agua para su uso. La ciencia del riego no se limita a la simple aplicación del agua a la planta a través del suelo, sino que comprende todo el proceso que va desde la fuente de abastecimiento hasta el predio o finca y de allí al canal de drenaje para el retiro de los excedentes de agua.

5.1.1. Relación Agua - Suelo - Planta Esta relación está basada en las propiedades físicas de los suelos y en las de las plantas que afectan el movimiento, retención y uso del agua, que deben ser tomadas en cuenta en la proyección y el mantenimiento de sistemas de riego y drenaje. Al planear dichos sistemas se deben considerar factores como la capacidad retentiva del suelo, especialmente en la zona de desarrollo radicular de la planta, el grado de captación de agua del suelo, el tipo de enraizamiento del cultivo y la cantidad de agua que dicho cultivo requiera. De igual manera es necesario tener conocimientos prácticos de todas las relaciones suelo - planta - agua, para poder planear eficazmente la aplicación adecuada del agua a los cultivos en determinados terrenos y poderse adaptar a las condiciones de los mismos35 . Considerando que el suministro de agua en el suelo es indispensable para la vida y el crecimiento de la planta, es necesario conocer la forma en que el agua se mueve en el terreno, la cantidad de agua que puede captar el subsuelo, la cantidad de líquido que puede aprovechar la planta y la forma en que debe reabastecerse el suministro. Al suministrar agua a un suelo seco, ya sea por lluvia o por riego, dicho elemento se distribuye alrededor de las partículas y se retiene por fuerzas de adhesión y cohesión, desplaza el aire en las cavidades y finalmente llena los poros. El agua que se deposita en los poros grandes y que se filtra fácilmente por gravedad se conoce como agua de gravitación o agua libre. Cuando se suspende el suministro en la superficie, el agua continúa colándose por entre dichos poros durante varios días y en los suelos propicios al desagüe el agua libre de la superficie logra filtrarse antes de que los cultivos sufran daños; los poros grandes se vuelven a llenar de aire y el agua contenida en los poros pequeños sigue moviéndose por capilaridad, por lo cual se le conoce como agua capilar. Estas dos formas de agua en el suelo deben ser manejadas muy meticulosamente, ya que de ellas depende la aplicación adicional de este elemento. (44) Para planear un sistema de riego y formular recomendaciones sobre el empleo de técnicas mejoradas para usar el agua, se necesita saber la cantidad de este líquido utilizable para que la planta exista en el suelo. El agua presente en el suelo presenta cierta resistencia a ser tomada y por ello las plantas tendrán que gastar energía en tomarla. Se considera que el agua debe estar en

35 PALAZON, Ramón. 1977. “Planeamiento de Sistemas de Riego”. Servicio de Conservación de Suelos. Departamento de Agricultura de los Estados Unidos. México D.F.

57 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

condición tal que la energía gastada en esa toma no afecte la productividad del cultivo36 Para expresar la condición del agua en el suelo se usan algunas expresiones tales como: • Capacidad de Campo: Es la condición de máximo almacenamiento de agua en el suelo. Este se encuentra en “capacidad de campo”, cuando no puede retener más agua contra la acción de la gravedad, siempre que no exista un factor limitante en el perfil. • Punto Permanente de Marchitamiento: Representa el índice de humedad del suelo en el cual las plantas no obtienen la suficiente agua para sus necesidades de transpiración. En ésta situación la planta se marchita y así permanece hasta que se le suministra más agua. • Umbral de Riego: Es la condición del suelo en el que el agua está retenida en forma tal que la cantidad que pueda tomar el cultivo y la cantidad de trabajo que tiene que ejecutar, comienza a afectar su productividad. Es la condición en que debe regarse el suelo cultivado.

5.1.1.1 Funciones del Agua en los Cultivos El agua constituye aproximadamente el 85% del peso total de las plantas herbáceas y un 50% de las leñosas. Es tan importante para la planta que una disminución en su contenido causa cambios estructurales y hasta la muerte. Las principales funciones que desempeña el agua en los cultivos son (55): • • • •

Fuente constitutiva del protoplasma. Disolvente de los nutrientes Reactivo de algunos procesos Mantiene la turgencia celular.

Luego de determinar los diferentes factores que afectan la relación agua-suelo-planta, se deben tener en cuenta los parámetros que inciden de una u otra manera en la planeación de un sistema de riego, facilitando la conservación de las condiciones naturales del suelo y el ambiente.

36 UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA. 1988. “Sistemas de riego”. Memorias del Curso Dictado en Apartadó (Antioquia). Facultad de Ciencias Agropecuarias. Medellín Colombia.

5.1.2. Criterios de Selección de un Sistema de Riego La elección del método de riego más conveniente es de vital importancia en la consecución de los máximos beneficios que se logran con el aumento de la producción de los cultivos. El empleo de un método inadecuado traerá consecuencias en la aplicación del riego mismo y a su vez daños en el suelo. La selección del método de riego se basa en varios criterios tales como: tipo de cultivo, suelo, topografía, clima, disponibilidad de la mano de obra, disponibilidad del agua, economía, etc. De igual manera, se deben tener en cuenta las labores vinculadas al desarrollo físico, manejo de riego y administración de la finca en general37

5.1.2.1. Cultivos Es un criterio muy importante, puesto que en la mayoría de los casos el tipo de cultivo prácticamente determina el método de riego. La densidad de siembra, la separación entre plantas, la mayor o menor tolerancia de volúmenes de agua, la susceptibilidad de las plantas a ciertas enfermedades en determinando ambiente, la proyección de labores mecanizadas, las dificultades operativas del sistema, son variables inherentes al cultivo mismo y de cuyo análisis e interacción entre ellos, dependerá la decisión sobre el sistema de riego más conveniente a emplear.

5.1.2.2. Topografía La topografía es un factor de gran importancia para determinar la implantación de riego, así como su selección y el tipo de estructura a utilizar en el mismo. La relativa elevación del medio de aprovisionamiento del agua, las características de la superficie entre la fuente y el área que va a regarse, sus diferentes secciones y sus salidas o drenajes, son los factores que deben tomarse en cuenta para proyectar un sistema apropiado de conservación del riego agrícola. Todo esto puede determinarse mediante una inspección del terreno, siendo muchas veces necesario un reconocimiento edafológico. La información topográfica requerida para planear la mayoría de los sistemas de riego y sus métodos de aplicación incluyen como mínimo lo siguiente: • Procedencia y elevación de la provisión de agua para el área que va a trabajarse. • Determinación de las características del terreno tales como bardas, edificios, caminos y fajas protectoras que influyan en el croquis y en el diseño del sistema. • Límites actuales del terreno. 37 GRASSI, Carlos. 1981. “Métodos de Riego”. Centro Interamericano de Desarrollo Integral de Aguas y Tierras (CIDIAT). Mérida - Venezuela.

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• Tipo de drenaje del terreno, incluyendo desembocadura. Cualquier otra información topográfica que se haga necesaria depende del método de aplicación de agua.

5.1.2.3. Suelo Las características físicas internas del perfil del suelo como; profundidad, textura y estructura, drenabilidad, contenido de fragmentos gruesos y en particular los aspectos de la relación agua - suelo vinculados al riego como son la capacidad del suelo para almacenar agua y la velocidad de penetración del agua en el mismo, se constituyen en parámetros de análisis en el momento de decidir el tipo de riego que debe emplearse. Además se debe tener en cuenta que es el suelo el cimiento sobre el que se va a construir el sistema de conservación y distribución del riego. Para planear el riego es esencial hacer un reconocimiento edafológico que es la base para determinar si los suelos son regables y poder entonces adoptar el sistema más adecuado.

5.1.2.4. Disponibilidad del Agua El agua necesaria para los cultivos que van a atenderse debe estar disponible cuando estos lo requieran. La provisión de agua es con frecuencia, el factor básico en la posibilidad de emplear el riego y en la extensión del terreno que pueda irrigarse. Es conveniente antes de planear conocer factores como las posibles fuentes de abastecimiento, su potencialidad, su calidad y cantidad para cada predio, determinando además las variantes en el abastecimiento del líquido durante las diferentes épocas del año. Si el agua es cara o escasa, ello obliga a su uso más eficiente y el empleo de métodos de riego que garanticen el logro de altas eficiencias. Contrariamente, el agua barata y abundante no resulta un incentivo para lograr un mayor rendimiento del recurso, mediante el empleo de buenas prácticas de riego (22). La fuente básica de agua para riego es la precipitación.

5.1.2.5. Clima El clima es un factor que influye en el riego de toda una superficie. En relación con el riego, su clasificación (húmeda, semiárida, árida) se basa en la precipitación

pluvial. Las regiones húmedas reciben más de 750 mm. De precipitación/año, el semiárido de 420 a 700 mm. /año y el árido menos de 420 mm. /año. El clima afecta directamente la forma y requerimientos en el desarrollo de las plantas, en consecuencia, el sistema de riego debe diseñarse en forma tal que se adapte a las condiciones climáticas existentes.

5.1.2.6. Precipitación La precipitación anual determina el volumen de agua disponible para almacenamiento. Las lluvias y su distribución durante el ciclo vegetativo afecta el volumen y la frecuencia de riego necesario. Las tierras que reciben un volumen apreciable de aguas lluvias durante la temporada de desarrollo, pueden requerir una pequeña porción de agua para riegos según sea la distribución pluvial. La precipitación excesiva o de alta intensidad produce arrastres o excedentes que pueden producir erosión y requerir desagües. Al proyectar el sistema deben tenerse en cuenta medidas de control del desagüe y la erosión38 .

5.1.2.7. Temperatura La temperatura influye directamente en los volúmenes de agua necesarios para la producción y el diseño de un sistema de riego. El desarrollo de la mayoría de las plantas se retarda o se detiene a bajas temperaturas. Como la evaporación y la transpiración son naturalmente rápidas a temperaturas altas, la humedad del suelo se agota más pronto. La duración del ciclo de crecimiento y las temperaturas durante el mismo son determinantes en el tipo de plantas que convenga cultivar lucrativamente. Mediante el riego es posible prolongar la temporada de desarrollo para ciertos cultivos, así mismo el riego puede emplearse para controlar temperaturas elevadas durante el día que, de otra manera, reducirían la cantidad y calidad del fruto. Aparte de todos estos factores es importante incluir otros parámetros que determinan el sistema más adecuado a emplearse como son: • • • • • • • • 38

Tipo de explotación Mano de obra Equipo agrícola disponible Fuerza motriz disponible Equipo e instalaciones locales Sistemas de caminos de acceso Análisis económico Análisis socioeconómico. ADIROV, I. P. et al. 1995. “El Riego”. Editorial Mir. Moscú - URSS.

61 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

Todos los factores enumerados son necesarios de evaluar para lograr un eficiente desarrollo agrícola, teniendo como base que el Ingeniero Agrícola está en capacidad de evaluar y diseñar cada uno de los medios para lograr un desarrollo integral del campo sin deteriorar las condiciones existentes en cada región.

5.1.3. Riego Dentro de las prácticas agrícolas actualmente en uso, la irrigación es quizá una de las más antiguas y su aparición se confunde con la de las más antiguas civilizaciones. La práctica de regar los campos, con objetivos agrícolas, fue practicada por la mayoría de los pueblos que habitaron la tierra en diferentes épocas y continentes. El riego puede definirse como la práctica agrícola que tiene por objeto suplir las necesidades hídricas de las plantas, creando en el suelo un contenido de humedad ideal para el desarrollo vegetal.39 Así mismo se define como la aplicación artificial de agua al suelo con el fin de suministrar a las especies vegetales la humedad necesaria para su óptimo desarrollo. El riego está fundamentado en utilizar al suelo como un reservorio de agua para que las plantas puedan extraer de éste la humedad necesaria para sus procesos biológicos, debiendo estar disponibles en calidad, cantidad y en tiempo oportuno.

5.1.4. Métodos de Riego Los métodos de riego se pueden clasificar dependiendo de la forma de aplicación del agua al terreno en: • Aplicación del agua sobre el terreno. Llamado método de SUPERFICIE o GRAVEDAD. El agua se aplica sobre la superficie del terreno, escurriendo o circulando sobre ella. El avance del agua es debido a la acción de la gravedad. • Aplicación del agua por debajo del terreno, o, SUB - IRRIGACION. Es necesario que exista una capa de agua con nivel próximo a la superficie, pero por debajo de la zona de desarrollo radicular. El movimiento del agua en el suelo es por acción capilar y en todas direcciones. • Aplicación del agua por encima del terreno. Son los métodos de ASPERSION. El agua es pulverizada en el aire, rompiéndose en pequeñas gotas que caen sobre el suelo en forma de lluvia.

39 Roberto Testezlaf. 1.992. Irrigación Cap. 6. En “Introducción a la Ingeniería Agrícola” Universidad Estadual de Campinas. UNICAMP. Campinas. SP. Brasil

• Aplicación gota a gota, denominado GOTEO. El agua se aplica por boquillas o goteros implantados a lo largo de una conducción de pequeño diámetro que proporciona el agua gota a gota a la planta. No se humedece la totalidad del terreno y se ahorra grandes volúmenes.

5.1.4.1. Riego por Superficie En el riego por superficie, el agua escurre a través de pequeños cauces (surcos), o, en una delgada lámina que cubre todo el terreno (melgas o bordos). (1). Lo que se intenta en ambos casos es hacer que el agua aplicada se filtre en cortos recorridos. En el riego por superficie el movimiento del agua no es permanente y la velocidad de infiltración varía en función del tiempo ya que actúan muchas variable (según Hasen 1960, citado por Grassi 1981), a saber: caudal de agua aplicada, velocidad de avance del agua sobre el terreno, longitud de la parcela, tirante de agua, velocidad de infiltración, pendiente del terreno, aspereza del terreno, forma del surco o melga y lámina de agua a aplicar. El método de superficie tiene tres fases: • Fase de avance: Es la primera fase y determina la distancia recorrida por el frente de agua durante un tiempo determinado. El avance de agua depende principalmente del caudal, de la pendiente, de las características del suelo al aplicar el agua y de la forma y tamaño del cauce. • Fase de almacenamiento: Esta se inicia cuando la superficie del suelo está cubierta por agua y por consiguiente está sujeta a las características de infiltración de agua en el suelo. • Fase de receso: Una vez que la lámina total de agua necesaria para riego ha entrado a la parcela, se suspende completamente la entrada del agua a la cabecera. Continuará fluyendo agua hacia la parte baja de la parcela, por un corto tiempo y el agua que estaba sobre la superficie o bien se ha filtrado, o bien ha fluido hacia la parte baja del campo. El método de riego superficial se puede dividir en dos, a saber: 1. Riego por Surcos: El riego por surcos ocupa un lugar importante dentro de los métodos de riego superficial. Es utilizado en cultivos en hileras y en suelos de medianas velocidades de infiltración. Dentro de esta modalidad se conocen: • Riego por surcos en declive: Los surcos en declive consisten en pequeños canales con una pendiente continua casi uniforme que sigue la misma dirección del riego en plantíos en hileras. Puede haber uno o más surcos entre las hileras. Para evitar

63 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

erosión debida a la velocidad del agua se acepta como criterio preliminar una pendiente no mayor del 2%. • Riego por surcos en contorno: Este método es muy similar al de surcos en declive por lo que respecta a la forma de aplicación de agua, pero los surcos que están casi a nivel distribuyen el agua a través de terrenos en lomerío, preferentemente a los que siguen las pendientes a los surcos en contorno. Su empleo más importante es en terrenos con inclinaciones demasiado pronunciadas.

2. Riego por melgas: Consiste en inundar el terreno por lotes o áreas de formas regulares. Es utilizado principalmente en cultivos de arroz con resultados eficientes para el mismo. En el riego por melgas se encuentran dos modalidades: • Melgas en curvas a nivel: El método se basa en la aplicación rápida del agua en áreas niveladas rodeadas por diques que mantienen el agua a una profundidad uniforme hasta que ha penetrado en el suelo. Puede emplearse en cultivos como arroz y pastos, o en cultivos en hileras de buena tolerancia a períodos cortos de inundación.

• Melgas en declive: Este método se emplea en cultivos densos como cereales y forrajes, o en huertos cuando entre los árboles existe un cultivo de cobertura. Equivale al anegamiento controlado en la superficie. El terreno a regar se debe dividir en fajas mediante diques paralelos. Estas fajas deben tener un declive leve en la dirección del riego. Cada faja se riega en forma separada con una corriente de agua en el extremo superior suficientemente grande, para que se extienda a todo lo ancho entre los caballones sin rebosarlos. Presenta las siguientes ventajas: *Baja mano de obra. *Eficiencia Satisfactoria Entre las desventajas se puede citar: *Elevado costo de instalación para melgas en declive *Utilización de altos caudales

5.1.4.2. Riego Subsuperficial El riego subsuperficial consiste en aplicar el agua de riego por debajo de la superficie del terreno la cual asciende por el fenómeno de capilaridad y humedece de esta forma la zona de raíces del cultivo. Se utilizan dos métodos: 1. Zanjas: El riego se aplica mediante zanjas o brechas expuestas en donde se mantiene la capa freática a una profundidad determinada, normalmente de 30 a 60 cm, dependiendo de las características de las raíces de los cultivos, pero teniendo en cuenta que debe ir por debajo de la zona de desarrollo radicular. 2. Tubería Subterránea: En éste sistema el agua es conducida a través de tubos pequeños que se han enterrado a una profundidad conveniente y que poseen perforaciones en las uniones, siendo el medio por el cual se aplica el agua al suelo. Esta distribución también puede emplearse como desagüe, siendo una de las ventajas con respecto a las zanjas, pero tiene mayor costo de instalación. El método de riego subsuperficial es apropiado para las tierras que poseen una textura uniforme y tienen permeabilidad suficiente para que el agua se movilice con rapidez horizontal y verticalmente y a una distancia conveniente bajo las zonas de raíces. Las principales ventajas del riego subsuperficial son:

65 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

• Trabajos de labranza menores • Baja mano de obra Las desventajas son: • Topografía uniforme • Costos de instalación altos • Altos caudales de agua.

5.1.4.3. Riego por Aspersión Mediante este método se pretende reproducir la lluvia natural. Es un sistema mecanizado en el cual el agua de riego se bombea desde la fuente de abastecimiento a

través de tuberías, hasta rociadores en los que se fracciona el caudal en innumerable cantidad de gotas que se precipitan al suelo en forma de lluvia. Las ventajas de riego por aspersión son (1) *Mecanización del proceso de riego y disminución del costo de la mano de obra. *Conservación de la estructura del suelo. *Movilidad y operatividad con respecto al suministro de agua para regar con más frecuencia. *Posibilidad de regular con más precisión la profundidad de humedecimiento del suelo. *Posibilidad de usarlo en relieves complejos y en pendientes elevadas. *Humedecimiento tanto del suelo como de las plantas y aumento de la humedad de la capa superficial del suelo. *Se crean condiciones para facilitar el empleo de labores mecanizadas en los cultivos. *Posibilidad de efectuar control de heladas. *Economía de agua.

Elementos básicos de un sistema de riego por aspersión El sistema de riego por aspersión está compuesto básicamente de las siguientes partes: • Una fuente de potencia: Es la que proporciona la energía necesaria para que el agua adquiera una presión determinada que actúa sobre los aspersores. Esta fuente puede ser una bomba o una caída por diferencia de nivel que permite aprovechar la acción de la gravedad. • Una tubería principal: Sirve para conducir el agua desde la fuente de abastecimiento hasta las tuberías laterales. • Tuberías laterales: Son las que sirven de soporte a los aspersores y conducen el agua hasta cada uno de ellos. • Elevadores: Sirven de unión entre el lateral y el aspersor. • Aspersores o aplicadores: Son los que envían el agua en forma de lluvia sobre el suelo. La figura 5.3 muestra los componentes básicos de un sistema de riego por aspersión.

Tipos de sistemas de riego por aspersión Los sistemas de riego por aspersión se encuentran clasificados en tres categorías, las que a su vez se subdivide según las condiciones de movimiento que el sistema tiene en el campo, basándose principalmente en las características del lateral. 1. Permanentes:

67 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

Son aquellos que tienen todo el sistema de tubería permanente localizado, generalmente enterrados, no interfiriendo en las labores agrícolas. Tiene un costo de instalación mayor, pero la de mano de obra es mucho menor que en los otros casos. Utilizan aspersores de acople rápido y las presiones de trabajo son bajas. En esta categoría se encuentran los sistemas de microaspersión.

2. Semipermanentes: En este sistema la tubería principal se encuentra generalmente enterrada y los sistemas laterales son portátiles. Los costos de instalación son un poco menores que los de las permanentes, pero los de operación son mayores. Utilizan presiones medias para su funcionamiento. A esta categoría pertenecen los sistemas de pivote central, desplazamiento lateral y laterales desplazables manualmente. 3. Portátiles En este sistema los laterales son portátiles. Los costos de instalación son mayores que en los anteriores porque las tuberías se pueden utilizar en diferentes sitios, lo que hace

aumentar la mano de obra, de operación y de mantenimiento. Incluye los siguientes subsistemas: • De un solo aspersor: En él se utiliza un aspersor grande, gigante o tipo cañón, con el cual se puede regar grandes extensiones de terreno. • Máquinas para regar en círculo con varios aspersores: Consiste en un lateral suspendido en su punto medio por un armazón y cables desde un eje, el cual a su vez está montado sobre un malacate. La figura 5.4 muestra el esquema de un sistema de riego por pivote central.

Los aspersores El aspersor más sencillo es un orificio practicado en la pared de la tubería de conducción; cuando el agua a presión pasa a través de él, el chorro sale descompuesto en gotas formando una lluvia al caer sobre el suelo. El sistema se ha perfeccionado colocando boquillas sobre el orificio.

69 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

Todos los aspersores están conformados bajo una misma base y esencialmente están constituidos por una tobera simple o doble provista de boquillas calibradas. La rotación de los aspersores se debe al empuje que el chorro de agua al salir de las boquillas produce sobre una base móvil, la cual es obligada a volver a su posición inicial con un contrapeso y un resorte. Este movimiento del brazo hace que las toberas giren alrededor de su eje. La figura 5.5 muestra la clasificación de los aspersores de acuerdo a su presión.

5.1.4.4 Riego por Goteo Definido en forma sencilla como la aplicación gota a gota del agua alas plantas. Es una técnica que consiste en suministrar en la zona de raíces de la planta, la dosis exacta de agua y fertilizantes necesarios para su desarrollo40. Un sistema de riego por goteo está compuesto básicamente de los siguientes elementos: 1. • • • •

Sistema de bombeo: Bomba Válvulas de paso Sistema de arranque y protección térmica de la bomba Medidores de caudal.

2. • • • •

Sistema de Filtrado Filtros de arena Filtros de malla Hidrociclón (separador de arenas) Medidores de presión

3. • • •

Sistemas de fertilización: Inyector Tanque de mezclado Válvulas de control de flujo.

40

GONZALEZ, C Y MENDOZA, G. 1.989. “Riego por Goteo” ABC de la Tecnología. Número Especial. Cartilla Divulgativa. Convenio SENA- UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA. Bogotá. Colombia

71 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

4. • • •

Sistemas de distribución: Línea principal Laterales Goteros.

5. • • • •

Control Automático. De encendido y apagado de la bomba De aplicación y dosificación de fertilizantes Para limpieza de filtros (retro-lavado) Operación del riego (Apertura y cierre de válvulas)

Ventajas del riego por goteo Según González y Mendoza (21), las principales ventajas del riego por goteo son: • Economía de agua y de nutrientes: Al aplicar solo las cantidades necesarias de agua y de nutrientes a través del sistema de riego se reducen de manera considerable las pérdidas por escorrentía (la que escurre sobre la superficie del terreno) y por percolación (agua que se infiltra en el suelo pero por debajo de la zona de desarrollo radicular y por tanto no es aprovechada por la planta). • Aumento de la producción: El óptimo aprovechamiento del agua y los nutrientes traerá como consecuencia mejores rendimientos en los cultivos y en algunos casos reducción del período vegetativo. Lo anterior significará mayores rendimientos económicos para el agricultor. • Control de malezas y enfermedades: Que se logra al poder aplicar agroquímicos a través del sistema y por la formación de zonas secas que impiden el crecimiento de malezas. • Bajos requerimientos de presión: En los sistemas de riego por goteo se utilizan bombas de menor capacidad que en los sistemas de riego por aspersión. • Posibilidad de regar en todo tipo de terreno: No existen barreras para su empleo en cuanto se refiere a topografía y tipo de suelo. El sistema puede ser empleado en zonas con alta pendiente. • Utilización de aguas con alta salinidad: Al mantenerse un contenido de humedad alto y casi constante, comparado con otros sistemas de riego, se pueden utilizar aguas con alto contenido de sales sin que se vea afectado el desarrollo del cultivo.

Desventajas • Alto costo de instalación y mantenimiento.

• Taponamiento de los goteros: Por tener los goteros orificios de salida con diámetros muy pequeños, debe disponerse de un sistema de filtrado muy eficiente para evitar el taponamiento de estos. • Salinización de suelos: Las sales presentes en el suelo se acumulan alrededor del bulbo de humedecimiento y pueden penetrar a este cuando no se presentan lluvias suficientes que las hagan descender a profundidades donde no afecten el cultivo. • Susceptibilidad al ataque de insectos, roedores y pájaros. • Dispendiosa inspección del funcionamiento del sistema: Debido a la gran cantidad de pequeñas partes que lo conforman. La figura 5.6 muestra el montaje de un sistema de riego por goteo para frutales.

5.1.5. Drenaje de Tierras Agrícolas El drenaje agrícola consiste en la eliminación por medios naturales o artificiales, de los excesos de agua tanto del perfil del suelo como de su superficie, a fin de mantener las condiciones de aireación y actividades biológicas apropiadas para lograr un normal desarrollo de los cultivos41 . El drenaje da lugar a la explotación de nuevas zonas o al cambio en el tipo de cosecha, porque las condiciones son más favorables para una gama mayor y diferente de cultivos. Causas del problema: El exceso de agua sobre la superficie de los terrenos y en el perfil del suelo puede ser debido a varias causas42 : • Precipitaciones • Inundaciones • Limitantes topográficas • Limitantes edáficas • Recarga del flujo freático por flujo subterráneo.

41 Universidad Nacional de Colombia, Seccional Palmira - ASOCIA - C. V. C. 1988. Drenaje Agrícola y Recuperación de Suelo Salinos. Memorias - Curso Taller. Cali. 42 PALAZON, Ramón. 1975. “Principios de Avenamiento y Drenaje”. Servicio de Conservación de Suelos. Departamento de Agricultura de los Estados Unidos. México D.F.

73 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

Se considera que hay exceso de humedad como limitante para el desarrollo de la actividad vegetal en un suelo agrícola cuando menos del 10 % del espacio poroso está ocupado por aire. El exceso de agua en el interior del suelo agrícola tiene las siguientes consecuencias43 . Daño a los cultivos. Limita el intercambio gaseoso entre las raíces y la atmósfera; además cuando hay nivel freático alto, se reduce el espacio poroso para las raíces. Los daños en la producción depende de: • Tipo de cultivo • Duración del efecto del mal drenaje • Estado de desarrollo del cultivo • Edad de la planta. Dificultad en las diferentes labores de mecanización. Con un mal drenaje se tiene: • Dificultad para la preparación de suelos • Preparación deficiente y compactación del suelo 43 Según las memorias del Curso de Drenaje dictado por la Universidad Nacional - C.V.C. y ASOCIA en 1988.

• • • •

Dificultad para labores culturales Dificultad para la cosecha No se puede programar bien la siembra. Daños a la maquinaria

Problemas sanitarios • Proliferación de enfermedades • Proliferación de plagas, especialmente de insectos. Daños a la infraestructura Por el mal drenaje se ven afectadas las vías, canales, construcciones rurales, alcantarillas, etc.

5.1.5.1 Métodos de Drenaje Para solucionar o mermar los problemas que ocasionan los excesos de agua en un suelo agrícola existen dos métodos que dependen de las condiciones del terreno y la gravedad de la problemática presentada, así como de la necesidad de evacuar aguas ya sean superficiales o subsuperficiales (45). 1. Drenaje Superficial: Drenaje superficial es la remoción de excesos de agua que se acumulan sobre la superficie del terreno, antes que se perjudique el normal desarrollo de los cultivos. Es el método más indicado para regiones de relieve plano y en suelos con baja permeabilidad o con presencia de una capa impermeable a poca profundidad44 . La construcción de un drenaje superficial no es normalmente suficiente para garantizar la eliminación a su debido tiempo, de los excedentes de agua superficial. Además de la construcción de canales, la microtopografía del terreno tiene casi siempre que cambiarse. Esta operación se denomina preparación del terreno, reconociéndose dos procesos: • Emparejamiento: Significa el alisado de la superficie del terreno sin cambio en su topografía general. • Nivelación del terreno: Consiste en la formación del paisaje del terreno, desmontado, rellenado y afinado para conseguir superficies continuas, planas, niveladas, con pendiente siempre descendentes hacia los drenes superficiales. 2. Drenaje Subterráneo o Subsuperficial.

44 E.J.A. Leme. 1.992. Drenagem de Terras Agrícolas. En “Introdução a Engenharia Agrícola”. Cap. 7. Universidad Federal de Campinas. SP. Brasil.

75 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

Utilizado para la remoción de excesos de agua que se presentan abajo de la superficie del suelo. Para este tipo de drenaje se recomiendan los drenes de alivio y los drenes interceptores. Los principales materiales empleados para el drenaje subsuperficial son los tubos de barro y los tubos de concreto. Otros tipos incluyen el tubo metálico corrugado, el tubo de fibra bituminosa y la tubería de plástico. Los tubos y las cañerías generalmente se fabrican con longitudes largas y deben ir perforados para permitir que el agua fluya hacia el interior. Los tubos metálicos generalmente se utilizan solo para condiciones especiales tales como debajo de terraplenes elevados, o a través de los caminos por donde la carga es excesiva y en las salidas de los tubos de barro. La tubería de plástico es conveniente para drenaje en ciertas condiciones y estos tubos son adecuados con pendientes mayores del 0.5 %. Los tubos de fibra bituminosa o los rígidos de plástico, son prácticos y pueden competir económicamente con los tubos de barro o concreto.

5.1.5.2. Tipos de Sistemas de Drenaje El tendido del sistema de drenaje depende de la magnitud del problema de eliminación (45). Para drenaje uniforme de superficies grandes, el sistema de parrilla y el del esqueleto de pescado (espina de pescado) son comunes, pero con frecuencia se requiere la combinación de dos o más de estos sistemas. Cuando el drenaje está localizado, los tubos se colocan donde se necesitan sin tomar en cuenta una distribución o localización especial. En el sistema subsuperficial puede distinguirse tres categorías de drenes: • Drenes Topo: Son conductos subterráneos no revestidos, cuya durabilidad está sujeta a Estabilidad estructural del subsuelo, contenido de humedad del suelo en el momento de la instalación, cantidad e intensidad de lluvia, profundidad, diámetro del conducto topo, equipo y métodos de instalación. La principal ventaja del drenaje topo es su bajo costo inicial. • Drenes Abiertos: Son zanjas ubicadas lateralmente con una pendiente establecida. Algunas máquinas pueden excavar automáticamente la zanja y otras están equipadas para colocar un drene de grava para recubrir la zanja. Requieren un mantenimiento riguroso y por ende su costo de mantenimiento es alto. Estos evitan las fluctuaciones del nivel freático aunque también pueden recoger la escorrentía superficial. El agua va al sistema principal de drenaje a través del cual es conducida a la salida del área. • Drenes Enterrados: Están conformados principalmente por tubos de arcilla, concreto o plástico. Estos se instalan en zanjas excavadas a máquina, recubriéndolos con una capa de grava por debajo y alrededor del tubo.

Beneficios agrícolas que se obtienen al drenar un lote: • • • • • •

Mejora en la estructura del suelo Adecuación en la aireación del suelo Disminución del peligro de Salinización Reducción de erodabilidad Elevación del perfil tecnológico Aumento notable de la productividad agrícola

5.2. CONSTRUCCIONES RURALES Las construcciones agrícolas son todas aquellas estructuras o edificaciones destinadas para fines agropecuarios o agroindustriales, localizadas en zona rural.

El papel del ingeniero agrícola en este campo consiste en planear, diseñar y construir obras de infraestructura destinadas al sector rural, para suplir una necesidad social de producción, conservación y/o transformación primaria de alimentos de origen agropecuario, cumpliendo con requisitos estructurales y térmicos. Con el propósito de efectuar correctamente la planeación de una construcción rural, se deben analizar desde el punto de vista técnico y económico todos los factores de producción involucrados. Cualquiera que sea el tipo de instalación rural a ser construida, se debe prever su carácter funcional de modo que sean confortables, higiénicas, simples y económicas. Cuando se pretende diseñar una estructura agrícola es necesario conocer las características de los materiales a emplear desde el punto de vista mecánico y térmico, ya que estos dos elementos enmarcan la filosofía del Ingeniero Agrícola en el área de Construcciones Rurales; es por esta razón que se adquieren los argumentos sólidos en las diferentes materias que soportan esta línea de acción, a saber: • • • •

Resistencia de materiales Análisis de estructuras. Estructuras agrícolas Construcciones Rurales

En estas materias se dan a conocer la composición, resistencia mecánica, propiedades físicas, dimensiones y formas comerciales de los materiales empleados en los procesos constructivos, conjuntamente con los parámetros de diseño estructural, al igual que los diferentes tipos de estructuras agropecuarias que son necesarias en el campo.

77 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

Los conocimientos adquiridos en éstas áreas específicas le permitirán al Ingeniero Agrícola, diseñar y construir una estructura funcional y adecuada para la explotación agropecuaria.

5.2.1 Principales Estructuras Agropecuarias 5.2.1.1 Construcciones Agrícolas http://www.construinvernaderos.com/

INVERNADEROS Es toda aquella estructura cerrada cubierta por materiales transparentes, dentro de la cual es posible obtener unas condiciones artificiales de microclima que permitan alcanzar alta productividad, a bajo costo, en menos tiempo, sin daño ambiental, protegiéndose de las lluvias, el granizo, las heladas, los insectos o los excesos de viento que pudieran perjudicar un cultivo y con ello cultivar plantas todo el año en condiciones óptimas. http://es.wikipedia.org/wiki/Invernadero_solar_(t%C3%A9cnico) Los Invernaderos son estructuras de particular importancia en el trabajo del Ingeniero Agrícola, dentro del área de Construcciones Agropecuarias y su diseño, construcción y operación debe responder a dos criterios fundamentales: el estructural y el ambiental. Basicamente son utilizados en los denominados sistemas de producción agrícola protegida o bajo cubierta. La función del invernadero es dejar pasar la radiación solar de onda corta y mediante efecto invernadero atrapar la energía de esa radiación para aumentar y mantener la temperatura interna sobre la del exterior. En el invernadero se diminuye la evapotranspiración de los cultivos.

http://edu.jccm.es/ies/aguasvivas/images/stories/mate_inv_0.jpg La orientación del invernadero debe hacerse en la dirección norte-sur de manera que quede expuesta, durante la mayor parte del día, la mayor proporción del área de superficie exterior tal como se muestra en la siguiente figura:

79 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

http://www.infoagro.com/industria_auxiliar/tipo_invernaderos.htm Selección de un Invernadero: El tipo de invernadero a seleccionar depende de varios factores a saber: •

Tipo de suelo: Se deben elegir suelos con buen drenaje

•

Topografía: Lugares con pequeña pendiente orientados de norte a sur.

•

Vientos: Se tiene en cuenta la dirección, intensidad y velocidad de los vientos dominantes.

•

Exigencias bioclimáticas de la especie en cultivo.

•

Características climáticas de la zona donde vaya a construirse el invernadero

•

Disponibilidad de mano de obra (factor humano)

Los invernaderos se pueden clasificar según las características de sus elementos constructivos de la siguiente manera: • Por su perfil externo

• Según su fijación o movilidad • Por el material de cubierta • Según el material de la estructura.

http://html.rincondelvago.com/construccion-de-invernaderos.html Los invernaderos se subdividen según el material de estructura de la siguiente manera: •

De madera.

•

De palos y alambre.

•

Metálica ( de perfil en ángulo, de tubo circular o cuadrangular, de hierro redondo o cabilla )

•

De hormigón.

•

De pilares de plástico reciclado.

Según el material de cubierta: •

Lámina flexible: Polietileno, Copolímero EVA, PVC, Polipropileno.

•

Placa semirrígida: Policarbamato, Poliéster, PVC, Polimetacrilato de metilo.

•

Rígido: Cristal.

http://www.infoagro.com/industria_auxiliar/tipo_invernaderos2.htm Según la conformación estructural, los invernaderos se pueden clasificar en: •

Planos o tipo parral.

•

Tipo raspa y amagado.

•

Asimétricos.

•

Capilla (a dos aguas, a un agua)

•

Doble capilla

81 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

•

Tipo túnel o semicilíndrico.

•

De cristal o tipo Venlo.

INVERNADERO PLANO O TIPO PARRAL. Se utiliza en zonas poco lluviosas. La estructura de estos invernaderos se encuentra constituida por dos partes claramente diferenciadas, una estructura vertical y otra horizontal: · La estructura vertical está constituida por soportes rígidos que se pueden diferenciar según sean perimetrales (soportes de cerco situados en las bandas y los esquineros) o interiores (pies derechos). Tanto los apoyos exteriores como interiores pueden ser rollizos de pino o eucalipto y tubos de acero galvanizado. · La estructura horizontal está constituida por dos mallas de alambre galvanizado superpuestas, implantadas manualmente de forma simultánea a la construcción del invernadero y que sirven para portar y sujetar la lámina de plástico. Estos invernaderos son económicos, tienen buena adaptabilidad a la geometría del terreno, aprovecha el agua lluvia en períodos secos, tienen buena resistencia al viento y presenta uniformidad a la luminosidad. En contraste algunas de las desventajas que presenta son una mala ventilación, rápido envejecimiento de la instalación, presenta dificultad para realizar labores de cultivo por el excesivo número de postes, en la unión de las mallas se crean orificios los cuales ayudan a la proliferación de enfermedades fúngicas.

Se denominan tipo parral por ser una versión modificada de las estructuras o tendidos de alambre empleadas en los parrales de uva de mesa de la variedad Ohaenes en la provincia de Almería, España, son por lo tanto estructuras de origen autóctono de esta provincia. http://images.google.com.co/imgres?imgurl=http://www.geocities.com/NapaValley /5226/Image2.gif&imgrefurl=http://www.geocities.com/NapaValley/5226/invernad eros.html&usg=__Sgq1CzyGDy8PG5x6c_CelcyAXms=&h=349&w=541&sz=6&hl =es&start=7&um=1&tbnid=88nQBA1hzmbhyM:&tbnh=85&tbnw=132&prev=/im ages%3Fq%3Desquemas%2Binvernaderos%26hl%3Des%26sa%3DX%26um%3D1

INVERNADERO EN RASPA Y AMAGADO. Los invernaderos de raspa y amagado, surgen a partir de los invernaderos planos o tipo parral, ante la necesidad de poder evacuar el agua de lluvia, ya que en los planos con las precipitaciones se forman grandes bolsas de agua, que perjudican seriamente la estructura. Para evitar esto se han hecho invernaderos con distintas vertientes, o lo que se conoce como “raspa”, sujetadas por tubos galvanizados y alambres o trenzas de hilos de alambres. La parte más baja se conoce como “amagado”, se une a la estructura mediante horquillas de hierro, donde van las canales que evacuan el agua de lluvia. La orientación recomendada es en dirección este-oeste.

83 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

Este tipo de invernadero es económico, tiene un mayor volumen unitario y por lo tanto tiene mayor inercia térmica que aumenta la temperatura nocturna con respecto a los invernaderos planos, para realizar las labores de cultivo se facilita debido a que tiene una mayor superficie libre de obstáculos. Algunas de las dificultades al tener un invernadero de este tipo es que aumenta las pérdidas de calor a través de la cubierta. INVERNADERO ASIMÉTRICO O INACRAL. Con objeto de aumentar su capacidad de captación de la radiación solar, el invernadero se orienta en sentido este-oeste, paralelo al recorrido que hace el sol. Es muy utilizado en países con régimen de estaciones. La inclinación de la cubierta debe ser aquella que permita que la radiación solar incida perpendicularmente sobre la cubierta al mediodía solar durante el solsticio de invierno, época en la que el sol alcanza su punto más bajo. Este ángulo deberá ser próximo a 60º pero ocasiona grandes inconvenientes por la inestabilidad de la estructura a los fuertes vientos. Por ello se han tomado ángulo comprendidos entre los 8 y 11º en la cara sur y entre los 18 y 30º en la cara norte. Este invernadero aprovecha muy bien la luz en la época invernal, es económico, presenta buena ventilación y permite la instalación de ventilación cenital a sotavento. Algunas dificultades que se presentan al hacer este tipo de invernadero es que no aprovecha el agua lluvia y se observa que hay mayor pérdida de calor a través de la cubierta debido a su mayor superficie desarrollada en comparación con el tipo plano.

http://images.google.com.co/imgres?imgurl=http://www4.larural.es/servagro/sta/i nacral/inverna.gif&imgrefurl=http://www4.larural.es/servagro/sta/inacral/invernad. htm&usg=__mZHmupuhzLQpYYtdhiTBMzY3mI=&h=160&w=405&sz=13&hl=es&start=9&um=1&tbnid=3lM0k gpH0fEwdM:&tbnh=49&tbnw=124&prev=/images%3Fq%3Desquemas%2Binvern aderos%26hl%3Des%26sa%3DX%26um%3D1

INVERNADERO DE CAPILLA. Tiene el techo formando uno o dos planos inclinados, según sea a un agua o a dos aguas. Este invernadero es el más utilizado dado que es fácil de construcción y conservación, se le puede colocar cualquier tipo de plástico en la cubierta, las labores de cultivos se pueden realizar fácil debido a la gran superficie, permite la unión de varias naves de invernaderos, además resulta fácil la evacuación de la lluvia.

85 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

http://www.inta.gov.ar/altovalle/images/inver1.gif http://www.google.com.co/imgres?imgurl=http://www.inta.gov.ar/altovalle /images/inver1.gif&imgrefurl=http://www.inta.gov.ar/altovalle/info/horticu ltura/invernaderos/inverna_tipo.htm&h=247&w=400&sz=13&tbnid=IcZQEh YStMDSBM:&tbnh=77&tbnw=124&prev=/images%3Fq%3Dinvernadero%2B tipo%2Bcapilla%2B%252B%2Bimagen&hl=es&usg=__oro_c2agE4WzBwHH YymG5AN9IbA=&ei=Bw1NStDzJ5SyNr_tecD&sa=X&oi=image_result&resnum=4&ct=image

INVERNADERO DE DOBLE CAPILLA Los invernaderos de doble capilla están formados por dos naves yuxtapuestas. Su ventilación es mejor que en otros tipos de invernadero, debido a la ventilación cenital que tienen en la cumbre de los dos escalones que forma la yuxtaposición de las dos naves; estas aberturas de ventilación suelen permanecer abiertas constantemente y suele ponerse en ellas malla mosquitera. Además también poseen ventilación vertical en las paredes frontales y laterales. Este tipo de invernadero no está muy extendido debido a que su construcción es más dificultosa y cara que el tipo de invernadero capilla simple a dos aguas.

http://images.google.com.co/imgres?imgurl=http://www.inta.gov.ar/altovalle/imag es/inver1.gif&imgrefurl=http://www.inta.gov.ar/altovalle/info/horticultura/inverna deros/inverna_tipo.htm&usg=__2QJLlNNLCoLG7fbNxcmmo6uxx04=&h=247&w =400&sz=13&hl=es&start=3&um=1&tbnid=IcZQEhYStMDSBM:&tbnh=77&tbn w=124&prev=/images%3Fq%3Dinvernaderos%2Btipo%2Bcapilla%26hl%3Des%26 um%3D1 INVERNADERO TÚNEL O SEMICILÍNDRICO. Se caracteriza por la forma de su cubierta y por su estructura totalmente metálica. El empleo de este tipo de invernadero se está extendiendo por su mayor capacidad para el control de los factores climáticos, su gran resistencia a fuertes vientos y su rapidez de instalación al ser estructuras prefabricadas. Los soportes son de tubos de hierro galvanizado. La ventilación es mediante ventanas cenitales que se abren hacia el exterior del invernadero. El invernadero presenta una buena ventilación, fácil instalación, buena uniformidad en la iluminación, no aprovecha el agua lluvia y tiene un elevado costo.

87 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

http://www.lamolina.edu.pe/hidroponia/boletin4.jpg

INVERNADEROS DE CRISTAL O TIPO VENLO. Este tipo de invernadero, también llamado Venlo, es de estructura metálica prefabricada con cubierta de vidrio y se emplean generalmente en el Norte de Europa. El techo de este invernadero industrial está formado por paneles de vidrio que descansan sobre los canales de recogida de pluviales y sobre un conjunto de barras transversales. El invernadero presenta una buena estanqueidad lo que facilita una mejor climatización de los invernaderos, por la cantidad de elementos estructurales conlleva a una menor transmisión de luz y se obtienen naves muy pequeñas debido a la complejidad de la estructura.

http://www.fao.org/docrep/005/S8630S/s8630s06.jpg

El resultado de la utilización de invernaderos es el de aumentar la calidad y el rendimiento del cultivo, además de obtener ahorro de agua y fertilizantes, mejorar el control de insectos y enfermedades, obtener una precocidad en frutos y la posibilidad de más de un ciclo de cultivo al año. Su uso requiere una alta inversión y costo de operación, así como personal especializado, de experiencia práctica y conocimientos teóricos.

http://www.sra.gob.mx/internet/informacion_general/programas/fondo_tierras/ma nuales/Man_en___invernaderos.pdf

89 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

1. Diseño de Bodegas: En Colombia la construcción de bodegas para almacenamiento de productos agrícolas, generalmente granos, se realiza generalmente siguiendo prácticas tradicionales que no corresponden siempre a las necesidades ni a la validez técnica45 . Sin embargo, se poseen parámetros que determinan la llegada a feliz término del almacenamiento de un producto agrícola en arrumes, que es método de almacenamiento que se utiliza en este tipo de estructuras. Aspectos principales: Según Castillo (9), los principales aspectos a tener en cuenta en el diseño de bodegas son: Pisos: Los pisos de las bodegas donde se almacenan productos agrícolas deben ser totalmente impermeables, para impedir el ascenso capilar de la humedad del suelo. Por lo tanto se debe controlar el nivel freático por medio de drenajes de intercepción, al igual que se debe predeterminar los esfuerzos actuantes en las losas, ya que se pueden presentar reacciones tales como compresión y tracción, flexión y alabeos, esfuerzos debidos a las variaciones de temperatura, humedad y las cargas aplicadas sobre las mismas. Paredes: Los muros de las bodegas deben construirse preferiblemente con materiales que contribuyan a amortiguar los efectos de cambios en la temperatura ambiente dentro de la bodega debidos principalmente a efectos de la radiación solar incidente. Techos: Los techos conforman la mayor superficie, expuesta al sol, de toda la construcción. Para evitar demasiada transferencia de calor deben construirse con materiales de buenas propiedades de reflejo a la radiación solar. La otra modalidad mas empleada para almacenar productos agrícolas en una bodega, es a granel; las dimensiones de las estructuras usadas en este caso, son similares a las que se emplean en almacenamiento de productos en sacos o bultos. Es necesario en su construcción tener en cuenta colocar refuerzos de acero en las paredes laterales, para que puedan absorber los esfuerzos producidos al apoyar el producto directamente sobre ellas (9). 2. Diseño de silos:

45 CASTILLO, Álvaro, 1984. “Almacenamiento de Granos”. Editorial Agro. Bogotá Colombia

Los silos verticales pueden considerarse como bodegas circulares y se utilizan cuando los granos que se desean almacenar pueden agruparse en unos pocos tipos y variedades y deben además, evacuarse con repetida frecuencia. En la actualidad los tipos de silos más empleados son: Silo metálico: Se construye para una amplia variedad de capacidades. Su costo de instalación es normalmente menor que el silo de concreto y por esto se prefieren para la construcción de plantas pequeñas, mientras que los de concreto se utilizan en las grandes plantas o en terminales portuarias. La lámina galvanizada corrugada es el material más utilizado; la corrugación se hace principalmente para aumentar su rigidez a los esfuerzos horizontales introducidos por el viento cuando el silo está vacío. El ensamble de las láminas se hace con tornillos provistos de arandelas flexibles que impermeabilicen las perforaciones, los techos se construyen con material galvanizado liso y en las unidades de diseño más reciente, son autos soportados (sin cerchas internas). El anclaje del silo con su cimentación debe tener suficiente capacidad para resistir, además de las cargas normales de trabajo, el efecto del viento. Silos de Concreto: Se construye con formaletas deslizantes que permiten fundir en forma continua toda la estructura, de tal manera que se reducen los costos y se evitan las juntas de construcción de impermeabilización difícil. Conviene tener presente que el concreto no es un material completamente “inerte”. Durante su vida útil tiende a fluir bajo carga y puede “moverse” como resultado del asentamiento de su cimentación. Si bien su construcción es más costosa, su vida útil es generalmente mayor y sus costos de mantenimiento inferiores.

5.2.1.2. Construcciones Pecuarias El ingeniero agrícola concibe las construcciones agropecuarias bajo dos criterios que interactúan entre sí: el estructural y el ambiental. En la búsqueda de condiciones adecuadas para la vida de los animales es importante el diseño adecuado de establos, galpones, porquerizas y en general estructuras para el alojamiento de semovientes, para obtener así el mayor beneficio de la producción animal. En general se deben observar algunas consideraciones necesarias para el diseño de instalaciones pecuarias adecuadas, como el tener el lugar apropiado para el tratamiento de los animales que requieran atención especial. Resulta más conveniente tener una buena protección para pocos animales, que tener un número considerable y no suplirlos de los cuidados necesarios. Las construcciones se deben diseñar de tal manera que soporten el uso diario, entendiéndose por este un trabajo fuerte dentro de la estructura de alojamiento.

91 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

Además debe contar con las comodidades para suministrar los alimentos y al agua a los animales, así como para el retiro de las heces y la orina 46 .

Se deben tener las facilidades para el almacenamiento de los alimentos que se les suministrarán a los animales, y la capacidad debe estar de acuerdo con la disponibilidad de las materias primas. Otro factor a tener en cuenta es el espacio necesario para que los operarios encargados del mantenimiento y el cuidado de los animales, puedan hacer su trabajo cómodamente. La ventilación es uno de los prerrequisitos indispensables para que los animales se puedan desarrollar óptimamente y no se vean afectados tan fácilmente por los virus y las enfermedades. Algunas de las funciones que la ventilación en las construcciones agropecuarias tiene son: • Proporcionar el oxígeno suficiente • Diluir la concentración de dióxido de carbono • Actuar como medio para retirar el calor.

46 GARCIA V. Emilio. 1979. “Diseño y Construcción de Alojamientos Ganaderos “. Editorial Mundi Prensa. Barcelona - España.

5.2.1.3 Construcciones Hidráulicas. En la búsqueda de hacer más eficiente la explotación de las tierras agrícolas con que cuenta el país, las áreas bajo riego adquieren importancia fundamental en la alimentación y economía de la nación, pues en ellas concurren condiciones óptimas para desarrollar una agricultura altamente productiva47. Clasificación de las Obras Hidráulicas. Las diferentes formas naturales como el recurso hídrico se presenta son: fluvial, costero y meteorológico. Los diferentes usos que se les da, permite definir un conjunto de obras de acuerdo a su función (34): 1. Obras de regulación y almacenamiento Permiten el control tanto del flujo del agua al lote de cultivo, como en los contornos del terreno en el cual fluye, además del aprovechamiento racional del fluido mediante embales y reservorios. Algunas de estas obras son: • Embalses: Que son depósitos artificiales que permiten almacenar agua de origen superficial o subterráneas, para satisfacer diferentes necesidades tales como el 47 MATERON, Hernán. 1.990. Obras Hidráulicas Rurales. Universidad del Valle. Cali, Colombia.

93 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

abastecimiento de agua para uso doméstico o para la producción agrícola. Contribuyen al control de la erosión y al control de avenidas • Pequeñas presas de tierra: La presa o dique es la estructura principal de un almacenamiento de agua y se construye cuando se dispone de tierra de buena calidad, a bajo precio de adquisición y transporte. • Aliviaderos: Consiste en una estructura que permite la salida de los volúmenes de agua, que en determinado momento puedan superar el nivel de las aguas normales de un embalse. 2. Obras de Captación : Son estructuras destinadas a captar o extraer una determinada cantidad de agua de una corriente. Estas obras dependen de las características de las corrientes de agua superficiales sin regulación y de las corrientes superficiales con regulación de caudal. Las obras de regulación pueden clasificarse en la siguiente forma: • Captaciones laterales • Captaciones por Fondo o Sumergidas • Captaciones de Lecho Filtrante • Estaciones de Bombeo • Captaciones por sifón en Corrientes con Regulación. • Captación en Fuentes Subterráneas: • Pozos someros • Galerías Filtrantes • Manantiales • Otras Captaciones: para aguas lluvias o desalinización. La selección del tipo de captación depende de diversos factores. Desde el punto de vista del Ingeniero Agrícola, las captaciones pueden plantearse para diversos usos, en esta forma su diseño dependerá de las condiciones específicas del sitio y de la naturaleza del aprovechamiento requerido. Según lo anterior se pueden distinguir captaciones destinadas a: • Al abasto de agua potable (acueductos rurales) • Captaciones destinadas a la electrificación rural(pequeñas centrales hidroeléctricas) • Captaciones de agua con uso agrícola. 3. Obras de Conducción : Como su nombre lo indica son obras destinadas al transporte de agua para fines agrícolas principalmente.

Los principales tipos de obras son: • Canales de riego *Principales. *Secundarios • Canales de drenaje

95 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

5.3

MAQUINARIA AGRÍCOLA Y MECANIZACIÓN AGROINDUSTRIAL

Trata del diseño, evaluación, administración y operación de máquinas e implementos utilizados en la producción, manipuleo, almacenamiento y procesamiento primario de Productos agropecuarios. El empleo de las máquinas e implementos agrícolas en las labores del campo es una de las ventajas con que cuenta la agricultura moderna.

5.3.1. Desarrollo de la Producción Nacional de Maquinaria Agrícola La evolución y desarrollo histórico de la agricultura ha estado condicionado al desarrollo y evolución de la humanidad. Durante muchos siglos los trabajos agrícolas se hicieron con base en el músculo del hombre quien se dedicaba al cultivo de la tierra; hacía las labores que más tarde les corresponderían al buey y al caballo. Con el paso de los años y la domesticación de estos animales para el laboreo de la tierra, se sustituye al músculo humano como fuente de potencia para las labores agrícolas. La aparición de la perchera en el siglo X para adaptarla a los animales, sustituyendo así al hombre, tal como lo empleaban en la agricultura romana y como subsiste en algunas regiones de la India, fue un paso más hacia la tecnificación agrícola con las naturales consecuencias de formas más humanas para subsistir y mejorar esos rendimientos (4). La introducción de arados mecánicos y en general de maquinaria agrícola es tardía en nuestro país. Las innovaciones eran perfectamente localizadas en unos pocos empresarios, especialmente entre algunos pioneros del cultivo del café y algunos hacendados de la sabana, donde parece haberse logrado mayores avances que en otras regiones del país48 . Se puede afirmar que la consolidación de la mecanización se llevó a partir de 1930 en donde se inicia las primeras importaciones de maquinaria agrícola e implementos (en menor medida). En el período 50-60 las importaciones crecieron, pero condicionadas a los créditos de la Caja Agraria (36). A partir de los años 60 se presenta un desarrollo significativo de la producción de algunos tipos de maquinaria e implementos agrícolas. Dicha producción representaba la fabricación de implementos simples, como herramientas, arados, molinos, trapiches y máquinas de beneficio de café.

48 MARTINEZ, Pedro. 1964. “Mecanización Agrícola en Colombia”. Ministerio de Agricultura - Caja de Crédito Agrario. Bogotá - Colombia.

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Por otro lado en cuanto a la maquinaria para la recolección y el beneficio, su proceso de sustitución ha sido menos dinámico, puesto que solo se logró avanzar en la producción de artefactos sencillos, como trilladoras, despulpadores y secadoras de café, desgranadoras de maíz y otros menores. En la agricultura comercial de granos se sigue dependiendo completamente de la importación de máquinas y equipos, especialmente para la recolección. En las décadas siguientes la producción de maquinaria ha descendido paulatinamente, a excepción de algunos implementos que presentan aumentos por períodos muy cortos, tales como en el caso de los equipos para la preparación del suelo (36). Dentro de la producción de herramientas, el peso más importante lo representa la producción de machetes, palas, y azadones, los demás artículos mantienen particiones reales bajas, presentando decrecimiento, a excepción de los implementos anteriores que presentan un crecimiento moderado. Cabe mencionar como análisis independiente, el importante crecimiento en la elaboración de tuberías de riego, aporte significativo a la consecuente implantación tecnológica. Como se constató en el tratamiento de la producción nacional, en el país sólo existe producción de implementos, partes y piezas para maquinaria y algunos prototipos que se han diseñado con base en investigaciones universitarias pero que no han sido debidamente promocionadas, lo cual condiciona la mecanización del agro a las importaciones con la consecuente dependencia tecnológica extranjera. El Ingeniero Agrícola conoce y maneja apropiadamente los principios de los mecanismos que se utilizan en las maquinas y los factores de diseño para las mismas, por lo que puede desempeñarse en labores de diseño, construcción, adaptación de herramientas, implementos y equipos necesarios en las diferentes etapas de la producción agropecuaria.

5.3.2. Breve Historia de los Motores y del Tractor Agrícola El desarrollo del motor de combustión interna se constituyó en el primer paso en la mecanización agrícola (36). Hacia el año de 1830 se hacen las primeras pruebas con motores que operaban con el principio de combustión interna. En Francia se desarrollaba un prototipo de motor el cual era accionado con pólvora. En Inglaterra el investigador Samuel Braum construye un motor denominado de doble acción, en el que en un primer paso los gases provenientes de la combustión llenaban

un cilindro, en un segundo paso se aplicaba un sistema de enfriamiento y por acción del mismo se producía vacío que conjuntamente con la acción de la presión atmosférica se traducía en un suministro de la fuerza para el movimiento. En 1860 Pier Leonoir en Francia, desarrolló el primer motor de combustión interna de valor comercial. Cumplía con los principios de operación de un motor de doble acción y además estaba dotado de un cigüeñal, árbol de levas y válvulas móviles. Beou de Rochas, (1862), es considerado el autor de la teoría de operación de los motores modernos. Él propone 4 condiciones necesarias para el funcionamiento satisfactorio y eficiente del motor de combustión interna: Condiciones: • El volumen más grande posible en el cilindro y la menor superficie de enfriamiento • La más grande velocidad posible del pistón • La más grande compresión posible en el momento de la explosión • La más grande expansión Operación: • La operación de este tipo de motor debería llevar la siguiente secuencia: • En un primer paso se admite el combustible y el aire del exterior • Seguidamente y mediante una operación interna se produce una compresión de la mezcla. • A la máxima compresión se produce la explosión de la mezcla aire - combustible y esta explosión producirá potencia externa • En un cuarto y último paso se hace expulsión o descarga de los residuos de la combustión En Alemania por el año de 1876 el Dr. Nicolás Otto, patenta el motor de cuatro tiempos, también conocido como el ciclo de Otto. En 1878 Douglas Clerk en Inglaterra, patentó el motor denominado de dos tiempos. Este cumple con los mismos pasos que efectúa el de cuatro tiempos, con la variante que los cumple de dos en dos, es decir, en un paso se efectúa admisión y compresión y en un segundo paso se realiza la explosión de la mezcla y la expulsión de los gases residuos de la combustión (33). El Dr. Rudolf Diesel en 1892, formula el principio de ignición por superficie. El combustible es atomizado a alta presión dentro del cilindro y prende por acción de la alta temperatura de la superficie del cilindro. Actúa una alta presión en la satisfactoria auto - ignición del combustible, por lo tanto no se necesita chispa. El motor que funciona bajo estos parámetros básicos es el conocido como motor diesel. Una vez desarrollado el motor como fuente de potencia se inicia todo un proceso de

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investigación que conduce al diseño y la producción de una máquina agrícola autopropulsada llamada TRACTOR.

5.3.3. Desarrollo del Tractor Agrícola El investigador E. J. Baker en su obra “A quarter century of tractor development” divide la historia del tractor agrícola en cuatro períodos definidos (37): • • • •

Del desarrollo del motor a la máquina de tracción de rueda dentada Período del desarrollo de la armadura y transmisión de la potencia con partes Rediseño del modelo general para fabricación en serie Desarrollo de un modelo general con sistemas asociados. Se incluye ya los sistemas eléctrico e hidráulico.

En el siglo XIX (1850) los colonos del oeste norteamericano utilizaban máquinas portátiles a vapor en el rompimiento y preparación del suelo virgen. Tenían muchas limitaciones importantes con esas máquinas habida cuenta del excesivo peso de las mismas, de su poca maniobrabilidad, de las grandes cantidades de material a utilizar como combustible y por todos los anteriores factores el tiempo tan grande que era necesario para planificar los días de trabajo. Tipos de Tractores: Henry Ford fue el primer fabricante que vislumbró el potencial del tractor en la agricultura y por ende se propuso intentar construir un tractor de bajo costo. Hacia el año de 1907 diseña el primer tractor de tipo experimental. En el año de 1917, la casa Ford produce el FORDSON, tractor de diseño sencillo y eficiente además de resistente. Este modelo se constituyó en el más importante y exitoso de la historia de los tractores y durante muchos años fue el tractor más vendido, llegado a copar el 50% del mercado mundial. En el año de 1938, Harry Ferguson patenta el sistema de enganche de tres puntos y el control hidráulico que hoy en día son los mecanismos fundamentales de enganche y control de todos los tractores modernos. En 1938, se inicia la producción del tractor FORD 9N el cual presentaba las siguientes características: • Motor de 24 caballos • Caja de cambios de tres velocidades • Sistema FERGUSON

Su precio de venta, en la época, fue de US$ 585 y las ventas hacia el año de 1947 llegaron a las 300.000 unidades. Aunque fundamentalmente todos los tractores agrícolas están concebidos para la realización de análogas funciones, se les diferencia por algunas de sus características como son49 . 1. • • • • • • • • •

Según Sistema de Tracción o Auto Propulsión Tractores Oruga Tractores semi - oruga Tractores de Ruedas: que a su vez se clasifican en : Tractores de doble tracción Tractores articulados Tractores triciclos Tractores de laderas Tractores zancudos Motocultores : Tractores de un eje

2. Según Sistema portador • Porta - aperos • Tracto carros. 3. Según Tamaño (potencia): • Categoría 0: 0 a 15 H.P. • Categoría 1: 15 a 40 H.P. • Categoría 2: 40 a 120 H.P. • Categoría 3: 120 a 200 H.P. • Categoría 4: más de 200 H.P.

(Motocultores, tractor de jardinería)

(Son articulados. Solo tienen barra de tiro)

4. Según Color: • Industriales. Presentan color amarillo • Agrícolas. Presentan otros colores de acuerdo a la casa fabricante. 5. Dependiendo del Uso: • Utilidad general • Cultivo en hilera • Jardinería • Industrial • De Huerta 49

MINGOT, S. Manuel. 1974. “El tractor Agrícola”. Editorial Agrícola. Madrid - España.

101 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

Usos del Tractor Agrícola La potencia desarrollada por el tractor es aprovechada y aplicada por los siguientes sistemas: 1. Sistema de Tiro: Consiste en una barra de tracción de altura aproximada a 0.40 m sobre el piso, la cual facilita el enganche de implementos de arrastrar (remolques, algunos tipos de arados y rastrillos). 2. Sistema Hidráulico: Permite transmitir potencia a implementos y equipos accionados mediante un sistema cerrado de flujo de aceite, que al accionar un pistón permite el movimiento de los brazos mecánicos del tractor o el suministro a presión de aceite hidráulico a elementos conectados a control remoto. Es utilizado para el levante y accionamiento de máquinas e implementos agrícolas. 3. Toma de Fuerza (TDF ó PTO): Es una transmisión de potencia de tipo rotacional. Está ubicado en la parte trasera del tractor y se utiliza para accionar los mecanismos de máquinas de campo, que son simultáneamente remolcadas por el mismo tractor. Los tres sistemas anteriores constituyen lo que se denomina como la Unidad Integral de Trabajo del Tractor. La relación máquina - suelo - planta, como su nombre lo indica es el factor básico a tener en cuenta principalmente en las labores de siembra y cosecha de productos agrícolas y de vital importancia en el adecuado laboreo del suelo.

5.3.4. Labranza Es el conjunto de operaciones que se efectúan al terreno preparándolo para la fijación del cultivo. Desde tiempos inmemorables el hombre descubrió que la remoción del suelo incrementa la producción de las cosechas y es así como empezó a utilizar huesos afilados, pedazos de madera y finalmente chuzos de hierro para darle a las semillas una cama adecuada para la germinación y desarrollo. Los objetivos principales de labranza son: • Control de malezas • Formar una estructura deseable para el desarrollo de las raíces. • Dejar al suelo en condiciones adecuadas de siembra, riego, operaciones de cosecha, etc. • Medio de mezcla para fertilizantes, pesticidas o mejoradores del suelo

• Interrumpir el ciclo de algunos insectos y fomentar el desarrollo de algunos microorganismos.

5.3.4.1 Métodos de Labranza Tradicional Usualmente se habla de implementos de labranza primaria y secundaria, aún cuando no siempre hay una clara separación entre las dos (37).

5.3.4.1.1.

Labranza Primaria

Consiste básicamente en el rompimiento y volteo de la capa superior del suelo, para dar paso al aire, la humedad y eliminar organismos nocivos del suelo. Se utilizan en esta labor los ARADOS y SUBSOLADORES. • ARADOS Tipos de Arados: Los principales tipos de arados son: • De disco convencional • De vertedera • De cinceles • Rotativos • Arados de rastra. Arados de Disco Convencional: Tienen varias cuchillas rotativas circulares llamados discos, de forma cóncava; esto les permite dar vuelta a la tira de tierra que cortan y les da a la vez mayor resistencia. Diseñado y construido para ser operado en suelos muy secos o muy húmedos, en suelos con obstáculos como piedras o residuos leñosos. Requieren generalmente de 10 a 15 caballos de fuerza a la barra de tiro por cada disco, lo cual depende del tipo de suelo y de la humedad del mismo, el área de corte, la velocidad de trabajo y las malezas existentes. El requerimiento de potencia se refiere a una operación con velocidad entre 4 y 6 Km/hr. Sus partes constitutivas son: • El marco o bastidor: estructura de soporte, que cuenta además con los puntos de enganche al tractor • Brazos portadiscos. • Disco • Desbarrador.

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Ventajas: • Puede operar en suelos secos y duros en los cuales no penetra bien la vertedera • Opera bien en suelos pesados y adhesivos con alto contenido de humedad, que presentan dificultad para deslizar sobre la vertedera. • Opera con menos desgaste en suelos con rocas, raíces de árboles o cualquier clase de obstáculos ya que el disco tiene mayor facilidad de rodamiento sobre el obstáculo para superarlo • Presenta gran eficiencia y mejor operación en terrenos muy húmedos en donde la vertedera no puede efectuar buen corte e inversión del prisma del suelo Desventajas: • Requiere más fuerza para la misma cantidad de trabajo en la mayoría de las condiciones del suelo • No cubre los residuos de los cultivos en forma satisfactoria cuando se necesitan sementeras limpias • Deja el terreno menos uniforme y con terrones. • Requiere de 15 a 20% más de tiempo que el arado de vertedera. • Trabaja por peso y no por succión. La figura 5.18 muestra el esquema de un arado de discos convencional.

Arado de Vertedera. Compuesto por una o varias cuchillas rígidas que penetran en la tierra y levantan en tiras una capa de esta. Presenta variaciones en la vertedera de acuerdo a su forma y tamaño, con el fin de adaptarse a las condiciones físicas y humedad del suelo. Suele clasificarse en tres categorías: • vertedera de propósitos generales • vertedera corta y de curvatura pronunciada • vertedera larga de curvatura suave y gradual. Las partes constitutivas de un arado de vertedera son: • Marco o Bastidor: estructura de soporte que posee además los puntos de enganche al tractor. • Vertedera: compuesta por: Reja, Talonera y Vertedera propiamente dicha. • Besbarradores. El arado de vertedera corta el prisma de suelo verticalmente mediante una cuchilla y horizontalmente mediante una reja. Después el prisma es levantado y volteado por la reja. La figura 5.10 muestra el esquema de un arado de vertedera. Ventajas: • Requiere menos potencia por unidad de área de corte que el arado de discos. • Ofrece mayor facilidad de operación cuando está bien ajustado. • Producen mejor acabado del suelo, reduciendo las labores de labranza secundaria. • Menores gastos de mantenimiento y reparación. • En general son menos costosos que los arados de discos. Desventajas: • No pueden ser usados en suelos demasiado secos o demasiado húmedos. • No pueden usarse en suelos con obstáculos. • Tienen mayor desgaste en suelos arenosos.

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Arado de Rastras (de disco superficial). Es en esencia un cuerpo de rastrillo en el cual el ángulo de ataque del disco es similar al del arado convencional. Los discos van soportados por un solo eje a manera de martillo. Sus principales funciones son: • Realizar la labranza primaria en lotes destinados a la producción de cereales menores o para cultivos de sistema radicular parecido. • Incorporar malezas o agroquímicos al suelo. • Mezclar la capa superior del suelo con malezas o material verde de la superficie. Ventajas: • Garantiza altos rendimientos de campo por los anchos de corte que realiza. • Requiere menor potencia por disco, que el arado convencional ( hasta cuatro veces menos)

• Ofrece una superficie pareja después de la arada lo cual disminuye las labores de labranza secundaria. • Reduce los costos de preparación en la producción de especies menores. Desventaja: La principal desventaja es que la labor que ofrece es muy superficial, por lo tanto no son útiles para todos los cultivos. Arado de Cinceles. Está constituido por: • El bastidor o cuerpo • Barras verticales • Prolongaciones delanteras o pies

107 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

Su función es la de romper las capas endurecidas que se han formado a profundidades mayores de 30 cm. de la superficie, para permitir el paso del aire y la humedad, así como el normal desarrollo de la zona radicular de las plantas. Es un implemento que por la profundidad a la que se opera, requiere gran cantidad de potencia del tractor. Ventajas: • Mejora la infiltración del agua en el suelo. • Ayuda a controlar la erosión, pues no voltea el suelo. • Mejora la aireación al interior del suelo agrícola. Desventaja: • Solo puede usarse en lotes con baja población de malezas y con productos adecuados de control de las mismas La figura 5.12 muestra un arado de cincel rígido.

Arado Rotativo (Rotovator) Consiste en un eje horizontal con cuchillas que reciben movimiento del toma de fuerza del tractor. Tiene como función cortar una capa de suelo y fraccionarla mediante impacto contra la coraza metálica graduable que se encuentra en la parte posterior. Posee una caja de engranajes y mediante el cambio de relación de piñones se selecciona la velocidad de giro de acuerdo al trabajo que se vaya a realizar. La figura 5.22 muestra el esquema de un arado rotativo.

Ventajas: • Adecuado en la preparación de sementeras limpias y poco profundas. • Se puede utilizar, mediante el sistema de fangueo, en la preparación de terrenos inundados. • Sirve para la incorporación de agroquímicos.

109 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

Desventajas: • Su uso continuo destruye la estructura del suelo. • No se puede emplear en suelos con obstáculos. • No sirve para preparar sementeras profundas. • En suelos con depresiones, su trabajo es defectuoso. Según el ENGANCHE AL TRACTOR los arados se pueden clasificar en: 1. Tres puntos o de alce hidráulico (integrales): Este tipo de arado se acopla a los tres puntos del hidráulico de un tractor, es práctico para su transporte y puede levantarse del suelo. Es la tipo de acople mas empleado por poseer características favorables de operación y acople. 2. Semi - montado: La parte anterior está conectada al tractor en dos puntos, de tal manera que el implemento es tirado y controlado por las ruedas traseras del tractor, mientras que una rueda trasera de surco sostiene esta parte del arado en posición de trabajo o transporte. 3. De Tiro: Constituye una unidad independiente y su enganche al tractor es flexible. Se peso está soportado por tres ruedas: delantera de surco, trasera de surco y trasera de campo. SUBSOLADOR. Es un implemento agrícola usado para romper las zonas endurecidas del suelo, cuando éstas se encuentran a profundidades superiores a aquellas en las que generalmente se usa normalmente el arado.41 Los subsoladores normalmente trabajan a profundidades de 30-70 cm. Cuando el subsolador pasa por el suelo va soltando las capas compactadas, levantándolas y disgregándolas, formándose una red de macro poros interconectados. Algunos de los cuales van desde el subsuelo suelto hasta la superficie, actuando como vías para la penetración de raíces y el flujo de agua y aire. El subsolado es una labor de elevado costo y por lo tanto debe hacerse sólo cuando las características del suelo lo justifican. Por lo tanto antes de tomar la decisión de hacer esta labor, debe estudiarse con detención el perfil del suelo, determinando la

50Implementos

Agrícolas para Roturación. http://kogi.udea.edu.co/talleres/Maquinaria/ ImplemAgricolaRot95.doc/2009-04-27

presencia de estratas de suelo compactadas, analizando su ubicación y distribución espacial en el lote de cultivo. Una vez tomada la decisión de hacer un trabajo de subsolado, se debe elegir el subsolador y el tractor adecuados para las condiciones de trabajo locales, revisándose por medio de calicatas, la profundidad y ancho de la labor en el suelo en varias labores de prueba, ajustando también la distancia entre cada pasada. Es muy importante tener en consideración el contenido de humedad del suelo, ya que la labor debe hacerse con el suelo lo suficientemente seco como para que se quiebre y disgregue, de lo contrario (suelo muy húmedo) el subsolador va a pasar haciendo sólo un corte vertical en el suelo.42 PARTES DEL SUBSOLADOR43. El subsolador está constituido de las siguientes partes: • •

•

Barra porta - herramientas, o un sistema de enganche de tres (3) puntos, según el subsolador sea de tiro o montado. Cuerpo del subsolador o barra vertical, que sirve de soporte al pié. Presenta varias modificaciones: verticales u oblicuas según la posición relativa con respecto al suelo y derechas o curvas, según su forma.

Pié ó prolongación delantera del cuerpo del subsolador. Es la parte que en realidad realiza el trabajo de rompimiento y al cual se le acopla el “Topo” cuando se requiere usar.

42

La Compactación de los Suelos Agrícolas (Origen, efectos, prevención y corrección) http://www.abcagro.com/ riego/compactacion_suelos.asp.Subsolado/2009-04-07 43

Implementos Agrícolas para Roturación. http://kogi.udea.edu.co/talleres/Maquinaria /ImplemAgr%C3%ADcolaRot95..doc/ 2009-04-27

111 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

•

•

Un disco cortador, situado al frente de la barra vertical (opcional) que permite romper los obstáculos que puedan encontrarse en el suelo, como troncos o residuos de cosecha de cultivos anteriores. El Topo (ó Bola horadadora) adherida a la parte posterior del pié con un diámetro que oscila entre 7.5 y 20 cm. Es una pieza metálica y maciza que permite construir galerías en el interior del suelo para facilitar el drenaje.

5.3.4.1.2

Labranza Secundaria.

Las labores de labranza secundaria están destinadas a complementar la labranza primaria, estableciendo en la capa superficial las condiciones que faciliten la germinación de las semillas, mediante el desterronamiento, pulido de la superficie y fraccionamiento de los residuos. Estas condiciones son diferentes para las diversas plantas, ya que por ejemplo para la germinación de las semillas pequeñas se requiere menos aire, debiendo estar las semillas en buen contacto con las partículas de suelo. La labranza secundaria involucra varios aspectos y la importancia de ellos depende de las condiciones climatológicas y del suelo, además de los requisitos de la semilla. Entre

los factores básicos se tiene el emparejamiento de la superficie, el espesor de la capa fina superior, la granulación del terreno, la compactación, la estructura de la cama y su resistencia contra la erosión y el contenido de humedad.

Para las labores de labranza secundaria se utilizan rastras y rastrillos, siendo la principal diferencia entre estos dos tipos de implementos, consiste en que los rastrillos en general van conectados a los tres puntos del tractor (integral), mientras que las rastras son de tiro, o sea conectadas a un solo punto. Las rastras y rastrillos pueden ser: • De discos • De púas • De rodillos Tipos de Rastrillos: Rastrillo de Discos: Son los más populares en la agricultura moderna a nivel mundial. Su acción de rompimiento del terreno se hace por corte, impacto, peso y rotación. Mezcla el suelo, destruye las malezas y nivela la tierra. Los discos pueden ser lisos o dentados, pero generalmente se emplea una combinación de los dos tipos. Rastrillo de Dientes o Púas: Muy empleados en terrenos pedregosos, pues la forma de los dientes o púas y la suspensión mediante resortes, le permite eludir obstáculos. También se usan para

113 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

recoger malezas o residuos superficiales y amontonarlos. Igualmente para romper costras del suelo pues su trabajo se efectúa básicamente por impacto o vibración. Consta de una serie de púas o dientes rígidos intercalados, fijos a una barra que a su vez va montada en un marco. Existen dos tipos de rastrillos de dientes a saber: el europeo y el americano.

Rastrillo Compactador: Consiste en una serie de ruedas libres y pesadas montadas sobre un eje horizontal. Por ser muy pesado su enganche es de tiro.

5.3.4.2

Sistemas de Agricultura de Conservación

En ciertas áreas del país debido al inadecuado manejo y principalmente al excesivo laboreo, se ha incrementando de manera acelerada el deterioro del suelo traducido en sellamiento, encostramiento superficial y erosión eólica e hidráulica que limitan y disminuyen su potencial productivo. Se ha hecho por tanto necesario el desarrollo de sistemas de manejo del suelo agrícola que permitan su conservación así como la del agua, manteniendo una producción sostenible que ofrezca un atractivo económico inmediato a los productores. Estos sistemas exigen el abandono de las prácticas convencionales de preparación (labranza) del terreno. Se habla entonces de dos tipos de sistemas de preparación del suelo (labranza) que se denominan conservacionistas, los cuales tienen como parámetro básico el dejar como mínimo un treinta por ciento del suelo con rastrojo después de la siembra, siendo estos: labranza mínima o labranza reducida y siembra directa..

Labranza mínima o reducida: Según Rodríguez (1.994) (51) es el menor laboreo posible durante la preparación de la cama para la implantación de un cultivo, acorde a las características del suelo, condiciones climáticas y hábito de desarrollo de los cultivos, para evitar la reducción de la productividad. Se recomienda en suelos con algún tipo de limitación química. Se debe entonces efectuar previamente la corrección física o biológica.

115 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

La labranza mínima es un sistema de labranza que reduce la pérdida de suelo y conserva la humedad del mismo en comparación con la labranza convencional o limpia. La labranza mínima es correctiva e involucra el uso de implementos que incorporan parte de los residuos del cultivo anterior,, dejando al menos el 30% de estos sobre la superficie del suelo, inmediatamente después de la siembra.

Siembra directa: la siembra se efectúa directamente sobre el terreno con barbecho, sin realizar ningún movimiento del suelo, es decir, sin disturbar el suelo. Deja sobre la superficie del suelo entre 90 y 100% de los residuos de la cosecha anterior. Se emplean sembradoras provistas de discos roturadores que permiten la colocación de la semilla a la profundidad deseada. Su implementación solo es posible cuando el suelo está sin limitaciones físicas, químicas y biológicas. Los sistemas de agricultura de conservación comprenden tres aspectos fundamentales: • • •

Rotación de cultivos y uso de coberturas y rastrojos Manejo integrado de plagas y malezas Operación de Maquinaria especializada

5.3.4.2.1

Implementos empleados en los sistemas de labranza conservacionistas.

Los implementos básicos utilizados en los diferentes sistemas de labranza denominados conservacionistas son: •

Desbrozadora: Implemento que corta y pica finamente los residuos de la cosecha anterior, esparciéndolos de manera uniforme sobre el terreno y formando una capa de cobertura en el suelo que tiene como beneficios, entre otros, los siguientes: la protección contra la acción erosiva de la lluvia, la conservación la humedad, disminución de las pérdidas de agua por escorrentía, prevención de la erosión y contribuye al incremento progresivo de la materia orgánica.

•

Cincel vibratorio: Es un implemento de labranza primaria que por su acción vibratoria ayuda a romper las capas endurecidas del suelo, sin necesidad de invertir el perfil, facilitando así la infiltración y el almacenamiento del agua, al igual que la penetración de las rices y la aireación del suelo.

•

Cincel nivelador o desterronador: Empleado cuando se requiere nivelar el terreno. Reemplaza el uso del rastrillo pulidor de discos, el cual pulveriza el suelo y deteriora la estructura del mismo.

•

Mulch Tiller: Es también un implemento se labranza primaria que rompe las capas endurecidas del suelo, ubicadas hasta una profundidad de 0.3 m. Incorpora parte de los residuos de la cosecha anterior pero deja hasta un 70% de estos como cobertura del suelo.

•

Sembradora de siembra directa: Es una máquina provista de discos roturadores (de corte) que permiten la colocación de la semilla en el suelo con cobertura vegetal, con una distribución y a una profundidad deseadas, lo que garantiza que se produzca una emergencia uniforme.

Existen dos tipos de máquinas de siembra directa: • •

Sembradora se surcos de siembra directa, usadas para cultivos de surcos anchos tales como maíz y algodón Sembradora de chorrillo de siembra directa, usadas para cultivos densos tales como arroz y soya.

5.3.4.2.2 Beneficios de la labranza de conservación44. 44 Encuentro Nacional de Labranza de Conservación. 1.998. Memorias. Villavicencio – Meta. Colombia.

117 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

Los métodos de labranza de conservación presentan las siguientes ventajas en comparación con los sistemas de labranza tradicional: 1- Menor costo en su implementación debido a la reducción de la mano de obra requerida así como del combustible consumido, pues se reduce el uso de maquinaria agrícola entre 50% y 70% 2- Menor requerimiento de tiempo para la preparación del terreno, que facilita sembrar con las primeras lluvias y por tanto adelantar las cosechas. 3- Protección del suelo y mejoramiento de su fertilidad mediante la acumulación de materia orgánica sobre el terreno, lo cual estimula el aumento de la actividad de microorganismos. 4- Mayor infiltración de agua de lluvia y aumento de la capacidad de almacenamiento y conservación de agua en el suelo, que contribuye a disminuir el riesgo de fracaso de las cosechas. 5- Mejoramiento de las condiciones físicas del suelo como porosidad, infiltración, estructura.

Manejo de Coberturas o residuos de cosecha. La realización de la Agricultura (labranza) de conservación requiere el manejo de la cobertura sobre la superficie del suelo. En este sistema de preparación de tierras la cobertura dejada sobre el terreno debe estar seca, para lo cual se pueden utilizar métodos mecánicos y métodos químicos (herbicidas desecantes)

5.3.5. Siembra. Es la operación que consiste en esparcir o colocar las semillas, en el campo de cultivo previamente preparado, para obtener de ellas nuevas plantas. Las semillas antes de sembrarlas son sometidas a una serie de operaciones de acondicionamiento para asegurar su germinación y su mayor rendimiento posible. La época para la realización de la siembra depende de las condiciones biológicas de cada planta así como de las circunstancias meteorológicas, especialmente de la humedad y la temperatura. Existen procedimientos de siembra manuales y mecánicos. La siembra manual se hace tradicionalmente al voleo y la incorporación de la semilla al suelo con un chuzo o bordón. Este método presenta dificultades tales como que alguna parte de la semilla no queda cubierta y otra queda a profundidad no adecuada, lo que incide va a incidir en la disminución del porcentaje final de germinación que se obtiene.

La incorporación de áreas de gran superficie a la agricultura moderna han hecho necesario el uso de equipos mecánicos denominados sembradoras, que permiten disminuir el tiempo requerido para efectuar dicha labor, así como la optimización de la cantidad de semilla utilizada, lo cual repercute favorablemente en la disminución de los costos de producción. Una sembradora es un equipo agrícola cuya función es localizar en el terreno previamente preparado, la semilla para el desarrollo de un cultivo, a una distancia y profundidad determinadas, en la dosis adecuada. Los principales tipos de sembradoras que actualmente ofrece el mercado son: • Sembradoras al Voleo: Son máquinas que distribuyen al azar la semilla sobre la superficie del terreno. Generalmente son operadas por el toma de fuerza del tractor. • Sembradoras en línea o al chorrillo: Distribuyen la semilla en surcos distanciados según las características de cada cultivo, de acuerdo al patrón con que hayan sido previamente calibradas. La mayoría posee dos tolvas de las cuales una contiene la semilla y la otra el fertilizante. Se conectan a los tres puntos del tractor y el mecanismo de dosificación es operado por un sistema de engranajes que a su vez es accionado por las ruedas de desplazamiento de la máquina. Son empleadas para la siembra de granos pequeños y de cereales.

119 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

• Sembradoras a golpe o de precisión: Efectúan la distribución de la semilla en forma individual o en pequeños grupos, de manera cuidadosa en filas y a intervalos iguales. En este grupo se incluyen las sembradoras neumáticas. Generalmente van conectadas tanto a los tres puntos del tractor como al toma de fuerza, el cual acciona el sistema que proporciona la presión necesaria para depositar la semilla en el campo de cultivo. Con excepción de las voleadoras, las máquinas sembradoras deben cumplir las siguientes funciones mecánicas: • • • •

Abrir el lecho para la semilla a una profundidad adecuada. Dosificar la semilla. Depositar la semilla en el surco siguiendo un patrón adecuado de distribución. Cubrir la semilla y compactar el suelo a su alrededor (dependiendo del tipo de siembra).

5.3.6. Operaciones de Cultivo. A partir del momento de la siembra y durante el tiempo de desarrollo del cultivo, denominado “período vegetativo”, se deben efectuar a este una serie de trabajos u operaciones de manejo conocidas como labores culturales. Con la implementación de estas operaciones se busca mantener en la cama superior, la adecuada capacidad de absorción del agua y la suficiente aireación del suelo durante el crecimiento de las plantas o el incorporar algunos agroquímicos usados bien en la fertilización como en el control de plagas y enfermedades. En la realización de estas labores culturales, se emplean una serie de equipos y elementos mecánicos tales como: • Cultivadora entre hileras: Se utiliza para la destrucción de las malezas que crecen en las calles de los cultivos transitorios y que compiten con la planta principal por nutrientes, espacio y humedad y que en últimas afectarán su rendimiento final. Las principales clases de cultivadoras son: • De escardillo • De chuzos rígidos • De discos • De escardillo y discos • De chuzos flexibles.

• Azadones Rotatorios y Rastrillos: Con el uso de estos implementos se busca romper la capa superficial del suelo que se ha encostrado, bien por efectos de un exceso de humedad sobre la superficie o por excesivo pisoteo o tránsito. • Rastras articuladas: Su función es destruir las malezas en su etapa de germinación. • Zanjadora: Se utilizan para la construcción de zanjas por las que circulan aguas de riego o de drenaje.

5.3.7

Cosecha.

Es la operación mediante se retiran de la planta madre los frutos que han alcanzado la madurez fisiológica. Durante esta etapa se suelen presentar altos volúmenes de pérdidas por efectos de un mal manejo y excesiva manipulación. Para la recolección de los granos a nivel comercial se utilizan máquinas cosechadoras o COMBINADAS, las cuales realizan al grano una serie de operaciones a saber: cortan, trillan, limpian y ensacan o almacenan en una tolva, considerando su desarrollo como uno de los pasos más importantes dados en la mecanización agrícola. Existen tres tipos de máquinas combinadas: • Combinada de arrastre accionada por motor incorporado • Combinada de arrastre accionada por el eje toma de fuerza o cardan. • Combinada auto - propulsada, que es la más utilizada pues facilita la recolección de las cosechas con mayor rapidez.

La cosechadora autopropulsada o “combinada” posee los siguientes sistemas para realizar su trabajo:

121 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

• Sistema de corte y alimentación: Compuesto por el molinete que es el encargado de atraer y sostener las espigas que van a ser cortadas, la cuchilla encargada de cortar los tallos con las espigas y el tornillo sinfín que lleva las mies o semillas hasta el elevador o acarreador. • Sistema de Transporte: constituido por el elevador o acarreador que lleva la mies hasta el cilindro desgranador o cóncavo. • Sistema de Trilla: Las mies son trilladas por la fricción producida entre las barras estriadas del cilindro y cóncavo. • Separación: Por medio de una rejilla ubicada en el cóncavo se efectúa la separación del grano y la paja. • Limpieza: Se encarga de expulsar fuera de la máquina, por medio de ventiladores y zarandas, las pajas cortas y largas. • Almacenamiento y empaque: El grano limpio es transportado mediante un sinfín y un elevador a la plataforma de empaque.

5.4 INGENIERIA AGRICOLAS

DE

POSTCOSECHA

DE

PRODUCTOS

Es la aplicación de la ciencia y tecnología de la ingeniería, al manejo, beneficio y conservación de los productos agropecuarios desde el momento de su recolección, a fin de conservar su calidad inicial en condiciones óptimas, hasta el momento de su consumo ya sea doméstico o industrial. Las pérdidas que se producen a partir del momento de la recolección constituyen un problema socio - económico, que debe enfrentarse decididamente, considerando que no vale la pena producir más, aplicando paquetes tecnológicos de alto costo y ampliando las áreas cultivadas, para seguir sufriendo grandes pérdidas durante el proceso de la cosecha45 . Según la FAO (2004)), en los países en desarrollo al menos el 10% de la producción de cereales, equivalentes a 80 millones de toneladas, se pierden por malas prácticas de manejo poscosecha. Si tan solo se evitara el 5% de esas pérdidas, se ahorrarían 7.500 millones de dólares en divisas y se disminuiría el déficit alimentario de 450 millones de seres humanos.

45 BAZARTE, CH. Edgar y otros. 1.994. Manual de capacitación sobre manejo y conservación de granos. Ministerio de Agricultura y Ganadería del Ecuador - FAO. Documento de Campo N° 9. Quito.

Afortunadamente se dispone hoy en día de los medios y la tecnología necesarios para reducir las pérdidas de los productos agrícolas después de la cosecha. Corresponde al INGENIERO AGRICOLA identificar, definir e implementar las técnicas que mejor se ajusten a las necesidades y condiciones socio - económicas y culturales de los agricultores.

5.4.1. Aspectos Generales de los Productos Agrícolas. Para determinar el más adecuado manejo poscosecha de los productos agrícolas, es necesario conocer las principales características biológicas, fisiológicas, mecánicas, físicas y térmicas, pues ellas influirán de manera notoria en su comportamiento durante las diferentes etapas del proceso de beneficio y conservación. El metabolismo de los productos agrícolas se modifica y ajusta en el momento que son cosechados, pues se produce una interrupción en el suministro normal de agua y minerales y se suspende la síntesis de algunos productos que eran propiciados por la fotosíntesis. Se debe tener muy presente que los productos agrícolas siguen viviendo después de ser cosechados. Esto significa que ellos continúan respirando, transpirando, metabolizando y realizando cambios químicos y físicos a velocidades que dependen del producto y de otros factores como las condiciones ambientales. De acuerdo a lo anterior y para fines de manejo y conservación en poscosecha, los alimentos y los productos agropecuarios se pueden clasificar de la siguiente forma46: a- Productos Altamente Perecederos: Son aquellos que estando expuestos a las condiciones ambientales de un lugar (temperatura y humedad relativa), por un período que no excede las 48 horas, alcanzan un nivel de deterioro que los hace no aptos para el consumo. Dentro de este grupo se encuentran las frutas y hortalizas blandas, tiernas y con altos contenidos de humedad tales como moras, fresas, lulos, uchuvas, acelgas, espinacas, lechugas, coliflor, brócoli, champiñones, espárragos, pepinos para rellenar, perejil y en general todas las hortalizas foliares. b- Productos Semi - Perecederos: En este grupo se encuentran aquellos productos agrícolas que mediante un adecuado manejo, pueden conservarse por unas pocas semanas sin mostrar deterioro apreciable. Pertenecen a esta clasificación las raíces y tubérculos y algunas frutas de maduración tardía. Se pueden mencionar entre otros la ahuyama, tomates, ajos, cebolla, arracacha, berenjena, calabaza, mazorca tierna, ñame, papa, cohombro, plátano, remolacha, repollo, zanahoria, yuca,

46

PARRA, C. Alfonso y HERNANDEZ H. José. 1.997. Fisiología de Postcosecha de Frutas y Hortalizas. Segunda Edición, Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ingeniería, Departamento de Ingeniería Agrícola. Santafé de Bogotá, D.C., Colombia.

123 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

aguacate, badea, banano, brevas, ciruelas, coco, curuba, chontaduro, durazno, guayaba, higo, mango, papaya, piña, pera, manzana, uvas y frutas cítricas. c- Productos Poco - Perecederos: Son aquellos que habiendo alcanzado su plena madurez, han reducido en grado sustancial su contenido de agua. A este grupo pertenecen los granos secos (cereales y leguminosas). La creciente atención prestada a los aspectos de la fisiología relacionados con la vida de las frutas y verduras en las etapas posteriores a la cosecha, deriva en la constatación de que las manipulaciones defectuosas en estado fresco pueden acarrear pérdidas cuantiosas de productos, cuya obtención ha demandado importantes inversiones de capital y mano de obra. Estudios realizados por diferentes instituciones se ha estimado que entre el 25 y el 80% de las frutas y hortalizas frescas producidas se pierden tras la recolección Hoy se piensa que es preferible esforzarse en mejorar los procesos de conservación tras la recolección, que perseguir un incremento en el volumen de la producción pero sin tener en cuenta las prácticas de manejo postcosecha47. El adecuado manejo poscosecha de los productos agrícolas es considerado como una tercera estrategia en la búsqueda de la seguridad alimentaria. Las otras dos alternativas que han sido implementadas tradicionalmente con resultados poco afortunados son: la ampliación de la frontera agrícola y el incremento de la producción y la productividad.

El objetivo básico del Ingeniero Agrícola en este campo, es el de establecer procedimientos que reduzcan al máximo la alteración de los productos durante todo el período que media entre la recolección y el consumo final.

5.4.1.1. Respiración Una característica principal de los productos de origen vegetal es el hecho que respiran tomando oxígeno (O2) y desprendiendo dióxido de carbono (CO2), calor y agua. También transpiran, es decir, pierden agua. Tras la recolección continúan respirando y como han sido separados de la fuente de agua y de nutrientes, dependen exclusivamente de sus reservas alimenticias y de su propio contenido de agua. Las pérdidas de sustrato respirable no se compensan y se inicia entonces el deterioro (54).

47

Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Agrícola. 1.989. Memorias Curso de Educación Continuada “Manejo y almacenamiento de frutas y hortalizas a nivel rural”. Convenio SENA Universidad Nacional. Dibuya - Guajira, Colombia.

La vida de las frutas y hortalizas puede dividirse en tres etapas a saber: crecimiento, maduración, senescencia, sin que sea fácil distinguir una diferencia clara entre las tres. El crecimiento y la maduración fisiológica de la fruta solo se completan cuando ésta permanece unida a planta, pero la maduración organoléptica y la senescencia pueden proseguir una vez separada de ella. La velocidad a que transcurre la respiración de un producto constituye un índice de la actividad metabólica de los tejidos y una guía útil de su vida comercial. La actividad metabólica es más alta en las fases previas a la maduración y declina con la edad. De acuerdo a lo anterior los productos hortofrutícolas se pueden clasificar en: • Productos Climatéricos: En estos productos la actividad respiratoria aumenta de manera significativa durante la maduración organoléptica, (entendida esta como la etapa en que se transforma el producto maduro pero no comestible, en otro visual, olfativo y gustativamente atractivo) y disminuye paulatinamente hasta anularse con la muerte del fruto. Pertenecen a este grupo entre otros: el aguacate, banano, papaya y chirimoya, maracuyá, durazno, granadilla, papayuela, mango, melón, tomate, ciruela. • Productos no climatéricos: En estos la intensidad respiratoria disminuye durante el período de vida del producto y cesa con la muerte del mismo. Entre los frutos con este comportamiento se encuentran: limón, piña, mandarina, naranja, tomate de árbol, mora, fresa, cereza, uva. Todas las hortalizas ofrecen una pauta noclimatérica.

5.4.1.2. Maduración y Madurez48 Con mucha frecuencia se emplean indistintamente los términos maduración y madurez, a pesar que cada uno de ellos se refiere a aspectos diferentes:

Maduración: La maduración es el proceso mediante el cual ocurre toda una serie de transformaciones en el producto, que se inician entes de finalizar el crecimiento del fruto en la planta madre, los cuales determinan cambios en la consistencia y el desarrollo de las características organolépticas como color, olor, sabor. La maduración termina con la iniciación de procesos catabólicos que conducen al envejecimiento y muerte de los tejidos, llamados senescencia.

Madurez: Con el término madurez se designa el estado de un producto en un momento dado a lo largo de su proceso de desarrollo. Por tanto van a existir entonces muchos grados de madurez, presentándose el inconveniente de no poder definirlos claramente, ya que estos van a depender de las características de cada especie de producto. Existen dos grados o clases de madurez definidos con precisión para todos los productos, a saber: 48

PARRA C. Alfonso y HERNANDEZ H. José Eugenio. 1.997. “Fisiología Postcosecha de Frutas y Hortalizas”. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Agrícola. Universidad Nacional de Colombia. Santafé de Bogotá, D.C. Colombia.

125 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

Maduración y Madurez Fisiológica: La maduración fisiológica se inicia antes de terminar el crecimiento y solo se completa cuando el fruto permanece unido a la planta de la que procede. Durante ella el producto adquiere su constitución básica característica. La madurez fisiológica indica el momento en que debe realizarse la recolección del producto. Ningún producto debe ser recolectado antes de completar la madurez fisiológica. Maduración y Madurez Organoléptica: La maduración organoléptica o degustativa es un proceso mediante el cual se transforma un tejido fisiológicamente maduro, pero no comestible, en otro visual, olfatorio y gustativamente atractivo. La madurez degustativa señala el final del desarrollo de la fruta y el comienzo de la senescencia; es denominada madurez de consumo ya que se ajusta a exigencias comerciales. En las hortalizas no se da el proceso de maduración organoléptica y por tanto es más difícil determinar el tránsito de la madurez a la senescencia. La madurez organoléptica es el grado en el cual los productos presentan todas las características que los hacen aptos para el consumo (color, olor, sabor, aroma, etc.). Índices de Madurez: Para una recolección apropiada de los productos hortofrutícolas, es necesario establecer unos parámetros o índices que ayuden a realizar esta práctica de la mejor manera posible y en el momento más oportuno. Estos indicativos deben ser sensibles, prácticos, rápidos y mensurables (54). Los medios por los cuales se pueden determinar los índices de cosecha son: • Medios Visuales: Color de la piel y de la pulpa, secamiento de partes de la planta, etc. • Medios Físicos: Facilidad de abscisión, consistencia, firmeza, peso específico. • Medios Químicos: Determinación de contenido de azúcares, cantidad de ácidos, cantidad de almidones. • Medios Fisiológicos: Medida de la tasa respiratoria. • Por medio de cálculos: Duración del período vegetativo, tiempo transcurrido después de la floración. • Otros índices: Algunos de ellos son específicos para cada producto: relación pulpahueso (durazno), cantidad de ácido oleico (avellanas). Luego de conocer los parámetros bajo los cuales se determinan las condiciones óptimas para la recolección de un producto, el INGENIERO AGRÌCOLA dentro de su actividad en el área del manejo poscosecha de los productos agrícolas, debe proceder a PLANIFICAR el proceso de recolección, lo cual incluye los siguientes aspectos: • Capacitar el personal que efectuará la recolección

•

• •

Alistamiento de recipientes adecuados, equipos e instrumentos de cosecha, los cuales deben estar previamente limpios y desinfectados. Los instrumentos y equipos de corte, empleados en la recolección de productos frescos, deben desinfectarse periódicamente durante la labor. Definir la hora del día mas adecuada para proceder, evitando las horas de mayor brillo solar. Proveer un sitio de acopio en campo, que permita la protección del producto de la exposición a la radiación solar y a la contaminación.

A continuación la labor del Ingeniero Agrícola consiste en la implementación de una serie de actividades denominadas Operaciones de Acondicionamiento.

5.4.2. Operaciones de Acondicionamiento. Es el conjunto de operaciones a que se someten los productos agrícolas, con el fin de procurar la mejor calidad de los mismos, disminuyendo al máximo su deterioro. Durante este proceso el producto no sufre cambios físicos ni químicos. Las principales operaciones de acondicionamiento son:49 • Selección • Limpieza. • Clasificación • Almacenamiento • Empaque. • Transporte.

5.4.2.1. Selección, Limpieza y Clasificación Selección. Es considerada como una operación de separación y en orden secuencial es el inicio del proceso de acondicionamiento; su finalidad es la separación del producto en grupos con propiedades físicas diferentes (producto bueno y producto con algún tipo de alteración o daño). Con la selección se separa todo el producto que presente defectos que impidan su venta o procesamiento, como unidades partidas, rotas, magulladas, podridas, deformes, etc. Esta operación generalmente es realizada a mano y en forma visual. Pueden utilizarse bandas o correas transportadoras que permiten enviar el descarte fuera de la planta50. 49

BRENTON, C. Edgar. 1.982. Manejo y Transporte de Granos. Tomo II. Organización de las Naciones unidas para la Agricultura y la Alimentación - FAO. Montevideo, Uruguay. 50 Flores G. Ángel A. 1.994. Manejo Poscosecha de Frutas y Hortalizas en Venezuela. UNELLEZ. San Carlos, Cojedes. Venezuela.

127 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

Limpieza: Es el paso siguiente a la selección y consiste en la eliminación de sustancias extrañas o cuerpos diferentes al producto. Los objetivos de realizar dicha operación son: • Separar efectivamente los contaminantes. • Eliminar o remover dichos contaminantes. • Evitar la recontaminación. Sistemas de Limpieza: a- Métodos Secos: Son procesos en los cuales se utiliza generalmente aire aplicado a presión o se utilizan movimientos vibratorios. Este método es útil para limpiar granos y semillas. Los métodos y equipos más utilizados en cada caso son: • Tamizado: Agitación del producto en Cribas y/o tambores. • Aspiración: Se insufla aire a través de la masa de grano, con ayuda de un compresor o un ventilador. • Cepillado: Frotar el producto con cepillos en acrílico o polietileno. Empleado principalmente en el manejo de frutas y hortalizas de bulbo.

• Abrasión: Roce del producto con un elemento mecánico, generalmente de tipo cilíndrico. • Separación magnética: Se emplean electroimanes con el propósito de retirar partículas metálicas del producto. b- Métodos Húmedos: Utilizados casi exclusivamente para frutas y hortalizas; llamado también lavado. Los métodos más utilizados son: • Inmersión. • Aspersión • Rociado • Frotación • Limpieza Ultrasónica • Filtración • Decantación. Clasificación. La clasificación o separación según calidad, es función de la consecución de aquellas propiedades de los productos que afectan su aceptación en el mercado directo, o como materia prima para la transformación o procesamiento. Generalmente la clasificación obedece a criterios o parámetros que establece el mercado. Las características en las que suele basarse la clasificación se dividen en dos tipos muy relacionados entre sí: • Características Físicas: Forma, tamaño, peso unitario, color, firmeza, textura, tersura de la piel o cáscara, etc. • Características Bioquímicas: Sabor, olor, aroma, ausencia de rancidez, suculencia, grados de madurez, contenido de ácidos, contenido de nutrientes, etc. Métodos de Clasificación: Existen dos clases: • Procedimientos en los que se determina la calidad por medio de pruebas de laboratorio, con muestras sacadas de lotes de un producto. • Procedimientos en los que se separan las cantidades totales del producto en lotes, por categorías de calidad. El primer procedimiento se conoce como control de calidad. El segundo es en sí la típica clasificación que se hace manual o mecánicamente. Existen diferentes tipos de clasificación según el parámetro evaluado:

129 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

• Clasificación por Peso: Se utiliza cuando no existe una uniformidad en el peso de los productos de un lote. • Clasificación por Tamaño: Se utilizan tamices y equipos de desplazamiento de banda o rodillos. Los equipos más usados en la clasificación por tamaño son: De apertura Variable: • *Rodillos. • *Cable o cinta. • *Banda. • *Tornillo Sinfín. • De apertura Fija: • *Estacionario. • *Vibratorio. • *Rotativo • *Giratorio. • *Alternante. • Clasificación por Forma: La limpieza seguida de selección por tamaño o peso, en algunos productos puede dejar material extraño indeseable. Este problema puede resolverse usando una clasificación con base en la forma, la cual se efectúa según la combinación de longitud y diámetro. El equipó usado puede ser: *Separador de Discos *separador de tambor giratorio *Separador de banda inclinada móvil. • Clasificación por Color: Esta operación se suele realizar en forma visual por operarios bien entrenados que van separando los productos en grupos, a medida que estos pasan por la banda transportadora. La comparación se hace con respecto a colores permanentes normalizados (tabla de colores). Las máquinas de selección del color basadas en fotoceldas, han suplantado la mayor parte del trabajo visual mejorando la eficiencia de la clasificación.

5.4.2.2. Secado. Al momento de la recolección en el campo, los granos generalmente se encuentran con un contenido de humedad aún elevado y con materias extrañas como impurezas u otros granos. Estos dos factores no hacen posible el almacenamiento en condiciones seguras de los granos.

El exceso de humedad hace que por efecto del incremento de la actividad metabólica, los granos se calienten a altas temperaturas, lo cual además de matar el germen impidiendo entonces su uso como semilla, altera las propiedades organolépticas del producto. Adicionalmente el exceso de humedad favorece la presencia y multiplicación de insectos y microorganismos. Los granos son higroscópicos y tienden a retener una gran cantidad de agua. Contrariamente a lo que sucede con las frutas y hortalizas, en los granos un elevado contenido de humedad se constituye en el mayor problema para el almacenamiento seguro de los mismos (7). El secado es el proceso más antiguo utilizado por el hombre para conservar económicamente los productos agrícolas, por un tiempo relativamente largo y a condiciones ambientales, sin que sufra deterioro el producto51. Básicamente el secado consiste en remover una cierta cantidad del agua contenida en el grano en el momento de la recolección, hasta dejarla en un nivel que se garantice un almacenamiento en condiciones seguras, evitando el desarrollo de insectos y microorganismos Del adecuado secado del grano dependerá la prolongación de su vida durante el almacenamiento. Métodos de Secado: • Secado Natural: Consisten en la exposición del producto húmedo a la radiación solar y a corrientes naturales de aire, buscando que parte de la humedad presente sea removida por evaporación. El grano debe ser removido constantemente para uniformizar el proceso de secado. Son métodos en los que el movimiento del aire de secado se debe a la acción de los vientos. La energía para evaporar la humedad proviene de la capacidad de secado del aire y de la incidencia directa de la radiación solar. Se destacan el secado en patios y el secado en bandejas fijas o en bandejas rotativas. Estos métodos se limitan generalmente al secado de bajos volúmenes de producción y requieren de grandes superficies así como de elevado uso de mano de obra. Presentan un alto porcentaje de pérdidas ocasionadas debido a las condiciones meteorológicas variables, la acción de pájaros y roedores, el ataque de insectos y la contaminación entre otros. El tiempo de secado, la cantidad y calidad del producto final dependen de las condiciones climáticas, las cuales varían según la región y la época del año.

51 HERNANDEZ H, José E. y OSPINA M. Julio E. 1.989. Manejo y Almacenamiento de granos a Nivel Rural. Cartilla. Convenio SENA - Universidad Nacional. Bogotá, Colombia.

131 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

• Secado Artificial: El secado artificial consiste en someter el producto húmedo a una corriente de aire previamente calentado. El movimiento del aire de secado y la energía para evaporar la humedad proviene de fuentes mecánicas y de quemadores (coke, gas, fuel oil, resistencias eléctricas, residuos agrícolas, colectores solares, etc.).

Generalmente los sistemas de secado artificial se dividen en dos grupos: *Sistemas de secado a altas temperaturas en los cuales el aire de secado es impulsado a través de la masa de granos en un rango que oscila entre los 45°C y 120°C aproximadamente. Los secadores que utilizan altas temperaturas, se clasifican de la siguiente manera (13): • Secadores de lecho fijo o de capa fija. • Secadores de flujos cruzados • Secadores de flujos concurrentes

• Secadores de flujos en contracorriente. • Secadores de flujos mixtos, como los secadores tipo cascada. *Sistemas de secado a bajas temperaturas en los que la temperatura del aire de secado se incrementa de 1 a 5°C por encima de la temperatura ambiente. En estos sistemas la temperatura del aire no supera los 45°C. Los sistemas de secado artificial están constituidos por los siguientes elementos: • Un ventilador que mueve el aire y lo fuerza a pasar a través de la masa de granos. • Una cámara o depósito para el grano que se va a secar. En el caso de secadores de lecho fijo, la cámara posee un piso perforado. • Un quemador que permite aumentar la temperatura del aire de secado. • Un dispositivo que permite separar los residuos gaseosos de la combustión y calentar un aire de trabajo, denominado intercambiador de calor.

La utilización de secadores mecánicos que emplean altas temperaturas se ha incrementado de manera considerable, especialmente en la agricultura empresarial, pues permite un secado mucho más rápido y un manejo continuo de grandes volúmenes de granos (25). El secado artificial presenta las siguientes ventajas: Permite realizar la cosecha anticipadamente, lo cual además de reducir las pérdidas en el campo ocasionadas por acción de pájaros, roedores y microorganismos, posibilita la preparación anticipada del terreno para el próximo cultivo. • Facilita la planificación de las actividades de cosecha. • Permite almacenar el producto más rápidamente en condiciones seguras.

•

133 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

• Posibilita trasladar al consumidor final, vía precios más exequibles, la reducción de las pérdidas de producto.

5.4.2.3. Almacenamiento El almacenamiento es una práctica que se realiza con el fin de conservar los productos agrícolas, durante un determinado tiempo en condiciones seguras que garanticen tanto su cantidad como su calidad. Los productos agrícolas requieren después de su recolección, un tratamiento especial con el fin de que puedan llegar al consumidor final en condiciones tales que pueda adquirirlos. Esto significa que los granos húmedos deben ser previamente secados limpiados, las frutas y hortalizas deberán ser igualmente limpiadas, seleccionadas y

clasificadas y si se desea almacenarlos por algún tiempo, colocarlos en empaques apropiados y depositarlos en ambientes con humedad relativa y temperatura adecuadas, de acuerdo a la naturaleza del producto. El almacenamiento persigue básicamente los siguientes propósitos: • Reducir la tasa respiratoria de los productos agrícolas. • Controlar las enfermedades Postcosecha • Mantener la calidad del producto exigida por el consumidor. • Regular el mercado buscando beneficios tanto para el consumidor como para el productor. Para conseguir prolongar la vida de los productos agrícolas durante el almacenamiento, conservando su calidad, se realizan con ellos diferentes tipos de actividades entre las que se pueden citar: • • • • • •

Control de plagas y enfermedades Aplicación de irradiación Aplicación de productos químicos Acondicionamiento de atmósferas controladas o modificadas Parafinado o encerado del producto Refrigeración

Sin embargo es preciso tener en cuenta que la calidad final del producto obtenida en el momento de la recolección, no puede mejorarse, tan solo conservase mediante una oportuna y adecuada implementación de las operaciones de acondicionamiento en la fase poscosecha. Se hace fundamental conocer “la historia” del producto a través del ciclo productivo, pues las condiciones que rodearon el desarrollo de la planta madre, las prácticas de cosecha y el manejo dado al fruto después de la recolección, serán reflejadas en la vida de éste durante el almacenamiento.

Tipos de Unidades Almacenadoras. El estudio del manejo poscosecha de los productos agrícolas se ha basado en el conocimiento de sus principales características y propiedades, lo cual ha permitido dividirlos para este efecto en dos grandes grupos: Los Granos (cereales y leguminosas) y Las Frutas y Hortalizas. Los sistemas de almacenamiento de estos alimentos también obedecen en su concepción y diseño a esta división. Almacenamiento de Granos: Los granos pueden ser almacenados básicamente de dos maneras: ensacados o al granel.

135 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

Almacenamiento de granos ensacados: Este se efectúa en estructuras denominadas almacenes o bodegas, las cuales son construcciones de fondo plano que poseen una cubierta, generalmente a dos aguas y características estructurales y ambientales específicas que procuran las mejores condiciones para que el grano almacenado conserve su calidad. Este tipo de sistema presenta como ventajas principales el permitir el almacenamiento de diferentes clases y variedades de granos en la misma estructura, pues se pueden hacer arrumes o pilas diferentes mediando la debida identificación, así como la facilidad para el control de infestaciones ya que los sacos con problemas pueden ser separados y tratados adecuadamente. Entre las principales desventajas que presenta este sistema de almacenamiento, se pueden citar su baja capacidad operacional debido al elevado empleo de mano de obra requerido, la necesidad de emplear un empaque lo que significa un costo adicional y la dificultad para mantener la calidad del granos pues este se encuentra en contacto directo con todas las posibles fuentes de deterioración. Las bodegas o almacenes graneleros son recomendados para el almacenamiento de los granos por períodos cortos y hasta medianos, dependiendo de las condiciones de operación y las características climáticas de la región. Almacenamiento a Granel: Es el tipo de almacenamiento de granos en el que el producto es depositado dentro de una estructura, generalmente hermética denominada silo, completamente desgranado y sin requerir de sacos o costales. En algunas oportunidades también se emplean los “almacenes graneleros” de fondo plano o de fondo inclinado en forma de “V”. Los silos son unidades almacenadoras de granos, que por sus características constructivas garantizan un control más eficiente de las fuentes de contaminación y una mayor posibilidad de impedir o disminuir la pérdida de las características físicoquímicas y biológicas de los granos por períodos largos. Los silos pueden ser verticales u horizontales. • Silos Verticales: Son generalmente de tipo cilíndrico y se denominan así porque en este tipo de estructura predomina la dimensión vertical sobre la del diámetro del cilindro. Puede ser semi-subterráneo o elevado en relación con el nivel del piso y su llenado se efectúa por la parte superior de la estructura. Para la descarga, que se hace por la parte inferior, se aprovecha la acción de la gravedad.

• Silos Horizontales: Son estructuras en las que prima la dimensión de la base sobre la de la altura. Poseen “compartimientos” o “módulos” cada una con capacidad máxima del 20% del total. Su carga o llenado se efectúa por la parte superior del silo, por medio de un sistema de ductos y su “vaciado” o descarga se realiza por la parte inferior o piso que tiene forma de “V” o de “W” y que está construida en concreto armado o premoldeado. Al igual que los silos verticales, también pueden ser elevados o semi-subterráneos.

Almacenamiento de Frutas y Hortalizas: Las frutas y las hortalizas son comúnmente conocidas como “productos vegetales frescos”, por el alto contenido de humedad que presentan en el momento de la recolección. Este elevado contenido de humedad (generalmente superior al 60% en peso), en la mayoría de estos productos debe conservarse hasta el momento de su consumo final, pues es parte constitutiva de las células determinando por ello las características físicas y organolépticas de los mismos y por ende el grado de aceptación en el mercado.

137 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

Las frutas y las hortalizas presentan un complejo y delicado comportamiento fisiológico durante el almacenamiento, debido a su gran susceptibilidad a cualquier variación en la temperatura, humedad relativa y composición del aire que las rodea. Por ello los sistemas de almacenamiento con ellas empleados, básicamente tratan de controlar estas tres variables fundamentales. En función de lo anterior se pueden establecer algunos métodos o sistemas para la conservación durante el almacenamiento de Frutas y Hortalizas en estado fresco:

Almacenamiento Refrigerado: El empleo de bajas temperaturas en los sistemas de almacenamiento para productos hortofrutícolas, se ha convertido en una de las principales herramientas empleadas por el hombre para la conservación de este tipo de alimentos. La refrigeración es el proceso por el cual se retira el calor de los productos, con el propósito de disminuir su temperatura y su actividad metabólica. El objetivo perseguido en el almacenamiento refrigerado es restringir al máximo la velocidad de deterioro de los alimentos, sin acarrear una maduración anómala u otros cambios anormales, pudiéndose mantener en condiciones aceptables para el consumo, por períodos relativamente largos52 .

52 ALEIXANDRE, B. José L. 1.997. Conservación de Alimentos. Universidad Politécnica de Valencia, Servicio de Publicaciones. Colección Libro Docente. Valencia, España.

139 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

Mediante el empleo del frío se logran efectos específicos sobre algunos procesos fisiológicos de los frutos, tales como disminución del ritmo y velocidad de la respiración, la transpiración, la maduración y por ende en la deterioración de los productos (17). En un almacén refrigerado convencional se controlan tres factores a saber: temperatura, humedad relativa y movimiento del aire. No existe una temperatura ideal para el almacenamiento de todas las frutas y hortalizas, pues son diferentes las respuestas de cada una de ellas a las bajas temperaturas. Así mismo son diferentes los tiempos posibles de almacenamiento refrigerado para estos productos y en general se presenta una relación inversa entre la actividad respiratoria y el período de almacenamiento, de tal forma que aquellos que ofrecen una actividad respiratoria mínima son los que pueden almacenarse durante períodos más prolongados (2). Almacenamiento en Atmósferas Modificadas y Controladas: Almacenamiento en Atmósferas modificadas: Es una forma de prolongar la conservación de ciertas especies vegetales, fundamentalmente algunas frutas o hiervas aromáticas, al colocarlas en ambientes con una atmósfera diferente a la normal del aire, generalmente empobrecida en oxígeno y enriquecida en anhídrido carbónico (CO2). Almacenamiento en Atmósferas Controladas: Se persigue igualmente prolongar el período de conservación de los productos frescos, pero en este caso su almacenamiento se realiza en una atmósfera también diferente a la normal del aire, donde la concentración de O2 es inferior y la de N2 y CO2 superiores. En este caso la composición de la atmósfera se regula cuidadosamente. Toda atmósfera controlada es modificada, pero no a la inversa. El uso de atmósferas controladas o modificadas se debe considerar como un complemento a un adecuado control de temperatura y humedad relativa.

5.4.2.4. Empaque. El empaque es una unidad de manejo que facilita la movilización, comercialización y distribución del producto y está en contacto con él (17). Su finalidad es la de proteger el producto y en cierto grado evitar su deterioro. Un empaque adecuado para productos agrícolas debe cumplir con una serie de requisitos entre los que se cuentan los siguientes53: 53 WILLS R. H. y LEE T.H., 1.984. Fisiología y Manipulación de Frutas y Hortalizas Postrecolección. Editorial Acribia S.A. Zaragoza, España.

• Tener la resistencia mecánica suficiente que le permita proteger al producto durante el transporte y mientras permanezca apilado. • El material del que haya sido elaborado el empaque, no debe tener productos químicos que puedan transferirse al producto y por ende al consumidor. • El empaque debe responder a las exigencias del mercado y a las exigencias impuestas por el manejo del producto, en lo que hace referencia a peso, forma y tamaño. • El empaque deberá permitir el enfriamiento rápido del producto, en caso que su manejo lo exija. • La resistencia mecánica del empaque no deberá verse afectada por el contenido de humedad del producto o del ambiente al que se exponga. • El empaque deberá mejorar la presentación del producto en el mercado • El costo del empaque en relación con el del producto que contiene y el tiempo de protección que le suministre, debe ser tan bajo como sea posible. Debido a la gran variedad de productos agrícolas, a los diferentes métodos de transporte que se emplean y a las exigencias comerciales, no es posible la confección y el uso de un tipo único de empaque que cumpla de manera integra con todos los requisitos enumerados anteriormente. Sin embargo se debe procurar cumplir con la mayoría de ellos. Tipos de Empaque: En nuestro país los tipos de empaque más comúnmente empleados son: • Sacos de fique o costales. • Sacos de polietileno o de polipropileno • Cajas de madera ( gasolinera) • Huacales de madera • Cajas de cartón • Canastillas plásticas • Mallas de polietileno • Bolsas de polietileno • Empaques a nivel de supermercado.

5.4.2.5. Transporte. El transporte o movilización de los productos agrícolas es una de las actividades básicas que se implementan a partir del momento de la recolección y se constituye en uno de los principales eslabones en el manejo, almacenamiento y distribución de los mismos. Se inicia en el campo y continúa a lo largo de todo el proceso de acondicionamiento y manipulación, convirtiéndose en el paso de una fase a otra del sistema de operaciones poscosecha, hasta que el producto llega a manos del consumidor final.

141 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

Bajo condiciones tropicales como las de nuestros países, se debe tener un muy especial cuidado en la relación empaque - transporte para los productos agrícolas, pues un gran porcentaje de las pérdidas que se ocasionan durante el transporte, además de factores inherentes a este, son propiciadas o aceleradas entre otras por las características del empaque y el tipo de vía empleados. Factores a considerar para la selección de un adecuado tipo de transporte. Son varios los factores que se deben tener en cuenta cuando se va a seleccionar el sistema de transporte más adecuado para los productos agrícolas (17). Se pueden citar entre otras las siguientes: • Tiempo y distancia al mercado. • Tipo, variedad y condición del producto • Tratamientos previos a que se deba someter o se haya sometido el producto (preenfriamiento, fumigación, encerado, etc.) • Tipo de empaque. • Métodos de manejo del producto. • Condiciones de viaje. • Distribución. • Precio del producto. • Costo del transporte. • Grado de perecibilidad del producto. • Cantidad de producto a transportar. • Temperatura y humedad relativa aconsejadas para el manejo del producto. Para el caso específico de los productos altamente perecederos como los son las frutas y las hortalizas, se hace indispensable el uso de transportes refrigerados a fin de mantener la calidad del producto fresco y prolongar al máximo su vida en mostrador. Para el caso de los granos el movimiento a partir del momento de la recolección es efectuado en la mayor parte de los países cuando estos se encuentran desgranados o “al granel”, empleándose para tal propósito diferentes tipos de equipos con los que se pretende disminuir al máximo el deterioro durante la manipulación de los productos, así como vehículos previamente acondicionados que protegen al grano de las condiciones meteorológicas adversas y que facilitan su cargue y descargue. En nuestros países latinoamericanos aún gran parte de la movilización de los granos básicos, desde el campo hasta la planta de beneficio, se realiza en sacos o costales y en vehículos o camiones tipo “estaca”, los que por ser prácticamente descubiertos no brindan mayor grado de protección contra la lluvia, el polvo y la radiación solar,

pudiéndose afectar por consiguiente la calidad o acelerarse el proceso de deterioración. Para el movimiento en la planta de beneficio de algunos granos comerciales tales como el arroz, el maíz, la soya y el sorgo, que son los que generalmente se manejan a granel en este tipo de unidades de acondicionamiento y almacenamiento, se emplean diferentes tipos de equipos entre los cuales se mencionan los siguientes: • • • • • •

Transportadores por gravedad ( ductos o tubos) Transportadores de bandas o correas Transportadores de cadena Transportadores de cangilones. Transportadores de tornillo sinfín. Transportadores neumáticos.

El empleo de cada uno de estos equipos dependerá de la dirección del movimiento que se vaya a realizar (horizontal, vertical, inclinado), del tipo de grano a movilizar y de la destinación o uso final del mismo (consumo o semilla). La selección del equipo más apropiado así como su diseño y operación son funciones para las que el Ingeniero Agrícola está plenamente capacitado, gracias a la formación académica recibida. En la actualidad son varias las plantas de beneficio de granos que funcionan en el país administradas y/o operadas por Ingenieros Agrícolas, con excelentes resultados tanto técnicos como económicos.

5.5

AGRICULTURA DE PRECISIÓN: AP

5.5.1 Definición La Agricultura de precisión es la utilización de diversas herramientas tecnológicas o métodos modernos mediante las cuales es posible la medición y el manejo de la variabilidad espacial con el fin de aumentar la eficiencia de producción al mismo tiempo que se disminuye el impacto ambiental.

5.5.2 Desarrollo de la agricultura de precisión La Agricultura de precisión tiene sus orígenes en los años 70’s, en los que el Departamento de Defensa de Estados Unidos inició la ubicación de Satélites de Posicionamiento Global (GPS) para determinar con exactitud la posición de sus objetivos militares. Hacia finales de la década de los 80’s esta tecnología se llevó al campo agrícola en los Estados Unidos de donde posteriormente se expandió lográndose su uso en todo el mundo. Sin embargo por razones de seguridad, las señales son distorsionadas generando un error de +/- 90 metros, lo cual es bastante

143 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

grande para las aplicaciones en este sector por lo que se vio la necesidad de desarrollar tecnologías que permitan efectuar correcciones.

5.5.3. Elementos constitutivos de la tecnología de Agricultura de precisión La tecnología de la agricultura de precisión es implementada mediante la utilización de los siguientes elementos y procedimientos: Sensores remotos: constituyen la primera etapa del desarrollo de la AP, en la que el empleo de fotos aéreas fue fundamental. En 1982 entró en funcionamiento el Thematic Mapper para captar datos para aplicaciones tales como inventario de cultivos, uso de la tierra, manejo forestal, geología, diferenciación de suelos, entre otros54. Muestreo intensivo a nivel de campo: una vez que se obtienen los mapas resultados de la interpretación de las imágenes satelitales y las fotos aéreas se someten a comprobaciones de campo, mediante muestreos sistemáticos que permiten la evaluación de los atributos del suelo. Sistema de posicionamiento global (GPS): es un sistema de navegación basado en satélites, creado y operado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos. Este sistema puede ser usado para determinar la posición de un receptor las 24 horas del día, en cualquier parte de la tierra. Se emplea para determinar la ubicación espacial de los sitios de muestreo en forma absoluta, lo que permite hacer monitoreo de los cambios en los ecosistemas. Sistemas de Información Geográfica SIG: es un conjunto de programas computacionales que recolectan, almacenan, organizan, transforman, analizan y presentan datos espaciales sobre el mundo real; entendiéndose por datos espaciales como aquellos datos que dan referencia de una posición absoluta y de una posición relativa, tienen una figura geométrica que los representa y tienen atributos que la describen. Evaluación de la variabilidad (suelos, rendimiento del cultivo): consiste en metodologías que se basan en la geoestadística, que permiten efectuar un análisis espacial de ciertas características para generar zonas o franjas homogéneas de manejo. OVALLES V, Francisco A. Introducción a la agricultura de precisión, Revista Digital CENIAP HOY Nº 12 septiembre-diciembre, 2006. INIA-CENIAP, Maracay, Venezuela. Pág3 54

Tipos de variabilidad: Se habla de variabilidad espacial cuando se refiere a los cambios presentados a lo largo del terreno cultivado, variabilidad temporal como resultado de la comparación de mapas de un mismo terreno durante varios años y variabilidad predictiva que mide la diferencia entre los valores esperados y los valores realmente logrados.

145 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

Cuadro 2. Etapas para la aplicación de la agricultura de precisión. Fuente: Rodrigo Ortega B. y Luis Flores55. ETAPA

Recolección e ingreso de datos.

Análisis, procesamiento e interpretación de la información.

Aplicación diferencial de insumos.

55

TECNOLOGÍA INVOLUCRADA

• Sistemas de posicionamiento global (GPS). • Sistemas de información geográfica (SIG). • Instrumentos topográficos. • Sensores remotos. • Sensores directos.

• Programas de SIG. • Sistemas expertos. • Programas estadísticos. • Experiencia del operador.

• Tecnología de dosis variables. • Aplicación de agroquímicos asistida por GPS. • Programas computacionales.

ACTIVIDADES • Medición de la topografía del suelo. • Muestreo de suelos en grilla (se hace a intervalos regulares en todas las direcciones y se analizan por separado) • Recorrido de los cultivos para la detección de plagas y enfermedades. • Monitoreo de rendimientos. • Medición directa de propiedades del suelo y cultivos. • Sensoramiento remoto de suelos y cultivos. • Digitalización de mapas. • Análisis de dependencia espacial. • Confección de mapas de evaluación. • Confección de mapas de prescripción. • Aplicación variable de nutrientes. • Aplicación variable de plaguicidas.

• Siembra diferencial de variedades y aplicación variable de semillas.

ORTEGA B, Rodrigo. FLORES M., Luis. Agricultura de Precisión: Introducción al manejo sitio-específico. CRI Quilamapu INIA, Departamento de Recursos Naturales y Medio Ambiente. Versión en línea, http://www.ipni.net/ppiweb/iaarg.nsf/$webindex/5D873FF80154C1D603256AE900601605/$file/AgricPrecisionOrtega.pdf. [Consultado: 22 de Septiembre de 2007]

El cuadro 3 muestra una comparación entre las principales características de la agricultura tradicional y la agricultura de precisión. Cuadro 3. Comparación entre agricultura tradicional y agricultura de precisión. Fuente Cadenas M, & García S.56 AGRICULTURA TRADICIONAL

AGRICULTURA DE PRECISIÓN

Aplicación de pesticidas Trata todo el campo de cultivo como una superficie uniforme con necesidades similares.

Gracias al tratamiento de imágenes aéreas, junto con las técnicas de digitalización, GPS y GIS, puede elaborarse un mapa del terreno con diferentes zonas detalladas, pudiendo prescribir la cantidad exacta de pesticida a aplicar en cada zona, según sus necesidades.

Empleo de banderas humanas para señalar a los aeroplanos dónde aplicar los pesticidas.

Empleo de GPS para indicar a los aeroplanos dónde descargar los pesticidas, y en qué cantidad, gracias a los mapas previamente elaborados.

Aplicación de abonos

La cantidad de abono a aplicar se determina por medio de la composición de diferentes muestras del terreno: al final requiere una aplicación uniforme de lo que se cree una buena estimación de la cantidad apropiada (se trata de una media).

Permite una aplicación específica según las necesidades de cada región, con dos métodos: • Empleo de DGPS para dividir el terreno según una rejilla, con celdas de tamaño determinado por el usuario, posibilitando el acceso preciso a un punto concreto de cada celda, recoger una muestra y aplicar el abono estimado para cada celda. • Empleo de fotografías aéreas. Éstas se digitalizan, georreferencian, y basándose en sus características se determina la cantidad de abono a aplicar en cada punto exacto del terreno. DGPS se encargará posteriormente de dar cada coordenada al vehículo de abono, así como la cantidad a aplicar.

Mapas de rendimiento Sólo es posible sospechar que unas zonas producen más que otras; un estudio detallado supondría un elevado esfuerzo y muchas horas de trabajo

Durante la cosecha, mediante la combinación de DGPS y sensores de grano, es posible recopilar los datos necesarios para elaborar un mapa preciso y detallado del rendimiento del cultivo

Decidir si una zona del terreno produce por encima de los costes es una labor arriesgada.

Las técnicas de variabilidad temporal junto con los mapas de rendimiento y los costes variables permiten tomar una decisión adecuada acerca de qué zonas sería mejor no cultivar, ya que producen gastos.

56

CADENAS M, Andrés & GARCIA S, Nuria. GPS y Agricultura. Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Ingenieros de Telecomunicación de Bilbao de la Universidad del País Vasco

147 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

5.6

ADMINISTRACION DE EMPRESAS AGROPECUARIAS

El Ingeniero Agrícola en ejercicio de su actividad profesional se verá a menudo relacionado con de dirección, planeación y organización de actividades, proyectos y empresas relacionadas con el agro, por lo que requiere de una fundamentación en el campo de la Administración de Empresas Agropecuarias. El desarrollo de esta área involucra temas tales como teoría de la administración, toma de decisiones, economía de la producción, contabilidad y análisis financiero, medición de resultados, planificación y estudio de los factores que afectan el ingreso del productor. Basado en esta fundamentación el profesional de la Ingeniería Agrícola estará en la capacidad de afrontar con responsabilidad y seriedad tanto los problemas de tipo productivo que son de su incumbencia, como aquellos de organización, financieros, administrativos y de mercadeo que muy seguramente se le presentarán. Para lograr una adecuada asistencia técnica se requiere la preparación de proyectos de inversión que contemplen planes de desarrollo en las explotaciones agropecuarias, gestión y sustentación de créditos, orientación en la ejecución de las inversiones en dichos proyectos, uso oportuno y adecuado de los recursos disponibles, prescripción y vigilancia de la tecnología aplicable para lograr los objetivos propuestos y pleno conocimiento de las normas reglamentarias establecidas para los créditos de fomento agropecuario. Por tanto la Administración de Empresas Agropecuarias, será para el Ingeniero Agrícola la aplicación de los principios y procedimientos administrativos y financieros, que traigan como resultado un eficiente uso de los recursos de que se dispone en la finca, traducidos en la obtención en forma continua de los máximos beneficios tanto económicos como sociales. Por tanto cuanto, cómo y qué se debe producir serán los interrogantes a que se verá enfrentado el administrador de una empresa agropecuaria, por lo que para dar respuesta a cada uno de esos interrogantes deberá conocer y manejar muy bien tanto las técnicas de producción como los procedimientos administrativos.

6 AREA DE CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN EN LA AGRICULTURA57 6.1

Definición.

La automatización y control en la agricultura es una herramienta de diseño y soporte para la operación de los procesos productivos del sector agroindustrial considerando las siguientes etapas: • • • • •

Selección de las variables operativas para el monitoreo del proceso. Implementación de sensores e instrumentación de acuerdo a las variables de control o de toma de decisiones. Almacenamiento y proceso de la información Determinación e implementación de la lógica y estrategias de control Implementación del hardware necesario para operar el proceso controlado en forma manual, semiautomática o automáticamente.

Se busca optimizar los procesos con miras a reducir los costos y maximizar la producción. Esta optimización se logrará controlando las variables del proceso en tiempo real, es decir, la evolución del proceso indicará su propio control (toma de decisiones automática basadas en error absoluto o relativo) teniendo en cuenta las velocidades de cambio de las variables lo mismo que las diferencias respecto a los umbrales (niveles de referencia o set point) que se hayan definido. Lo anterior es de amplia aplicación en las áreas de control de procesos en postcosecha, manejo de cuartos fríos, cuartos calientes, salas de clasificación, almacenamiento de productos de tipo agrícola y pecuario, operación del riego con relevancia no en la temporización sino en los estados o requerimientos de los cultivos,

57Edgar Francisco Gómez A. Ingeniero Agrícola M-Sc.- Ingeniero Electrónico. Profesor Asistente. Departamento de Ingeniería Civil y Agrícola. Programa Curricular de Ingeniería Agrícola. Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional de Colombia. Sede Bogotá.

149 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

operación de sistemas de bombeo con fines de irrigación, drenaje y en general manejo de agua a nivel rural (incluyendo acueductos, pozos, reservorios entre otros). Esta área es también de amplia aplicación en la operación de ambientes controlados, atmósferas controladas, procesos de secado, humidificación. Adicionalmente hay un gran potencial en el área de maquinaría sobretodo en el control de siembra y cosecha.

6.2 Labores que Puede Desempeñar un Ingeniero Agrícola con base en esta Área El tema del control y la automatización permite al Ingeniero Agrícola expandir su potencialidad de acción de trabajo, por cuanto son múltiples las actividades en las que se puede desempeñar cuando se enfoca en este tipo de tecnología. Algunas de las actividades en las que se puede desempeñar el Ingeniero Agrícola con información y conocimientos en Control y Automatización, son:

6.2.1 Ambientes y Atmósferas Controlados en: • • • • • • •

Invernaderos Producción avícola (Engorde y gallina ponedora) Porcicultura Estabulación de ganado Cuartos fríos Cuartos calientes Salas de clasificación

6.2.2 Manejo Poscosecha de Productos agrícolas • • • •

Almacenamiento de Granos Almacenamiento de Perecederos Operaciones de Selección de Productos en la Poscosecha Operaciones de Transporte de Productos Agrícolas y Pecuarios

6.2.3 Sistemas Hidráulicos: • • •

Operación de Sistemas de Riego Operación de sistemas de bombeo para irrigación y drenaje. Administración operativa de sistemas presurizados (tuberías) y no presurizados (canales), en procesos de captación, conducción y distribución de agua y otros fluidos con fines de irrigación, acueductos, plantas de proceso, entre otros.

•

Control operativo de pozos de bombeo, sistemas de almacenamiento como lagos (operación de compuertas), reservorios, tanques.

6.2.4 Administración de producción y uso de energía a nivel rural

Energía Solar: • Medición de variables de clima con fines de evaluación de potencial energético para posible implementación de sistemas de generación fotovoltaico, eólico (aerogeneradores), bombeo con energía eólica. • Implementación, control, monitoreo y operación de sistemas de generación fotovoltaico, eólico (aerogeneradores), bombeo con energía eólica con planes de aplicación rural tanto en producción como en uso doméstico.

Energía Hidráulica: • Implementación de dispositivos de medida y adquisición de datos de variables hidráulicas con fines de aprovechamiento de energía en pequeña y mediana escala.

En Control Operativo de infraestructura que requiera energía: • Grupos de Bombeo • Motores estacionarios para maquinas de labores agrícolas

6.2.5 Labores de control de operación de maquinaría agrícola en los procesos de siembra, cuidado de cultivo, cosecha y postcosecha. • Monitoreo y control de sistemas de labranza • Selección e implementación de dispositivos de medición para la implementación de planes de mantenimiento preventivo en maquinaria a nivel rural. • Control operativo de maquinaria agrícola en tiempo real. • Evaluación de parámetros útiles para la sección de maquinaria y equipos • Implementación de dispositivos de medición con fines de clasificación y empaque con miras a control de calidad (Trazabilidad) En cualquiera de estas áreas el Ingeniero Agrícola se considera con información y conocimientos suficientes para implementar sistemas de control y automatización para el desarrollo optimo de actividades que lleven a una producción con buena calidad y rentabilidad. En este orden de ideas el Ingeniero Agrícola puede ejecutar las siguientes actividades:

151 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

• • • •

•

•

• •

Formular el problema en el área de trabajo en que esté involucrado. Con la información y conocimientos adquiridos podrá seleccionar las variables más relevantes (directas o indirectas) que le permitan controlar el proceso. Procederá a identificar y seleccionar los sensores e instrumentación que más se puedan adaptar al proceso a controlar según las variables de control. Conocedor de las leyes y funciones (posiblemente de transferencia) que controlan el proceso, procederá a analizar la lógica y la metodología (soft) que le permitirá controlar las variables de interés, estableciendo para esto los niveles de referencia apropiados (error) de acuerdo a sus criterios y a los de los expertos conocedores del proceso (pueden ser los operadores actuales del proceso) Se podrá encargar de la selección e implementación de los equipos que permitirán implementar la lógica y metodología de control, así como los equipos que controlaran los actuadores encargados de manejar las variables del proceso. En cualquier caso el Ingeniero Agrícola podrá no solamente encargarse de seleccionar los equipos sino también podrá implementarlos, operarlos y muy probablemente administrarlos. Una vez implementado el sistema de control que puede operar en forma manual, semiautomática o automática (es decir, operaciones en lazo cerrado o abierto), El Ingeniero Agrícola podrá hacerle un seguimiento al proceso y por tanto al sistema de control para proceder a analizar su comportamiento y efectuar los ajustes que se requieran hasta lograr una “sintonización” apropiada con miras a lograr un optimo de productividad (eficacia, calidad, cantidad, tiempos, costos)

7 LA NECESIDAD DE TRANSFORMAR AGRICULTURA TRADICIONAL58 7.1 Presentación: Colombia, al igual que la mayor parte de los países de América Latina y el Caribe está enfrentada a la necesidad de atender con la mayor celeridad posible los siguientes aspectos: • Aumentar rápidamente la producción agropecuaria. • Mejorar la calidad y reducir los costos de los productos agropecuarios, de tal manera que estos sean compatibles con el bajo poder adquisitivo de la gran mayoría de los consumidores nacionales y competitivos en los mercados internacionales. • Mejorar los ingresos de los agricultores. • Generar empleos y ofrecer mejores y más atrayentes condiciones de vida para las familias rurales, a fin de disminuir el éxodo rural. Para conseguir lo anterior se hace indispensable promover la modernización del sector agropecuario y tecnificar la agricultura a fin de volverla más productiva, eficiente, rentable y competitiva. Esta modernización deberá efectuarse en forma equitativa, de tal manera que todos los agricultores tengan la oportunidad de beneficiarse de los avances tecnológicos. Dentro del actual modelo de desarrollo agropecuario,(caracterizado por la gran dependencia que tienen los agricultores de factores externos a sus fincas, tales como crédito, semillas, fertilizantes, maquinaria, equipos, subsidios y garantías gubernamentales de precios de comercialización), no es posible lograr la equidad buscada pues no existen recursos suficientes para ofrecer todos esos factores a todos los agricultores. Por lo anterior es necesario adoptar un modelo alternativo más endógeno, 58 FAO. Oficina Regional para América Latina y el Caribe. La Educación Agrícola Superior. La urgencia del Cambio. Serie Desarrollo Rural N° 10. Santiago de Chile, Chile. Se ha incluido una breve reseña del documento referenciado, por considerarlo de gran utilidad y aporte como elemento de reflexión en el proceso enseñanza - aprendizaje, que se adelanta con los estudiantes que recién ingresan a cursar el plan de estudios de la carrera de Ingeniería Agrícola y gracias a la autorización que hace la FAO para su reproducción total o parcial.

153 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

autogestionario y autogenerado que permita a los agricultores ser menos dependientes de los factores externos. En el modelo que se persigue el agricultor se convierte en protagonista de su propio desarrollo, basado en los recursos que realmente posee. Sin embargo para que esto sea posible se requiere también una adecuación de los servicios de apoyo al agro, la generación y difusión de nuevas tecnologías agropecuarias adecuadas a las adversidades físico - productivas y a la escasez de capital, la capacitación de los agricultores y la organización de sus comunidades para que utilicen racionalmente los recursos que poseen. En el cambio que se está empezando a implementar juegan un papel importante todos los profesionales de las ciencias agrarias y en especial los Ingenieros Agrícolas.

7.2

Retos del Porvenir para América Latina.

FAO59 plantea los siguientes cuatro desafíos al sector agropecuario de América Latina, para los que se deben preparar tanto los organismos de apoyo al desarrollo del sector, como los profesionales que formulan y ejecutan sus actividades:

7.2.1 La humanidad no puede permanecer indiferente a las profundas injusticias o inequidades sociales que existen. (Equidad) La agudización de las diferencias entre los que poseen los recursos de producción y los pobres y marginados, unido a la falta de respuestas de los gobiernos a la gran problemática que se presenta entre los pequeños productores agropecuarios, ha conducido a un buen número de estos a medios moral o legalmente condenables como los narcocultivos o los negocios ilícitos. La injusticia imperante en el medio rural y la falta casi total de oportunidades para que los pequeños agricultores por medio de una agricultura eficiente puedan mejorar sus ingresos y a través de ellos su nivel de vida, ha incrementado las corrientes migratorias hacia las ciudades que tampoco están preparadas para recibirlos, transformando la miseria física que padecían en el campo en miseria física y moral caracterizadas por el desempleo, el hambre, la falta de viviendas y de servicios básicos, la drogadicción, la prostitución y la criminalidad. La migración rural solo se puede detener ofreciendo a los agricultores oportunidades concretas para que ellos puedan producir con más eficiencia, aumentar su productividad, reducir los costos de producción, disminuir las pérdidas poscosecha y 59

FAO: Organización de las Naciones unidas para la Agricultura y la Alimentación.

disminuir la intermediación en la comercialización de sus cosechas. Esta es una solución viable de conseguir y para ello se requiere que todos los agricultores tengan oportunidad de acceder a factores que les permitan introducir innovaciones agropecuarias, administrativas y organizativas, para producir mejor y mejorar sus ingresos. Esta igualdad de oportunidades o EQUIDAD significa poner a disposición de todos los estratos de productores alternativas tecnológicas que sean compatibles con los recursos de que ellos disponen y capacitación para que sepan aplicarlas correctamente a la solución de sus problemas.

7.2.2 Promover un desarrollo agropecuario sostenible. (Sostenibilidad) Esto significa la necesidad de adoptar alternativas tecnológicas que mantengan o recuperen la capacidad productiva del suelo y que preserven los recursos naturales y el medio ambiente. Tecnologías más blandas, limpias y menos dependientes de productos agroquímicos. Los suelos no pueden seguir siendo manejados empleando maquinas, implementos, sistemas de riego inadecuados y técnicas agronómicas que favorecen la compactación, la erosión, la salinización y la desertificación. La agricultura sostenible no debe sustentarse únicamente en razones de orden ambiental y ecológico, sino también en motivaciones de tipo social y económico, que asegure un desarrollo equilibrado al que todos los agricultores puedan hacer su aporte, con eficiencia, beneficiándose de él con equidad y justicia social. La sostenibilidad de la base productiva de la agricultura y el aumento de la productividad se imponen habida cuenta que existen cada vez menos productores y menos tierra fértil, pero si aumenta el número de consumidores.

7.2.3 Reorientar la matriz tecnológica de la agricultura. (Eficiencia). Es necesario hacer un uso racional y eficiente de los recursos disponibles, de tal manera que se pueda producir más por unidad de tierra, de persona, de energía, de capital y de tiempo y que esa producción sea de mejor calidad y a los más bajos costos posibles, de tal manera que sean accesibles para la mayor parte de los consumidores urbanos de bajos ingresos y también competitivos en los cada vez más abiertos y exigentes mercados internacionales. Los agricultores latinoamericanos solo podrán enfrentar los subsidios y proteccionismos de que gozan los alimentos que nos están inundando, producidos en

155 INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AGRÍCOLA

los países desarrollados, con las armas de la eficiencia y la racionalidad productiva, administrativa y organizativa. La eficiencia requerida exige a su vez profundos cambios en la forma de practicar la agricultura.

7.2.4 Los mismos agricultores deberán ser los gestores del cambio de manera competente. (Competitividad). Las tendencias neoliberales son las que orientan actualmente las políticas de desarrollo modernas, traduciéndose en la disminución de los recursos fiscales destinados al desarrollo agropecuario, la reducción o privatización de las estructuras operativas de los servicios de apoyo al agro y la eliminación de los subsidios. Lo anterior significa que deben ser los propios agricultores los protagonistas de la solución de sus problemas, con menor dependencia del paternalismo estatal, pues la mayor parte de los factores de producción tendrán que adquirirse en el mercado privado, a mayores costos y sin subvenciones, debiéndose enfrentar además a la apertura del comercio internacional que exige competitividad traducida en bajos precios y buena calidad.

Consideración Final: Se observa que los desafíos mencionados anteriormente son por naturaleza fundamentalmente técnicos y por tanto deberán ser solucionados con un fuerte componente tecnológico, pero dentro de la nueva realidad de producir más y mejor con menor disponibilidad de recursos. Sin embargo no están aún formuladas las políticas ni están adaptados los servicios agrícolas de apoyo para estos desafíos y tampoco formados bajo esta óptica los profesionales agropecuarios que deberán enfrentarlos. Bajo el esquema neoliberal, los gobiernos han dejado de ser los mayores empleadores de los profesionales agropecuarios y el nuevo empleador será ya entonces el sector privado, que es mucho más exigente en términos de conocimientos y habilidades de los profesionales. Los futuros formuladores de las políticas agrícolas, los que van a ejecutar y dirigir las actividades de planificación, docencia, investigación, extensión, crédito rural y otros servicios de apoyo al agro, son en gran parte los jóvenes que actualmente se encuentran estudiando en las facultades de ciencias agrarias, por tanto su formación deben corresponder a las nuevas aspiraciones y posibilidades de desarrollo rural de los países de la Región.

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