IV INDICE DE TABLAS VIII UNIDADES UTILIZADAS X RESUMEN XI ABSTRACT XII RESUM

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1 ÍNDICE GENERAL INDICE DE FIGURAS IV INDICE DE TABLAS VIII UNIDADES UTILIZADAS X RESUMEN XI ABSTRACT XII RESUM XIII 1 JUSTIFICACIÓN Y OBJETIVOS DE LA TESIS Interés del cultivo del ajo y de la mecanización de su siembra Objetivos de la Tesis 7 2 REVISIÓN SOBRE EL CULTIVO DEL AJO Características del cultivo del ajo Descripción botánica Propiedades medicinales y nutricionales Característica agronómicas Variedades cultivadas en México La siembra Preparación del suelo Preparación de la semilla La siembra en México Riego Control de malezas Plagas y enfermedades La recolección Sistema tradicional Sistema mecanizado Maquinaria para transporte y apoyo en la cosecha Almacenado y secado del ajo 33 3 REVISIÓN DE TÉCNICAS Y EQUIPOS PARA SIEMBRA DE AJO Métodos de siembra Siembra manual 37

2 3.1.2 Siembra mixta Siembra mecanizada Tipología y descripción de las sembradoras de ajo Marcos de plantación en la siembra mecanizada 47 4 EFICIENCIA COMPARADA DE LA SIEMBRA MANUAL Y 50 MECÁNICA 4.1 Comparación entre la siembra manual y mecanizada, en zona de 51 producción de ajo en México Siembra manual Sembradora mecánica a chorrillo Metodología para evaluación de las siembras Resultados y discusión Análisis comparado de sembradoras de precisión para ajo: 55 mecánica de pinzas y neumática Antecedentes Estudio en zona de producción de ajo en España Caracterización de los tipos de semilla Descripción de la sembradora automática de pinzas Descripción de la sembradora neumática Condiciones de trabajo con ambas máquinas Metodología para evaluación Resultados y discusión 64 5 BANCO DE PRUEBAS PARA SEMBRADORAS Características de un banco de pruebas Diseño y construcción del banco de pruebas para sembradoras de ajo Detalles de mecanismos de control de variables que integran el banco 78 6 DISEÑO DE DISPOSITIVO DOSIFICADOR DE SIEMBRA DE 83 PRECISIÓN 6.1 Dispositivo dosificador tipo rodillo Construcción del dispositivo Pruebas del rodillo dosificador Análisis de los resultados, conclusiones parciales Dispositivo dosificador tipo disco Construcción de prototipos dosificadores tipo disco Disco de 5,5 pulgadas Disco de 10 pulgadas 96

3 6.2.2 Construcción de un dosificador de disco doble EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS Consideraciones previas Etapas del análisis de experimentos Pruebas a realizar con el prototipo dosificador de disco Resultados y análisis sobre la dosificación Estudio sobre la uniformidad en la deposición de semillas Construcción de una estructura para la recogida de semillas Método experimental Resultados y análisis sobre la uniformidad de la deposición Conclusiones sobre el dispositivo dosificador DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y PRUEBA DE LA SEMBRADORA NEUMÁTICA DE PRECISIÓN Diseño conceptual y consideraciones generales Diseño detallado, fabricación y ensamble de la máquina Barra porta-herramienta Módulo de suspensión y copiado Módulo de siembra Sistema de generación de vació Sistema de generación de presión Sistema de accionamiento de los discos dosificadores Pruebas preliminares con el prototipo de la sembradora fuera de parcela Pruebas de siembra en el campo Evaluación del sistema dosificador Evaluación de la deposición de semillas Conclusiones de las pruebas de campo 165 CONCLUSIONES GENERALES DE LA TESIS 166 BIBLIOGRAFÍA 169

4 ÍNDICE DE FIGURAS Figura Página 1 Imágenes de los dientes de ajo y cabeza 13 2 Desgranadora de rodillos horizontales 19 3 Clasificadora de ajo 20 4 Desarrollo de la planta en diferentes posiciones de la semilla 22 5 Cultivo en surcos siembra en charolas para trasplante 22 6 Sistema de riego por goteo 23 7 Trabajo manual 24 8 Daño por nemátodos y fusarium 25 9 Agrupación manual de ajos Sistema de arranque por empuje Cuchilla de apoyo para arranque por empuje Sistema de elevación por correas Arrancadora cargadora Arrancadora hileradora Arrancadora atadora Arrancadora destalladora Sistema de arranque y elevación de ajo Línea de confección y calibrado del ajo Diagrama del proceso en el almacén Encajado y producto terminado Siembra manual Emergencia del ajo según posición de siembra de la semilla Clasificación de las sembradoras Sembradora semiautomática o asistida de cangilones Sembradora de ajo con mecanismo de correa dentada Sembradora automática de disco escotado Sembradora automática con distribuidor por rueda dentada Sembradora automática de pinzas 44

5 29 Sembradora neumática Prototipo de sembradora neumática de precisión Siembra manual realizada a 8 cm entre semillas Vista general de la sembradora Siembra automática a chorrillo Distancia entre semillas en la siembra mecánica Distancia entre semillas de la siembra manual Desarrollo del cultivo con siembra manual Sembradora automática de pinzas Unidades de siembra y su sistema de accionamiento Sembradora neumática Sembradora neumática (Disco de succión) Disco de acero de 2 mm de espesor y cámara de succión Colocación de talco en platos para evitar atasco en los orificios Limpieza de los discos Limpieza del mecanismo de agitación Posición de las semillas sembradas y tapadas Desempeño de las sembradora mecánica Desempeño de las sembradora neumática Porcentaje de semillas dejadas en cada posición Porcentaje de plantas emergidas en cada posición Desarrollo de las plantas según la posición de la semilla Vistas generales de la estructura del banco Vista lateral del banco de pruebas Vista frontal del banco con accionamiento hidráulico Instrumentos para realizar las pruebas Circuito hidráulico del sistema Fuente regulable voltaje Banco ensamblado para realizar las pruebas Vista posterior del banco Vista lateral del banco de Pruebas Vista del dispositivo individualizador Vista del dispositivo en funcionamiento 80

6 62 Vista del dispositivo Mecanismo oscilador y tolva de descarga de semilla Cinta adhesiva en banda transportadora Rodillo del dosificador de precisión Unidad experimental del rodillo con su eje Vista del disco de 254 mm de diámetro Dosificador en forma de disco de 254 mm Dosificador en forma de disco de 254 mm y material acrílico Disco de 254 mm, con doble disco Imagen de la prueba del disco doble Gráficos de Probabilidad Normal de los datos Intervalos LSD variable %Dobles Intervalos LSD variable %Fallos Vista a detalle del sistema dosificador Vista posterior del banco Detalles de la banda transportadora Detalles análisis Sembradora comercial Vista lateral general del ensamble Vista frontal del prototipo Vista lateral del prototipo Componentes principales del módulo de suspensión y copiado Sección del conjunto de eje con maza de la rueda Componentes del conjunto del módulo de suspensión y copiado Vista general del módulo de siembra Vistas del marco en su temprana etapa del desarrollo Paralelogramo Esquema funcionamiento de la tolva Sistema de vibración y esquema de construcción Circuito hidráulico del sistema de vibración Esquema de funcionamiento del sistema dosificador Distribuidor de vacío montado y ensamble final conjunto Disco con conductos internos radiales y lomos en periferia 135

7 95 Detalle del desfasamiento angular entre los discos de cada pareja 96 Tolva, dispositivo dosificador y conducto de descarga Vistas del conjunto de abridores y tapadores de hileras un surco Dibujo del conjunto de tapadores de hilera Esquema de componentes del sistema de transmisión de potencia 100 Vistas del sistema de transmisión de potencia del extractor Sección del conjunto de eje con maza de la rueda Sección del conjunto de eje con maza de la rueda Vistas generales de la transmisión modificada Opresores aplicados en ambos pasos de la transmisión Ventilador centrifugo para soplar las túnicas de ajo Rueda copiadora y sistema de transmisión por cadena Vistas del segundo paso de transmisión Tercer paso de la transmisión y armado de la transmisión Imagen del prototipo y preparación para la prueba Vista del sistema dosificador en funcionamiento Colocación de cinta y calibración de los abresurcos Semilla depositada por la sembradora en la prueba Sembradora antes de la prueba Prueba de deposición de semillas Distribución de la semilla depositada Medición de parámetros durante la prueba Funcionamiento de los discos durante la prueba Semilla depositada sin cubrir sobre el terreno Detalle de atasco en las ruedas tapadoras por exceso de humedad 120 Diferentes tamaños de semillas Niveles abertura de compuerta de abastecimiento Gráficos de caja y bigotes para diferentes velocidades de avance

8 ÍNDICE DE TABLAS Tabla Página 1 Producción mundial de ajo. Superficie y volumen por país 3 (FAO,2012) 2 Exportación mundial por países (2014)Propiedades 3 nutricionales 3 Producción de ajo en México. Servicio de información y 5 estadística agroalimentaria y pesquera (SIAP y SAGARPA, México 2013) 4 Propiedades nutricionales 11 5 Características del cultivo 12 6 Cultivares de ajo para evaluar rendimiento y calidad en el ICA 13 de la Universidad de Guanajuato (1991) 7 Rendimiento de las operaciones de desgranado 19 8 Tiempos requeridos para labores 25 9 Mano de obra en labores Características de la semilla empleada Características promedio de ajo americano blanco Características del disco Posiciones de la semilla en el suelo Criterio de evaluación de la posición Número de semillas depositadas en cincuenta metros Porcentaje de semillas depositadas en cincuenta metros Porcentaje de plantas que han emergido en cada posición Parámetros a determinar en el modelo Esquema diseño de experimentos 2 k-p Valores parámetros del diseño de experimentos 2 k-p Resumen estadístico de fallos y dobles Análisis de varianza para la variable fallos Análisis de varianza para la variable dobles ANOVA para diseño 2 3 para la variable fallos 109

9 25 ANOVA para diseño 2 3 para la variable dobles Medias por mínimos cuadrados variable fallos Medias por mínimos cuadrados variable dobles Correlación entre variables y factores Normalidad de los datos para la variable dobles Normalidad de los datos para la variable fallos ANOVA para la variable dobles Múltiples rangos para variable dobles Resumen estadístico para variable dobles ANOVA para la variable fallos Múltiples rangos para variable fallos Resumen estadístico para variable fallos Resumen estadístico de deposición Indicadores de normalidad de variable fallos ANOVA de los datos para la distancia entre semillas Resultados de la prueba del extractor centrífugo Resultados de la prueba del extractor centrífugo modificado Parámetros de trabajo del extractor con la transmisión Parámetros de trabajo de la prueba en campo del prototipo Parámetros de trabajo en campo de posicionamiento semilla Características de la semilla empleada Características promedio de ajo americano blanco Prueba de Kruskal-Wallis para diferentes niveles de compuerta Prueba de Kruskal-Wallis para diferentes niveles de vacío Prueba de Kruskal-Wallis para diferentes avances del tractor Prueba de Kruskal-Wallis para diferentes niveles de oscilación 165