resiliencia del sarmiento de la vid IES MELENDEZ

resiliencia del sarmiento de la vid IES MELENDEZ VALDÉS VCA DE LOS BARROS

INTRODUCCION

TITULO • 1. - Planteamiento del problema 1. 1 Selección del problema 1. 2 Definición del problema 2. - Fase previa de preparación 2. 1 Enmarcación del fenómeno. 2. 2 Observación del fenómeno. 2. 3 Fundamentos teóricos 2. 4 Formulación de hipótesis. 2. 5 Predicción. 3. - Desarrollo de la investigación. 4. - Obtención de datos. 5. - Datos y Gráficos. 6. - Conclusiones y discusión. 7. - Limitaciones del estudio. 8. - Agradecimientos.

En los últimos años hemos pasado de quemar los restos de sarmientos de las podas de la vid, a triturarlos con objeto de aumentar la materia orgánica del suelo. Esto hace que se incrementen los costes debido a la adquisición de trituradoras y recogedoras para su posterior trituración. Con este trabajo lo que pretendemos es saber el ahorro que podemos obtener si trituramos en un momento diferente el sarmiento según su tenacidad. Para ello hemos construido una máquina de ensayos de Charpy que nos indique su resiliencia en función de la humedad de éste y así hacer una comparativa del coste energético de la trituración. RESUMEN

1. PLANTEANIENTO DEL PROBLEMA • 1. 1 Selección del problema: Hemos elegido este trabajo porque nuestro entorno es eminentemente agrícola y podemos contribuir a ahorrar considerablemente en la fase de trituración del sarmiento. • 1. 2 Definición del problema: Nuestro planteamiento es considerar que dependiendo de la humedad del sarmiento, disminuirá o aumentará la tenacidad de éste con lo que el gasto energético corte y trituración variará según su nivel de humedad. Lo queremos saber es en qué momento podremos triturar para obtener el mínimo coste energético. 2. FASE PREVIA DE PREPARACIÓN • 2. 1 Enmarcación del fenómeno: Para conocer que cantidad de energía necesita un sarmiento para ser cortado, tomamos una muestra de sarmientos y la pesamos cada día para conocer su perdida de peso y su tenacidad. . • 2. 2 Observación del fenómeno. Para realizar este trabajo hemos construido una máquina de ensayo en la cual haremos varios ensayos de resiliencia todos los días para comparar cómo evoluciona el costo energético en el corte del sarmiento. Cada día haremos las medias de 4 o 5 ensayos y lo anotaremos. El material que hemos necesitado para realizarlos ha sido desde una tijera de podar, un peso de precisión, calibre o pie de rey, bandejas para el pesado, tornillo de banco, maza…

2. 3 Fundamentos teóricos Hemos trabajado con los alumnos los siguientes fundamentos teóricos: - Resiliencia: es la energía que absorbe una probeta ante un impacto rompiéndose por unidad de superficie. -Tenacidad: propiedad que tiene un cuerpo a no romperse ante un impacto.

• Maquina de Charpy: El péndulo cae sobre el dorso de la probeta y la parte. La diferencia entre la altura inicial del péndulo (h) y la final tras el impacto (h') permite medir la energía absorbida en el proceso de fracturar la probeta. En estricto rigor se mide la energía absorbida en el área debajo de la curva de carga.

• 2. 4 Formulación de la hipótesis: Pensamos que la relación entre tenacidad y humedad en el sarmiento está íntimamente relacionado, por lo que debe haber un momento en que el coste de rompercortar un sarmiento sea mínimo. • 2. 5 Predicción: Creemos que el ahorro por hectárea de la trituración del sarmiento es considerable según su grado de humedad. Para el cálculo final tendremos en cuenta toda la zona de viñedos que pertenecen a la denominación de origen Ribera del Guadiana.

• 3. DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN Y OBTENCIÓN DE DATOS Los métodos de investigación se desarrollan con los siguientes objetos. Balanza, calibre y máquina de Charpy. Diariamente se toman peso de la muestra y se toma diferentes muestras de distinto calibre. Empezamos con un calibre de 90 mm, pues no podemos romper muestras de mayor calibre con esa humedad. Una vez llegado a coste cero, aumentamos el calibre de la muestra pues para entonces la humedad ha bajado. Para medir la altura a la que llega la maza se diseña un panel con las diferentes alturas, la cuales se van grabando en video para detallar mejor aún la altura alcanzada en cada ensayo. Los datos son los siguientes :

TABLA Nº 1 Los datos se han tenido en cuenta para una altura inicial de la maza de 0, 9 m. Con los datos anteriores y una equivalencia del poder energético del gasoil de 35, 86 MJ/litro, podemos obtener las siguientes tablas para el calibre de 0, 9, 1, 2 y 1, 4 respectivamente:

Las tablas nº 2, 3 y 4 son las continuaciones de la tabla nº 1. En las tablas nº 2, nº 3 y nº 4; se utilizan múltiplos de Julios debido a los valores altos que manejamos, las cuales están indicadas. A los datos anteriores le añadimos las estimaciones (tablas siguientes) realizadas para los calibres superiores, al no romperse con la maza y tener una humedad muy baja. Dichas estimaciones aparecen en color rojo. Todo ello se explica mas detalladamente en el apartado: ” limitaciones del estudio”. Hemos considerado seis cortes por cada sarmiento y unos catorce sarmientos por cepa. También hemos tenido en cuenta los tres calibres existentes en cada cepa (0, 9, 1, 2 y 1, 4); 1350 cepas por hectárea y 90, 000 hectáreas en la zona Ribera del Guadiana. Así, tenemos en las columnas anteriores la energía potencial por sarmiento (seis cortes), por cepa, por hectárea , para toda la zona ribera del Guadiana y finalmente los litros de gasoil equivalentes a los megajulios necesarios para romper los sarmientos en la zona Ribera del Guadiana.

Podemos observar los datos con las siguientes tablas: En este gráfico general consideramos la muestra, la humedad de esa muestra, el calibre, la sección la altura alcanzada según el día y el gasto de gasoil que se produce en miles de litros. Lo analizaremos detenidamente en los siguientes gráficos. En este gráfico se observa que a mayor humedad , mayor consumo de gasoil y que a partir del día 13 en el que se realizaron los ensayos, el consumo de gasoil se sitúa en el mínimo.

Ponemos ahora la comparativa de resiliencia por humedad y por calibre: Análogamente, en los tres calibres de sarmientos, podemos ver que la resiliencia va disminuyendo con la humedad, por lo que humedad y resiliencia están íntimamente relacionadas con el gasto energético en la rotura del sarmiento y por ello debemos tenerlo en cuenta a la hora de cortar el sarmiento.

6. - CONCLUSIONES Y DISCUSIÓN. Puede apreciarse fácilmente en las tablas y gráficos anteriores que para calibres pequeños (como 0, 9) el consumo de combustible es mínimo pasada una semana después del corte o un 80 % de humedad. En cuanto a calibres intermedios (1, 2) tendríamos que esperar aproximadamente nueve días y para los más grandes (1, 4) unos doce días, que equivale a un 75 % de humedad en el sarmiento. El ahorro máximo se producirá a partir de la segunda semana del corte inicial, y será entonces cuando nos ahorraríamos más de 80. 000 litros de gasoil en la zona de Ribera del Guadiana, lo cual supone aproximadamente 0, 9 litros de ahorro por hectárea. Así también, puede apreciarse fácilmente la relación entre humedad y resiliencia. Cuando la humedad en torno el 75 %, disminuye la resiliencia muy rápidamente y con ella la energía potencial necesaria y el gasto de gasoil, lo cual debemos tenerlo en cuenta si queremos ahorrar combustible. 6. 1 - OTRAS APLICACIONES DEL ESTUDIO. Aunque estudio se aplica al corte del sarmiento para dejar en campo, también podría aplicarse (y por tanto buscar un mayor ahorro por hectárea), si lo aplicamos en la poda o en la trituración del sarmiento para el procesado de la astilla o en la producción de pellets por la gran necesidad de trituración que conlleva. Es decir, si la poda además, también se hace con un porcentaje de humedad muy bajo en la cepa disminuiremos considerablemente la resiliencia del sarmiento y posteriormente la resiliencia ante el triturado. Además se podría aplicar también a otros productos como el olivar, maderas, biocombustibles, etc. . .

7. - LIMITACIONES DEL ESTUDIO. Para realizar este trabajo, como ya explicamos en el punto número dos, hemos tenido que construir nuestra propia máquina de ensayos de Charpy y para ello hemos utilizado una maza de 4 kg de peso, puesto que debía ser manejable para nuestros alumnos y por otra parte económica. Por ello hemos tenido que estimar la energía potencial para cortes de sarmientos de 1, 4 de calibre para humedades mayores al 84%, ya que dicha maza no podía romperlos. Dicha estimación se hizo teniendo en cuenta la energía potencial real que se producía al aumentar la humedad con el calibre de 1, 2 (los cuales son datos reales). Es decir, si observamos la siguiente tabla: 8. - BIBLIOGRAFÍA. No hemos encontrado bibliografía específica sobre la resiliencia del sarmiento, tan solo sobre resiliencia y normas generales del ensayo de resiliencia, por lo que no lo incluimos. La columna de la derecha corresponde al calibre de 1, 2 y todos los datos son reales excepto el que corresponde al 100% de humedad, (el sarmiento no se rompió), en cuyo caso hemos considerado la energía potencial mínima de 35, 28, es decir, la real será siempre mayor que esta. La columna del medio corresponde a 1, 4 de calibre y los datos en rojo los hemos estimado a partir de la columna de la derecha. Es decir, las estimaciones han estado consideradas por defecto, por lo que nos aseguramos que los datos de ahorro son aún mayores. Como propuestas de mejora del estudio, lo que planteamos es visitar un centro de investigación donde podamos utilizar una maquina de Charpy real y así evitar dichas limitaciones.