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7/22/2019 Trabajo Sergio.pdf

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Evolucin de los sistemas decosecha mecanizada de caa de

azcar en Colombia

Sergio Alonso Medina Escobar

Universidad Nacional de ColombiaSede Medelln

Facultad de Ciencias Agropecuarias

Maquinaria Agrcola

Medelln, Colombia

2013


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Contenido III

Contenido

Pg.

Lista de figuras .............................................................................................................. IVLista de tablas ................................................................................................................ VIntroduccin .................................................................................................................... 11. Revisin bibliogrfica .............................................................................................. 51.1 Corte manual de la caa de azcar ................................................................. 5

1.2 Principios de la cosecha mecnica .................................................................. 61.3 Mecanizacin de la cosecha en los aos 90 .................................................... 81.4 Sistemas de cosecha para los aos 2000 ........................................................ 91.5 Mecanizacin integral de la cosecha en la actualidad .................................... 111.6 Descripcin de una cosechadora integral de caa de azcar en laactualidad ................................................................................................................. 14

2. Conclusiones .......................................................................................................... 193. Recomendaciones .................................................................................................. 214. Bibliografa ............................................................................................................. 25


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Contenido IV

Lista de figuras

Pg.Figura 1-1: Machete tipo australiano. ................................................................................ 6Figura 1-2: Cortadora tipo soldado (1979). ........................................................................ 7Figura 1-3: Cosechadora Cameco. ................................................................................. 10Figura 1-4: Cosechadora integral del 2005. .................................................................... 14Figura 1-5: Diagrama de una cosechadora de caa con sus sistemas. ........................... 16


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Contenido V

Lista de tablas

Pg.Tabla 1-1: Estado mundial de la mecanizacin............................................................... 12Tabla 1-2: Comparaciones entre los sistemas de cosecha de caa de azcar manual ymecanizado. ................................................................................................................... 13


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Contenido VI


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Introduccin

El sector azucarero colombiano se encuentra ubicado en el valle geogrfico del ro Cauca,

que abarca 47 municipios desde el norte del departamento del Cauca, la franja central del

Valle del Cauca, hasta el sur del departamento de Risaralda. En esta regin hay 223.905

hectreas sembradas en caa para azcar, de las cuales, el 24% corresponde a tierras

propias de los ingenios y el restante 76% a ms de 2.000 cultivadores de caa. Dichos

cultivadores abastecen a los 13 ingenios de la regin (Cabaa, Carmelita, Manuelita, Mara

Luisa, Mayagez, Pichich, Risaralda, Sancarlos, Tumaco, Ropaila-Castilla, Incauca y

Providencia). Desde 2005, cinco de los trece ingenios tienen destileras anexas para la

produccin de alcohol carburante (Incauca, Manuelita, Providencia, Mayagez y Risaralda)

[1].

Gracias al clima privilegiado de la regin, y al contrario de lo que sucede en el resto del

mundo (con excepcin de Hawaii y el norte de Per), se puede sembrar y cosechar caa

durante todos los meses del ao. Esta condicin agroclimtica, sumada al avance

tecnolgico impulsado por el Centro de Investigacin de la Caa (Cenicaa), que funciona

con el aporte de todos los cultivadores e ingenios, ha llevado a que la regin se especialice

en el cultivo y ostente el liderazgo en productividad a nivel mundial: ms de 14 toneladas

de azcar por hectrea al ao [1].

Es debido a estas condiciones que se ve la necesidad del desarrollo tecnolgico y la

industrializacin de estos procesos, por lo cual se hace importante hacer un anlisis en

una de los equipos con mayor influencia en la produccin de caa, como lo son las

cosechadoras, dentro del proceso de cosecha o corte de la caa de azcar. Es por esto

que el objetivo principal de este trabajo es el estudio o compilacin de la evolucin de estos

sistemas de cosecha mecanizada en Colombia, haciendo de igual manera, comparativos

entre el proceso tradicional de corte manual y el corte mecanizado y buscando el paso a

travs de los aos de la implementacin y evaluacin de estas mquinas en el sector

azucarero del pas. Al final se desea presentar la descripcin de una cosechadora integral


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2 Introduccin

usada en la actualidad, para dimensionar la complejidad y cambio de estos sistemas en

comparacin con el corte manual tradicional, y el cambio necesario que Colombia debe

hacer para promover la industrializacin de este proceso en la caa de azcar.

El trabajo estar limitado en cuanto al anlisis y profundidad del contenido, siendo ms untrabajo de recopilacin y referencia, para un desarrollo ilustrativo de cmo han

evolucionado los sistemas de cosecha mecanizada de caa de azcar en el pas.


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1.Revisin bibliogrfica

1.1 Corte manual de la caa de azcar

Esta labor dispendiosa ha perdurado a travs de las dcadas y al tiempo de la evolucin

de los sistemas mecanizados de cosecha. En Colombia se usa aun en la actualidad, debido

a la alta disponibilidad de mano de obra en las regiones, ya que se estima que genera

alrededor de 15000 empleos directos. Este proceso adems sigue presentando ventajas

como el correcto beneficio de la plantacin, al permitir el corte de los tallos a ras de suelo,el descogolle entre hojas verdes y maduras y la colocacin ordenada de los tallos para el

alce mecnico, adems de facilitar la seleccin entre los tallos buenos y los tallos secos,

podridos, y la maleza [2].

A pesar de esto el corte manual y los procesos de quema vienen siendo muy evaluado en

la actualidad, gracias a la apertura de nuevos mercados y el gran impacto de estas

prcticas sobre el medio ambiente, considerando nuevas alternativas mecanizadas para la

cosecha de la caa de azcar.

En un principio el corte se realizaba con machetes comunes de forma recta, obteniendo

rendimiento aproximados de 2,5 a 3 toneladas en 8 horas de trabajo, pero a mediados de

los 70 se empezaron a introducir nuevas especies de caa, que facilitaban el corte manual.

Esto conllevo a la introduccin del machete australiano, el cual se puede ver en laFigura

1-1,con el cual se lograron aumentos en el rendimiento de hasta 7,5 toneladas de caa

[2].


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6 Evolucin de los sistemas de cosecha mecanizada de caa de azcar en Colombia

Figura 1-1: Machete tipo australiano.

En el proceso de corte se tiene un frente de corte que esta conformado por el brechero,

que se encarga de delimitar el rea de trabajo de cada cortero; los corteros que son los

encargados de cortar la caa; un monitor, que ensea a los corteros como hacer el corte

de forma segura y eficiente; un cabo-corte, que se encarga de la asistencia y disciplina del

frente de corte y un auxiliar de corte, que vigila los frentes de corte [2].

1.2 Principios de la cosecha mecnica

Los principios de la cosecha mecnica de caa de azcar en nuestro pas se remontan a1979, origen del corte mecnico de la caa en Colombia, gracias a la introduccin de una

mquina cortadora denominada de tipo soldado, las cuales solo cortaban los tallos en la

base, que eran descogollados para ser dispuestos en el suelo [3]. Estas mquinas

entregaban tallos enteros en sentido perpendicular a los surcos. Posteriormente los tallos

eran cargados a mano o con alzadoras mecnicas, siendo este uno de los ms importantes

procesos de mecanizacin introducidos en la poca ya que solo se haca a mano y la caa

era cortada en verde. La mecanizacin de alce trajo consigo la prctica de la quema de

caa, que se hace para reducir los contenidos de materia extraa que llega a las fbricas[4].

La denominacin de las cortadoras tipo soldado viene determinada por el sistema de

funcionamiento, ya que entrega en su parte trasera una fila de tallos enteros rectos muy


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bien alineados semejando una formacin militar [3], esta mquina se puede ver en laFigura

1-2.

Figura 1-2: Cortadora tipo soldado (1979).

Las primeras experiencias que se tuvieron con relacin a la cosecha mecanizada y con

este tipo de equipos tuvieron lugar en Los Ingenios de cuaca y Pichich, con cortadoras

marca Cameco H 7000 y tres aos ms tarde el Ingenio Providencia evalu las

cosechadoras Thompson y J&L Honiron [5]. Dichas evaluaciones incluyeron aspectos

como desempeo de las maquinas con diferentes diseos de campo, evaluacin de

variedades, labores de campo previas y posteriores a la cosecha y materia extraa llevada

a la fbrica.

En dicha evaluacin se identificaron inconvenientes como el difcil descogolle dada la des

uniformidad de la altura de los tallos, atascamientos debido al dimetro de los tallos y difcil

enchorre debido a que los tallos se partan al pasar por el conductor. Esto llevo a

conclusiones como que le buen desempeo de las cosechadoras estaba sujetos a la

quema de la caa, variedades erectas, nivelacin de terrenos, entre otro [5].

Con este tipo de mquinas se dio un paso significativo n la mecanizacin de la cosecha,

pero la condicin de los cultivos y del diseo de los campos no permiti una buena

eficiencia de la labor en su momento.


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A causa de esto en 1982, los Ingenios Providencia y Cauca, evaluaron en conjunto con

Cenicaa las primeras mquinas combinadas Class CC1400 y Toft 6000 [6]. Estas

mquinas se desplazaban sobre llantas, realizando corte, alce y limpieza de la caa en

una sola labor, adems su diseo permita trocear la caa en segmentos. De esta

evaluacin se concluy que dichas maquinas presentaban una buena adaptacin al Valle

del Cauca. Al comparar este sistema con el de las cosechadoras tipo soldado y el corte

manual tradicional, se concluy que permite llevar al molino caa ms fresca y con menos

deterioro despus de la cosecha [6].

1.3 Mecanizacin de la cosecha en los aos 90

A medida que avanzaba el tiempo se haca ms fuerte el proceso de regulacin de las

quemas agrcolas, debido a los movimientos conservacionistas del medio ambiente y

comunidades aledaas a las plantaciones de caa de azcar, fijando por parte del gobierno

nacional horarios para las quemas y franjas de proteccin. Fue debido a todo este

movimiento, tanto de la comunidad y el sector activista, como de la Asociacin de

Cultivadores de Caa de Azcar (ASOCAA) en torno a la conservacin y proteccin del

medio ambiente, que en 1992 se iniciaron las pruebas de corte mecnico en el Ingenio

Manuelita, con el objetivo de prepararse para la cosecha en verde de la caa, supliendo

las altas demandas y generando alternativas tecnolgicas para reducir costos. Los

primeros ensayos se hicieron con mquinas combinadas de las marcas Cameo CHT 2500

y Austoft 7700 desplazadas sobre orugas, para caa verde y quemada [3].

Se pudo percibir una mayor eficiencia con el corte mecnico en verde que con caa

quemada, pero esto asociado a la capacidad de corte de las maquinas, que era mayor a

la disponibilidad de equipos restantes. Adems, se pudo concluir que la cosecha

mecanizada era un 50% ms econmica que la cosecha semi-mecanizada (corte manual

y alce mecanizado), pero la calidad de los jugos fue menor. De todo esto se sacaban

conclusiones para mejorar el cultivo, las condiciones de siembra, caractersticas de la

especie y los procesos de cosecha para mejorar todos estos aspectos con la mecanizacin

[3].

En 1994 lleg al Ingenio Riopaila la cosechadora Austoft 7700, trada al pas mediante el

convenio entre la Austoft de Australia y Cenicaa, para ser evaluada en la cosecha de


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Captulo 1 9

caa verde. Y a parir de 1996 se estableci comercialmente el corte mecnico de la caa

en el Ingenio Manuelita y se evaluaron en los dems ingenios diferentes marcas y modelos

de mquinas combinadas. Adems de los equipos mencionados anteriormente, se

evaluaron en condiciones de caa verde las mquinas cosechadoras Gladiador I Claas

Vanguard en los Ingenios Central Castilla y Mayagez, obteniendo eficiencias del 59%

para la cosecha mecanizada y se consider como buena dicha eficiencia [7].

Tambin se evaluaron en la industria, las combinadas para cortar dos surcos en forma

simultnea tales como La Cane en el Ingenio Central Tumaco y Claas Ventor en el

Ingenio providencia [7]. Estas cosechadoras no prosperaron dadas las condiciones de alta

productividad de las variedades de caa y la cosecha en condiciones hmedas en varias

pocas del ao, requiriendo alta potencia y un peso muy grande de la mquina, para

permitir el corte de dos surcos simultneamente.

1.4 Sistemas de cosecha para los aos 2000

El nivel de mecanizacin para esta poca fue del 12% de la molienda total de la industria,

llevada a cabo en forma comercial en los Ingenios Manuelita, Providencia, Mayagez,

Carmelita e Incauca, utilizando 30 mquinas cosechadoras combinadas de las marcas

Cameco y Austoft principalmente [4]. Este tipo de cosechadoras se puede ver en laFigura

1-3: Cosechadora Cameco.,mostrando la cosechadora junto al sistema de transporte dela caa.


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Figura 1-3: Cosechadora Cameco.

De igual forma se opt por subcontratar estos procesos de cosecha a terceros, de este

modo el 80% de las mquinas perteneces a terceros y solo el 20% pertenecen a Ingenios,

siendo Manuelita e Ingenio Carmelita los nicos con cosechadoras propias [4].

Todo el uso e implantacin de la tecnologa de corte y cosecha mecanizada en el cultivo

de caa ha sido posible gracias a los mejoramientos en las mquinas cosechadoras,

equipos de transporte, diseo de los campos, desarrollo varietal, procesos de elaboracinde azcar, entre otros.

Hace ms de dos dcadas se han evaluado y utilizado diferentes modelos de mquinas

cosechadoras de caa, siendo mejoradas a travs de los aos por las empresas

fabricantes en los siguientes aspectos:

Controles elctricos que reemplazaron los controles con guaya.

Sistema de limpieza (ampliacin de dimetro y diseo del extractor primario, tipoaspas)

Despuntador o descogollador, es picado. Este sistema permite mayor movimiento

vertical y horizontal.

Mejoramiento de la cabina del operario.


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Elevador alargado para una mejor posicin de la mquina respecto a los equipos

de transporte.

Sistemas hidrulicos, componentes de mayor capacidad que permiten trabajar con

presiones de alivio ms altas.

Sistema de enfriamiento de los aceites.

Facilidad de acceso a los puntos de servicio.

Sistema de desplazamiento: diseo de los bastidores y mayor resistencia a la

torsin. Fortalecimiento del sistema de desplazamiento.

Tendencia a utilizar motores electrnicos que cumplan las normas de

contaminacin de cada pas fabricante.

Desempeo de los sistemas de alimentacin para disminuir prdidas de caa y

evitar atascamientos de la mquina. Tumbado y recogida de la caa. Incremento en la eficiencia de corte y disminucin de la materia extraa.

Investigacin de sensores automticos para el nivel de corte de la cepa.

Todos las mejoras anteriores han permitido que en la actualidad se tengan maquinas

cosechadoras con eficiencias del 60%, velocidades de trabajo de 2-3 km/h, y capacidad

de campo de 25-30 ton/hora [6].

1.5 Mecanizacin integral de la cosecha en la actualidadPara la actualidad se tiene que la mecanizacin integral de la cosecha de la caa de azcar

comprende el 15% de las 210.000 ha cultivadas que producen en promedio 120 TCH. Con

velocidades de operacin de 4 km/h, cosechando de 25 a 30 toneladas por hora. Si esto

se comparara con la mecanizacin en Australia, all en las 545.000 ha con 65 TCH

promedio, la cosecha es totalmente mecanizada, con velocidades de operacin de 10 a 12

km/h.

En Colombia, se tiene que la mano de obra disponible para las labores de cosecha es muy

escasa y costosa, debido a la migracin de los obreros a otras actividades econmicas.

Adems las regiones potenciales para la produccin de biocombustibles y la cogeneracin

de electricidad a partir de la caa de azcar suelen ser de densidades de poblacin muy

bajas [8]. As, la ausencia de corteros de caa, hace necesaria la adopcin de la

mecanizacin en la cosecha de caa de azcar. En laTabla 1-1,podemos observar el


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panorama general mundial del estado de la mecanizacin donde vemos que Colombia est

an muy limitada y debe empezar a aumentar ese porcentaje de mecanizacin en la

cosecha, aunque las proporciones de produccin de caa son menores que en otros

pases.

Tabla 1-1: Estado mundial de la mecanizacin.

Por la importancia de la mecanizacin de la caa de azcar, y teniendo en cuenta la visin

de futuro a mediano y largo plazo en los pases productores de Amrica Latina, se han

propuesto eventos de intercambio de experiencias y expectativas con las diferentes

Asociaciones de Tcnicos Azucareros, para de este modo promover el aumento de los

sistemas de mecanizacin en la cosecha, de acuerdo a las necesidades y condiciones de

cada pas [8].


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Captulo 1 13

Pero, adems de tener en cuenta que se deben mejorar las prcticas y el uso de

cosechadoras mecanizadas en el proceso de la caa de azcar, se debe tener muy en

cuenta que la implementacin de la cosecha mecanizada a gran escala tiene factores a

favor y en contra. En laTabla 1-2 se pueden observar que en algunas circunstancias se

favorece el uso de la cosecha mecanizada y en otro se favorece la continuidad de la

cosecha manual [4]. Como ventajas de la implementacin de la cosecha mecanizada se

pueden mencionar:

Es una buena opcin para el corte en verde.

Tiene un bajo costo y facilita el manejo de los residuos de la cosecha.

Favorece la descomposicin rpida de los residuos de la cosecha.

Ofrece la posibilidad de disminuir daos en los campos en pocas de lluvias.

El tiempo de permanencia en este sistema es menor.

Mayor densidad de carga en el transporte (30% ms).

Permite tener alternativas ante inconvenientes de mano de obra en la labor de

corte.

Mayor agilidad en la cosecha (corte las 24 horas).

Tabla 1-2: Comparaciones entre los sistemas de cosecha de caa de azcar manual y mecanizado.


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Cabe resaltar que en la actualidad se tienen diferentes equipos utilizados en la cosecha

mecanizada, dentro de estos el principal equipo sigue siendo la cosechadora que

normalmente se utilizan tres por frente. Las marcas ms utilizadas son John Deere 3510 y

3520 y CaseAustoft 7700 [4]. La ilustracin de este equipo se puede ver en laFigura 1-4:

Cosechadora integral del 2005..As mismo, se tiene equipos de apoyo para hacer el

mantenimiento y llevar informacin y reportes de los frentes. Estos equipos de apoyo se

componen de tanque de agua para el lavado de la mquina, equipo de soldadura autgena,

planta elctrica y soldadura de arco, un vagn de repuestos y oficina para reportes, un

tanque de combustible y aceites, y camabaja para traslados de las cosechadoras [4].

Figura 1-4: Cosechadora integral del 2005.

1.6 Descripcin de una cosechadora integral de caa deazcar en la actualidad

En este caso se tendr la descripcin de los diferentes sistemas que comprenden unacosechadora integral para el corte mecanizado [4]. Todo esto correspondiente a la mquina

y la operacin de la misma. Estos sistemas se pueden ver enFigura 1-5.

Sistema descogollador o despuntador.


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Se encuentra en la parte frontal de la mquina y est compuesto por un par de tambores

que giran en el sentido hacia adentro. En estos van montadas las cuchillas que

desmenuzan tanto el tallo inmaduro del cogollo como las hojas verdes.

Sistema de inclinado o tumbado y divisores de lnea o cosecha.

El rolo tumbador inclina la caa hacia adelante para permitir que la base del tallo quede

expuesta al sistema de corte de base. Los divisores de cosecha introducen la caa hacia

el centro de la mquina y levantan aquellas que estn cadas hacia los lados.

Sistema de corte basal o corte de base.

Conformado por dos platos y cuatro cuchillas en cada uno. El sistema, que es angulable,

permite una inclinacin al momento del corte de los tallos. En este punto se produce la

calidad del corte de la cepa y la incorporacin de materia extraa compuesta

principalmente por el suelo, la cepa misma y las races.

Sistema de alimentacin.

Est compuesto por rodillos que tienen la funcin de introducir la caa dentro de la

mquina, en forma ordenada y adecuada para el troceado. Es un sistema importante en la

eficiencia de corte de la mquina, ya que en la medida que procesa mayor volumen, la

mquina es ms productiva.

Sistema de troceado.

Es el encargado del picado de la caa en trozos, gracias a seis u ocho cuchillas montadas

en dos rodillos. Este sistema es graduable a diferentes tamaos. Su funcin es preparar la

caa para la limpieza del material extrao, especialmente de las hojas, ya que con el

picado de los tallos tambin se pican hojas, que quedan ms livianas para ser extradas.

De igual manera, los trozos de cogollo son susceptibles de ser extrados fcilmente por su

menor peso. Este sistema, a la vez que pica la caa, la lanza hacia la tolva para facilitar la

extraccin de material extrao.

Sistema de limpieza, extractor primario.

Consiste en una tolva, sistema aerodinmico con un extractor ubicado en la parte superior,

la cual limpia o extrae la materia extraa y la expulsa nuevamente al campo. La velocidad

de giro de las aspas se expresa en r.p.m. El sistema debe ser graduado adecuadamente


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para que las prdidas de caa sean las menores posibles. En este sistema se logra la maor

limpieza de la caa.

Sistema de cargue elevador.

Es un conductor metlico que lleva la caa al sitio ms alto de la mquina para cargar los

vagones del transporte de la caa.

Sistema de limpieza, extractor secundario.

Es el ltimo punto por el que pasa la caa antes de ser definitivamente entregada al

sistema de cargue. Consiste en lanzar la caa del elevador al vagn de transporte. Con un

sistema de extraccin ms pequeo, algunos materiales que se desprenden a lo largo del

conductor son expulsados y caen al campo.

Figura 1-5: Diagrama de una cosechadora de caa con sus sistemas.


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2.Conclusiones

El panorama tecnolgico en cuanto a las cosechadoras mecanizadas para la caa de

azcar en Colombia, cada vez se ve con mayor potencial, pero no es suficiente en

comparacin con el desarrollo e implementacin tecnolgica de otros pases, siendo no

solo Colombia, sino Amrica Latina una regin con dficit en este campo.

Se puede ver a travs de la historia, el inters que han presentado los diferentes Ingenios

de caa de azcar por hacer ms eficiente y productiva la cosecha de caa, al evaluar e

implementar diferentes tipos de cosechadoras, pero de igual forma no todos han tenido un

buen impacto, ya que las condiciones variantes del clima, el terreno y otro factores afectan

no solo los tipos de cosechadoras usada, sino el uso de las cosechadoras durante periodos

en el ao.


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3.Recomendaciones

De acuerdo a lo mostrado anteriormente, se puede recomendar que los estudios que

realicen los diferentes Ingenios azucareros, estn muy enfocados a estimar el rea y regin

efectiva de cosecha que puede ser por corte mecanizado y en que pocas del ao, para

as poder invertir en desarrollo tecnolgico y hacer uso de las mquinas adecuadas para

no perder productividad ni dinero asociado al manejo de dichas mquinas.

Se debe hacer un recuento mucho ms detallado de las evaluacin que se han realizado

a travs de la historia, para identificar ventajas y desventajas de las cosechadoras y sus

caracterstica en el campo Colombiano, ya que no es lo mismo evaluar estas en las

diferentes regiones del pas, que en otros pases.


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Error! No se encuentra el origen de la referencia.aptulo 3 23


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4.Bibliografa

[1] Asocaa, El sector azucarero colombiano en la actualidad, Asocaa, 2012. [Enlnea]. Available:file:///C:/Users/Mi%20Computador/Documents/UN/M%C3%A1quinaria%20Agr%C3%ADcola/Trabajo%20Agr%C3%ADcola/Sector%20Azucarero%20Colombiano.htm.

[2] F. Giraldo, Cosecha, alce y transporte, de El cultivo de la caa en la zonaazucarera de Colombia, Cali, Cenicaa, 1995, pp. 357-362.

[3] R. Pizarro y C. Zuluaga, El cultivo de la caa en la zona azucarera de Colombia,de CAMECO CHT-2500, Cali, Universidad del Valle - Universidad Ncional deColombia, 1994, p. 197.

[4] D. Galvis, Equipos de cosecha, Revista de tecnicaa , n 26, pp. 21-24, 2010.

[5] F. Zuluaga, Experiencias iniciales de la cosecha mecnica de la caa de azucar en

el Valle del Cauca, Cali, Tecnicaa, 1983, pp. 31-64.

[6] D. Galvis, Sitema de cosecha mecnica en Colombia., Cali: Manuelita S.A., 2008.

[7] F. Villegas, Cosecha mecanizada en verde, Cali, Tecnicaa, 1997, pp. 43-56.

[8] A. Rebolledo, Mecanizacin de la cosecha de caa de azcar, Tecnicaa, 2008.