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Inventing a better maize chopper September 4th, 2016 by

Vea la versión en español a continuación

It can take years to perfect even a simple maize chopper. Agricultural research is harder than it looks, as we see in this case where researchers also found inspiration in their students, in farmers and later in their customers.

The Center for Research, Training and Extension in Agricultural Mechanization, better known as Cifema, its Spanish acronym, is part of the public university (UMSS) in Cochabamba, Bolivia. Cifema started as a Swiss project in 1978 and has since split into an academic department and a company that manufactures and sells agricultural implements.

For years, Cifema specialized in animal-drawn tools, and made red metal ox-drawn plows that are now a common sight in the valleys of Bolivia. Much of Cifema’s work has been a long-term collaboration between agronomist Leonardo Zambrana and mechanical engineer Mario Huanca.

primer modelo corta forrajeIn 2004, Cifema set out to make one of their first motorized implements. With funding from the Swedish government, Zambrana, Huanca and their student Henry Cabrera made a prototype forage chopper for family dairy farms. The machine would cut plants into small, digestible pieces. With rising labor costs, the farmers needed a way to save time while making animal feed.

By 2006, the prototype was finished and Henry Cabrera had completed his studies. He took the machine home, to his parents’ farm in the remote, highland municipality of Pasorapa, Campero, Cochabamba. Two years later Henry returned to UMSS with new ideas on how to improve the maize chopper. The first version had been ingenious—the farmer would feed the maize stalks through two rollers into a set of four blades that would cut up the plant. But it needed to be more robust; it had small springs were easily broken and were a nuisance to replace.

So Zambrana and Huanca made a second, bigger version of the chopper, with no springs and with six blades instead of four. They took it to an agricultural fair in Cochabamba to show it off. A dairy farmer stopped to admire the machine and asked if he could try it out. So Cifema took the chopper out to the dairy farm, and demonstrated it.

The dairy farmer kept the machine overnight to try it for himself. Mario Huanca recalls going back the next morning to collect the chopper. He was astounded at the huge mound of maize that the farmer had chopped, but off to one side was a smaller pile of just the ears.

“Why didn’t you chop up the ears?” Mr. Huanca asked.

“I wanted to, but they got stuck in the machine, so I had to break them off.”

This was a problem. Henry Cabrera was from a farm so small that people ate all the maize grain, and only cut up the dry stalks. But the dairy farmer who borrowed the machine overnight grew special forage maize and the whole plant had to be chopped up, ears and all.

máquina enteraZambrana and Huanca made adjustments and by 2009 they had created a chopper with eight blades instead of six. It had fewer moving parts. Instead of rollers, the maize simply slid in under a plate, right into the whirling blades. Then they added a Japanese-made, gasoline-powered motor. The chopper cost 12,000 Bolivianos (almost $1,700), but it was so useful that eventually 50 families bought one, as admiring neighbors followed the first purchasers.

Cifema made further improvements to the chopper design as they saw which repairs were most often needed.  Cifema also realized that they needed to make the machine cheaper. Many of the dairy farmers already had a two-wheeled tractor. If that could be used as the power source the chopper could be made without an engine, saving $400 from the price tag. That sounds simple, but it requires a lot of original research on the pulleys.

Cifema is now figuring out how to run a chopper at 1000 RPMs, powered by a two-wheeled tractor engine that runs at half that speed.  Slow innovation is like slow food. Sometimes the ideas have to simmer for a while, but they are worth the wait.

INVENTANDO UNA MEJOR PICADORA DE MAÍZ

4 de septiembre del 2016

Por Jeff Bentley

Puede tomar años perfeccionar hasta una sencilla picadora de maíz. La investigación agrícola es más difícil de lo que parece, como vemos en este caso donde los investigadores encontraron inspiración en sus estudiantes, los agricultores y más tarde en sus compradores.

El Centro de Investigación, Formación y Extensión en Mecanización Agrícola, mejor conocido como  Cifema, es parte de la universidad pública (UMSS) en Cochabamba, Bolivia. Cifema empezó como un proyecto suizo en 1978 y luego se dividió en un departamento académico y una compañía que manufactura y vende implementos agrícolas.

Durante años, Cifema se especializó en implementos de tracción animal, e hizo rojos arados metálicos jalados por bueyes que ahora se ven por todos los valles de Bolivia. Mucho del trabajo de Cifema ha sido fruto de una larga colaboración entre el ingeniero agrónomo, Leonardo Zambrana y el ingeniero mecánico, Mario Huanca.

primer modelo corta forrajeEn el 2004, Cifema empezó a fabricar uno de sus primeros implementos motorizados. Con fondos del gobierno sueco, Zambrana, Huanca y su estudiante Henry Cabrera hicieron un prototipo de una picadora de forraje para pequeñas fincas lecheras. La máquina cortaría las plantas en trozos comestibles. Con alzas en los costos de la mano de obra, los agricultores necesitaban una manera de ahorrar tiempo mientras preparaban los alimentos para sus animales.

Para el 2006, el prototipo estaba listo y Henry Cabrera había terminado con su ingeniería. Él llevó la máquina a la pequeña finca de sus padres en el lejano municipio andino de Pasorapa, Campero, Cochabamba. Dos años más tarde, Henry volvió a la UMSS con nuevas ideas sobre cómo mejorar la picadora de maíz. La primera versión había sido ingeniosa—el agricultor metía el maíz entre dos rodillos hacia un juego de cuatro cuchillas que cortaban la planta. Pero tenía que ser más robusta; tenía resortes pequeños que se quebraban fácilmente y eran trabajosos de reemplazar.

Así que Zambrana y Huanca hicieron la segunda, más grande versión de la picadora, sin resortes y con seis cuchillas en vez de cuatro. La llevaron a una feria agrícola en Cochabamba para mostrarla. Un productor lechero se detuvo en admiración y pidió probar la máquina. Así que Cifema llevó la picadora a su finca, e hizo una demostración.

El lechero se quedó con la máquina toda la noche para hacer la prueba. Mario Huanca se acuerda de su visita la mañana siguiente para recoger la picadora. Él se quedó impresionado con el enorme montón de maíz que el agricultor había picado, pero a un lado había otro bulto más pequeño de solo las mazorcas.

“¿Por qué no picó las mazorcas?” preguntó el Ing. Huanca.

“Quería hacerlo, pero se trancaban en la máquina, así que tuve que sacarlas.”

Eso sí era un problema. Henry Cabrera era de una finca más pequeña donde la gente comía el grano, y solo se picaban los tallos secos. Pero el lechero que se prestó la máquina toda la noche producía maíz de forraje, y tenía que picar la planta entera, incluyendo la mazorca.

máquina enteraZambrana y Huanca hicieron ajustes y para el 2009 habían creado una picadora con ocho cuchillas en vez de seis. Tenía menos partes movibles y en vez de rodillos, el maíz se metía bajo una placa, directamente a las voraces cuchillas. Luego agregaron un motor japonés de gasolina. La picadora costaba 12,000 Bolivianos (casi $1,700), pero era tan útil que 50 familias se compraron una, a medida que sus vecinos se admiraban de la máquina y seguían a los primeros compradores.

Cifema mejoró el diseño más mientras veía las máquinas que sus compradores traían para reparar.  Los ingenieros se dieron cuenta que tenían que hacer una máquina más accesible. Muchos de los productores de leche ya tenían un motocultor, un tractorcito de dos ruedas. Si se podría usar el motocultor como la fuente de poder, se podría fabricar la picadora sin motor, ahorrando $400. Suena sencillo, pero requiere de investigación original con las poleas.

Actualmente, Cifema está averiguando cómo hacer funcionar una picadora a 1000 RPM, usando el motor de motocultor que se gira a la mitad de esa velocidad.  La innovación lenta es como la comida a fuego lento;  a veces las ideas tardan en servirse, pero valen la pena.

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