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densidad de siembra (2). Esta máquina cubre ambos lados del surco, en la parte inferior presenta

platos traslapados con espuma para sellar alrededor del tallo y amortiguar la caída de las

manzanas que mediante unos transportadores se llevan a la parte posterior de la máquina. Se

utilizó un mecanismo vibrador rotor de dedos. El desprendimiento de frutos fue del 90% y un

10010 de pérdidas, se disminuyó el daño al tallo . Se presentaron inconvenientes en la maniobra de

la máquina dentro del lote. Los autores estiman que con esta máquina se puede incrementar el

, rendimiento veinte veces más que el obtenido en la cosecha manual.

En 1.970 se mejoró el diseño permitiendo al cosechador moverse en forma continua mientras se

operaba el vibrador, el cual consistió de un solo cilindro de 10,2 cm del que sobresalen en forma

radial dedos flexibles de 8 mm de diámetro, formando un rotor de 102 cm de diámetro total. Se

utilizó un mecanismo de biela manivela para producir la vibración con una frecuencia de 200 cpm

y una amplitud de 15,2 cm y una velocidad de avance de 1,4 km/h se logró desprender el 90% de

los frutos en dos pases (uno por cada lado del surco).

Para 1.971 se rediseño el mecanismo vibrador. Este resultó más pequefio y liviano, con una

acción vibratoria más fuerte sobre el árbol. Una de las mayores dificultades encontradas fue el

tipo de material para recubrir los dedos.

Los autores concluyeron que la cosecha mecanizada de árboles de porte bajo utilizando un

cosechador continuo ofrece una solución a la disminución de los costos de la recolección para un

área mínima de 8 ha.

Según Weeb et al., citados por Allhouse y Morrow (1), en 1.970 se desarrolló un cosechador de

melocotones sobre surcos del cultivo. Se probaron diferentes mecanismos como vibración

mecánica e impacto y se encontró que este sistema no permitía una cosecha continua debido a

dificultades en el sistema colector de frutos. Según Hitchcock y Williams citados por Thompson

(39) en 1.973 y 1.975 se desarrollaron cosechadores mecánicos de fresas y frambuesas utilizando

unidades de vibración que desprendian los frutos utilizando fuerzas de tensión.

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Baldini et al., 1.973 Y Elia, 1.976 citados por Chen et al., (13), reportan cosechadores de uvas

desarrollados en Italia, arrastrados por un tractor. Estos cosechadores utilizaron un mecanismo

vibrador rotante de forma cónica que actuó verticalmente sobre los racimos de uvas.

Martín (21) cita diferentes desarrollos de máquinas cosechadoras de frambuesa en Europa

durante los años 70's. Para esa época la empresa americana Littau Harvester® desarrolló

, cosechadores de frambuesas y moras utilizando el mecanismo vibrador de tambor (21).

Peterson y Miller citados por Peterson, (26) desarrollaron sistemas de cosecha para árboles de

porte bajo .de cerezas tártaras empleando un vibrador de tronco secuencial sobre los surcos del

cultivo. Con este cosechador alcanzaron rendimientos de 300 árboles/hora.

En 1.987 Chen et al. (13), desarrollaron dos prototipos de un cosechador de uvas variedad

muscadine para pequeños virucultores, utilizando como fuente de potencia un mirutractor de 11

HP de potencia. El primer prototipo utilizó un mecanismo biela-maruvela, la amplitud se varió

entre 1,3 Y 5 cm con una frecuencia de 900 cpm. El segundo prototipo incorporó otro

mecanismo biela-manivela de 24,5 kg de peso para balancear la vibración generada por el

primero, alcanzando frecuencias de 1.500 cpm y permitiendo una operación satisfactoria. El

cosechador fue utilizado sobre un solo lado del surco, cambiando la velocidad de avance de 1,43

km/h en un sentido a 1,66 kmJh en el otro. Al irucio de la cosecha la menor velocidad permitió

obtener mayor eficiencia en el desprendimiento, dos semanas después se alcanzó el 95% de

desprendimiento con ambas velocidades. En un área de 4,8 ha fueron cosechados 450 kg de uva

sin observar daño, estas fueron vendidas para consumo fresco con buena calificación. En terrenos

con alguna pendiente las varillas vibratorias no penetraron bien las parras disminuyendo la

eficiencia del desprendimiento. El tiempo de cosecha por árllol fue de 30 segundos, con una

producción promedio de 54 kg por árbol el rendimiento fue de 6,5 ton/h.

En 1.990, una máquina cosechadora de aceitunas construida en Italia por Pasquali Macchine

Agricole® fue evaluada. El desprendimiento de los frutos fue realizado con mínima perturbación a

la planta. Los olivos fueron podados previamente para lograr dimensiones compatibles con la

máquina (3 m x 3 m). Se logró un desprendimíento del 94% con un rendimiento de 1,6 tonlh. El

17

principal inconveniente observado fue la escasez de áreas adecuadas (menos del 6%) para la

mecanización con este tipo de máquinas (20).

Salomon et al. (32, 33, 34), reportan vanos experimentos con cosechadoras de grosellas

utilizando vibradores de dedos. Evaluando cuatro velocidades de avance entre 0,8 y 4,0 km/h,

tres amplitudes (40, 55 Y 75 mm) y cinco frecuencias de vibración entre 798 y l.398 cpm

encontró a una velocidad de 1,7 kmlh el mínimo daño al arbusto y el mayor desprendimiento de

frutos (90%). Con el incremento de la frecuencia y la amplitud se aumento el daño al arbusto

(32). En otro experimento se determinó a una velocidad de 1 kmIh con una frecuencia de 998

cpm un desprendimiento que varió entre 69,5 y 86,1% dependiendo de factores como la distancia

de siembra, la altura del arbusto y la altura de la cabeza vibratoria (33).

Salomón y Cianciara (34) también reportan que la potencia requerida para accionar el sistema

vibratorio de estas cosechadoras, operando a una velocidad de 0,6 km/h varia entre 1,28 y 1,96

kW. Cuando se operó a una velocidad de 1,2 kmIh con arbustos de mayor talla la potencia

requerida se incremento a 4,51 kW.

Salomon y ChIebowska (33) en otro experimento de cosecha de «shokeberries» detenninaron que

independiente de la amplitud y de la frecuencia de vibración, al aumentarse la velocidad de avance

de la máquina se disminuye el desprendimiento de los frutos y para cualquier velocidad de avance

se incrementa el desprendimiento de frutos al aumentar la amplitud y la frecuencia de vibración.

Peterson et al. (27) utilizando el principio del vibrador «spike drunl» desarrollado por estos

mismos autores, diseñaron y construyeron un prototipo montado sobre un remolque y tirado por

un tractor para cosechar moras emparradas en forma "T", "V" y "Y". Se utilizaron dos ejes

verticales de 1,4 m de longitud (uno detrás del otro) los cuales presentaban dedos. La cabeza del

vibrador fue soportada en voladizo y posicionada a los diferentes emparrados utilizando un

cilindro hidráulico. Se evaluó el vibrador con una frecuencia de 300 cpm, amplitud de 16 mm y

velocidad de avance de 1 km/h, la máxima amplitud en el extremo de las varillas fue de 80 mm.

Aunque los tambores vibradores fueron dinámicamente balanceados, se transmitió gran vibración

a la estructura del cosechador debido a la flexibilidad del sistema de posicionamiento al

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emparrado y de la suspención del remolque. Con el sistema de emparrado en "V" se obtuvo

mejor transmisión de aceleración a las cañas y mayor porcentaje de desprendimiento de frutos

maduros (92%). El porcentaje de frutos inmaduros cosechados fue 10%. La urudad se desplazó

fácilmente a través de las cañas, el leve daño observado en estas no disminuyó significativamente

la producción de la cosecha del siguiente año.

En 1.993 este cosechador fue evaluado comparándolo con la cosecha manual para observar el

daño ocasionado y la calidad de los arándanos. Se incrementó el rendimiento más del 30% con

la máquina cosechadora, el desprendimiento de maduros fue del 90% mientras en la recolección

manual fue del 9<)010. El magullamiento de los frutos, principal daño mecánico, fue debido al

impacto de estos sobre las superficies colectoras (8).

En 1.994 un cosechador que utiliza el mismo principio anterior fue evaluado en melocotones, este

desprendió más frutos de las ramas horizontales que de las verticales y según los autores puede en

altas densidades de siembra pero es necesario definir la frecuencia de vibración y la velocidad de

avance para las condiciones locales del cultivo (16).

En 1.996 Peterson y Brown (28) desarrollaron un prototipo para la cosecha de arándanos. Este

presentaba en un lado una urudad de vibración de doble tambor inclinada 45°, cada tambor

presentaba 4 capas de 24 varillas de nylon de 19 mm de diámetro. El otro lado del cosechador

presentaba un solo tambor con 8 capas de varillas con igual configuración, este tambor tuvo que

ser balanceado dinámicamente. El 90% de los frutos fueron de buena calidad. Los autores

concluyen que un solo tambor a cada lado era necesario para el efectivo desprendimiento de los

frutos y recomendaron determinar el número mínimo de varillas necesario.

Posteriormente, en 1.997 Peterson et al. (29), reportan el desarrollo de un prototipo cosechador

de arándano de tambor angular con sistema de división y posición del follaje para mejorar la

eficiencia del desprendimiento. Este fue evaluado comparándolo con un cosechador comercjal

"Rotary" reduciendo las perdidas de frutos en un 44%, la calidad de los frutos fue similar a la

obtenida en la cosecha manual.

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En 1.998 Peterson (30) reporta el desarrollo de un vibrador de follaje de doble tambor para

naranjas en alta densidad. Ambos tambores de varillas fueron balanceados dinámicamente para

transmitir vibraciones horizontales a las ramas. La máxima frecuencia utilizada fue de 300 cpm,

el máximo desplazamiento de los extremos de las varillas fue de 250 mm. La velocidad de avance

varió de 1,4 a 3,2 km/h. El desprendimiento de frutos maduros varió entre 71 y 91% y la calidad

de estos fue tan buena como la obtenida en la recolección manual . Una dificultad observada fue

que al incrementar la longitud de las varillas vibradoras se disoúnuyó su frecuencia natural

presentando inestabilidad al operar a estas frecuencias.

La compañía Agricultural Industrial Manufactwing® diseñó y construyó el más grande y

sofisticado cosechador de uva, denominado GH9000 (9). Esta máquina incorpora sistemas

hidráulicos para solucionar tres problemas, de operación en forma automática, que son:

desprendimiento de uvas desde las viñas sin producir daño, estabilidad en cualquier tipo de

superficie y nivelación de la plataforma en cualquier terreno.

El sistema vibratorio está dividido en dos partes, una montada en la parte delantera y otra en la

parte trasera de la máquina, conectadas por un eje principal horizontal que regula el movimiento

de dos masas excéntricas para transferir una fuerza controlada de vibración a través de la

estructura de ensamble hasta los rieles deslizadores inferiores que sujetan el tallo de las parras.

Un cilindro ubicado en la parte superior de la estructura de ensamble comprime y abre estos

rieles. La amplitud variable de 12,7 a 17,8 cm de los rieles se ajusta cambiando los pesos

excéntricos. Un aumento o disminución de la velocidad rotacional del eje principal permite fijar la

frecuencia de vibración. Las uvas desprendidas caen a una serie de platos deslizantes que las

dirigen a depósitos ubicados en cada lado del cosechador.

El riel control denominado "contacto flexible" incorpora una multi-válvula hidráulica y un cilindro

balanceado que comprime el riel mientras este vibra. El control automático ajusta el espacio del

riel cosechador contra el tronco y la fuerza para acomodar los postes según el diámetro de estos.

Un suave posicionamiento del riel cosechador permite una rápida corrección de la posición del riel

debido a la localización o tamaño del tronco a medida que la máquina se mueve en el surco.

20

Según los autores este sistema de contacto flexible incrementa la velocidad de cosecha, el

rendimiento y produce menores daños a la vid .

Ortiz Y Hemanz (25) resumen las características técnicas de las máquinas vendimiadoras utilizadas

en Europa. Estas aplican un sistema mixto de contacto y vibración mediante unas barras de

plástico (en general poliéster) provistas de fibra de vidrio en un número variable de 10 a 20 (en

función de la altura de la cepa, entre 1,2 y 1,8 m) con una longitud de un metro. La frecuencia de

vibración es de 550 a 600 cpm. Mediante éstas máquinas que avanzan por encima del viñedo por

la acción de las barras sacudidoras, se consigue que se desprendan los racimos, en su conjunto, o

las bayas individuales. Las pérdidas totales son alrededor del 6 al 10010.

2.1.2. Desarrollos en el cultivo del café.

Las máquinas cosechadoras de café tuvieron su origen a partir de las cosechadoras de arándanos,

que operan baja el sistema «over~the-row», desarrolladas en los Estados Urúdos. En 1.973 el

Instituto Agronómico de Campinas con el apoyo financiero del Instituto Brasilero de Café, mc

Írúció el programa de desarrollo de una cosechadora mecárúca de café con la importación de una

cosechadora de cerezas (17). La empresa JACTO desarrolló y transformó una de estas máquinas

y la adaptó al árbol de café constituyéndose en el primer cosechador continuo de café (12, 17,

18).

Esta máquina autopropulsada de 90 HP, utilizó el sistema vibrador "golpeador pivotante" con

varillas agitadoras de fibra de vidrio oscilando en el plano horizontal en medio del follaje con

frecuencias entre 800 y 1.200 cpm y velocidades de avance entre 1 y 1,3 km/h operando sobre

terrenos bien preparados y con pendientes menores a 15% (10, 12).

En 1.97& el FMC de Brasil irúcio un programa para producir un equipo para mecanizar la

recolección del café. Dos prototipos fueron construidos y evaluados en 1.979, uno

autopropulsado y otro tirado por un tractor. El mecanismo vibrador también era del tipo

"golpeador pivotante" de 2 m de altura, con dos masas excéntricas en la parte superior y anillos

con dedos de fibra de vidrio de 60 cm de longitud. Fue evaluado a una frecuencia entre 800 y

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1.150 cpm y una amplitud de 30 mm, con una velocidad de avance de 1,2 a 3,0 km/h, obteniendo

un desprendimiento del 95% de los frutos de variedad Mundo Novo y Catuai. Utilizó una bandeja

corrediza transportadora que cierra la base de los árboles formando un tapiz uniforme bajo las

ramas. Según los autores en esta máquina el mecanismo vibrador puede ajustarse para desprender

los frutos secos y las cerezas maduras dejando los verdes en la planta (40,41).

En 1.981, J ACTO® introdujo las primeras unidades comerciales. Tres modelos tipo «cavaleirQ»

fueron desarrollados (18, 36):

-Cosechadora Automotriz K-3, máquina autopropulsada que desprende, colecta, limpia y ensaca

el café en cereza, opera en un rango de velocidad de 0,5 a 2,5 km/h, en lotes con alta producción

y alcanza rendimientos de 1,5 ton/h.

-Kokinha, versión simplificada de la K-3, utiliza un solo tambor con varillas vibratorias, opera

lateralmente y es arrastrada por un tractor cafetero con velocidad entre 0,4 y 1,1 km/h. Es movida

por eJ toma de fuerza del tractor. Fue desarrollada para pequefias propiedades. Opera con

frecuencias de 700 a 1.100 cpm. El café queda sobre el suelo. Se obtienen rendimientos de 0,6

ha/h.

-Duplex, también accionada por un tractor, posee dos tambores vibratorios con varillas para

transmitir movimientos oscilatorios horizontales a las ramas. Opera a una velocidad de 0,6 a 2

km/h. El posicionamiento del vibrador sobre las plantas se realiza con tres cilindros hidráulicos

independientes (ajuste de altura, inclinación lateral y separación al árbol).

La vibración transmitida a las varillas se obtiene mediante dos masas excéntricas que giran

desfasadas 180°. La velocidad de avance depende del estado de maduración del café, al inicio de

la cosecha cuando hay poco café sobremaduro y seco (30010) la velocidad es baja (0,5 km/h) Y

aumenta hasta 1,5 km/h cuando se tiene al final de la cosecha el 100010 de los frutos secos en el

árbol. Estas máquinas operan en terrenos con pendientes menores al 10010, la eficiencia en el

desprendimiento es del 85 aJ 97%. Para las condiciones de Brasil se logró disminuir el 500/0 de los