El sector agrícola en el Perú está creciendo de manera constante en el especial la producción de arándanos pero hay una demanda peruana insatisfecha en las maquinarias necesarias para la automatización de los procesos, el Perú acostumbrado a la compra de maquinarias necesita de una tecnología propia y más económica siendo esto una prioridad en el sector. La presente tesis es un aporte para el desarrollo de tecnología propia en la cual se diseñó un sistema Mecatrónico que selecciona arándanos en función de su forma color y tamaño mediante sistemas mecánico-eléctrico y de procesamiento de imágenes que influyen directamente en la adecuada selección de arándanos de forma unitaria además de ello también se tuvo en consideración la velocidad de procesamiento, la dosificación adecuada por tamaños y la conservación de la textura del arándano, el diseño se desarrolló usando la metodología basada en la VDI 2221 el cual es un método morfológico generalizado para el diseño de sistema mecánicos y mecatrónicos. Finalmente en la elaboración de detalles se desarrolla se desarrolla a partir de proyecto definitivo obtenido desde la metodología VDI 2221, obteniendo la documentación necesaria del diseño para la fabricación y selección de cada una de las piezas, finalmente en el análisis de costos se determinó el valor de la construcción del sistema Mecatrónico obteniendo un valor de 10574 dólares americanos el cual se vuelve económicamente atractivo para los agroexportadores nacionales. / Tesis

El incremento en la generación de residuos, especialmente de residuos orgánicos urbanos, es un problema que demanda una inmediata solución. Por otro lado, otro problema de igual importancia es el alto nivel de degradación existente en extensas áreas de España y de la zona sureste de Europa, debido principalmente a una agresiva actividad humana llevada a cabo durante años, lo cual debe ser añadido a la climatología adversa (semiárida) que padecen estas zonas. El factor clave en la degradación es el bajo nivel de materia orgánica que presentan estos suelos. Dado que en extensas zonas de España y otros países europeos, en particular en los del sur de Europa, las fuentes tradicionales de materia orgánica (turba y el estiércol) son escasas, la pregunta, de gran interés, que surge es si ambos problemas, degradación de suelos y generación de residuos orgánicos, pueden ser tratados en conjunto. Más particularmente, la idea sería utilizar la materia orgánica contenida en los residuos orgánicos como fuente de materia orgánica del suelo, en particular aquella contenida en los residuos orgánicos urbanos (lodos de depuradora y los residuos orgánicos de origen doméstico), ya que son baratos y frecuentes en el suministro. El objetivo sería mejorar la calidad y fertilidad del suelo al tiempo que se eliminan los residuos orgánicos de una manera racional y respetuosa con el medio ambiente. Esta estrategia favorecería, al mismo tiempo, el secuestro de carbono mediante el aumento de la reserva de carbono estable en el suelo, ayudando a mitigar los efectos negativos derivados de las emisiones de CO2 a la atmósfera. Para tal fin se han estudiado los efectos producidos por la aplicación de la fracción orgánica de basura doméstica sin compostar y de un compost obtenido a partir de una mezcla de lodos de depuración de aguas residuales urbanas y de la fracción orgánica de la basura doméstica en dos diferentes dosis: una dosis que puede ser considerada como “normal-media” para recuperación de suelos (150 t/ha), equivalente a 1% de Corg, y otra dosis “alta-muy alta” (450 t/ha), equivalente a 3% de Corg. tanto en un experimento de campo como en un experimento a nivel de microcosmos bajo condiciones controladas, usando en ambos casos un suelo degradado de la zona del sudeste español. La Metodología empleada ha consistido en realizar en los tres experimentos llevados a cabo un seguimiento de las parcelas, monitorizando diversos parámetros físicos, químicos, físico-químicos, microbiológicos y bioquímicos así como parámetros específicos indicadores de las comunidades microbianas del suelo, tales como los perfiles de FAME y ensayos de Biolog, tanto en los suelos enmendados como en los suelos control. También se ha profundizado en el estudio de la composición y estructura de los ácidos húmicos (AH) (las técnicas empleadas en este estudiado han sido la resonancia magnético nuclear de C13 (CPMAS-13C-NMR), junto con la espectroscopia de infrarrojo con transformada de Fourier (FT-IR)), así como de las enzimas inmovilizadas en estos ácidos, presentes en los suelos semiáridos enmendados y sin enmendar. Como conclusión a este trabajo de investigación se puede decir que los suelos semiáridos degradados son capaces de admitir grandes cantidades de residuos orgánicos urbanos sin daño para el crecimiento y la actividad microbiana del suelo o de riesgo para el medio ambiente, siempre que tales residuos urbanos orgánicos tengan suficiente calidad. Estas enmiendas pueden mejorar la calidad de los suelos suponiendo una mejora en sus condiciones físicas, químicas, microbiológicas y bioquímicas, aportando sustancias húmicas capaces de inmovilizar enzimas, colaborando en la reactivación y mejora de los procesos de la vida del suelo, y contribuyendo al incremento del pool de C estable en el suelo. / The increase in the generation of waste, especially organic waste, is a problem that demands an immediate solution. Furthermore, the high level of degradation in large areas of Spain and southeastern Europe resulting from years of aggressive human activity and adverse weather conditions (semi-arid) is another equally significant problem. The low level of organic matter in these soils is the key factor in their degradation. The fact that in extensive areas in Spain and in other European countries, particularly in southern Europe, the traditional sources of organic matter (peat and manure) are scarce raises an interesting question: can both problems, degradation and the generation of organic waste, be treated together? In an attempt to respond to this question, the idea in this study is to use the organic matter contained in organic waste as a source of soil organic matter, particularly the organic matter contained in municipal organic waste (sewage sludge and organic waste from households), as this is inexpensive and in ready supply. The goal is to improve the quality and fertility of the soil and simultaneously eliminate organic waste in a rational and environmentally friendly manner. At the same time, this strategy promotes carbon sequestration by increasing the stable carbon reserves in the soil, helping to mitigate the negative effects of CO2 emissions in the atmosphere. To reach these objectives, we studied the effects of applying both the organic fraction of household waste without composting and compost obtained from a mixture of sewage sludge from municipal wastewater and the organic fraction of household waste at two different doses: one dose that can be considered "normal-average" for soil recovery (150 t/ha), equivalent to 1% of Corg, and another dose that can be considered "high-very high" (450 t/ha), equivalent to 3% of Corg, both in the field experiment and at the microcosm level under controlled conditions. In both cases, degraded soil from southeastern Spain was used. The methodology used involved developing the three experiments carried out monitoring of the plots. Various physical, chemical, physico-chemical, microbiological and biochemical parameters were tracked both in amended and control soils, in addition to specific parameters which are indicators of soil microbial communities. FAME profiles and Biolog analyses were tracked as well. The composition and structure of humic acids (HA) were also studied in-depth (using C13 nuclear magnetic resonance (CPMAS-13C-NMR) together with Fourier Transform Infrared (FT-IR) spectroscopy), as were the composition and structure of immobilized enzymes in these acids found in amended and unamended semi-arid soils. In conclusion to this study, it can be said that degraded semi-arid soils are capable of supporting large quantities of municipal organic waste without causing harm to soil microbial growth and activity or risk to the environment, provided that the municipal organic waste is of sufficient quality. These amendments can improve soil quality, resulting in improvements in the physical, chemical, microbiological and biochemical conditions of the soil, providing humic substances capable of immobilizing enzymes, contributing to the revival and improvement of the processes of soil life and contributing to an increase in the stable C pool in the soil.

El suelo desempeña funciones de gran importancia para el sustento de la vida en este planeta pero la desertificación producida en el mismo, en las zonas áridas o semiáridas, repercute notoriamente en una abundante pérdida de materia orgánica, y por tanto de carbono orgánico, la cual afecta negativamente a la calidad y la sostenibilidad del suelo. La recuperación del carbono orgánico del suelo hacia unos valores umbrales suficientes para poder gestionar sus funciones básicas es de vital importancia. Por este motivo, la presente Tesis Doctoral tiene como Objetivo entender el ciclo del carbono en suelos semiáridos y el desarrollo de estrategias para la restauración de estos suelos. Para ello nos hemos centrado particularmente en la capacidad que presenta este tipo de suelo para responder a fuentes de carbono exógenas derivadas de residuos vegetales, el papel que desempeña la comunidad microbiana en la degradación de estas fuentes de carbono, y su relación con los ciclos biogeoquímicos de los elementos importantes (C, N y P), con particular incidencia en el del carbono. Se maneja como Hipótesis general de trabajo de esta Tesis Doctoral el hecho de que las comunidades microbianas de suelos áridos y semiáridos tienen una limitada capacidad para el procesamiento de sustratos carbonados, a consecuencia del escaso contenido en materia orgánica que presentan habitualmente estos suelos. Con el objetivo de obtener una información completa sobre la dinámica del carbono orgánico y las enmiendas orgánicas de origen vegetal en relación con las poblaciones microbianas asociadas a su procesamiento, se abordan experimentos en condiciones controladas de laboratorio y campo. La primera parte de la Tesis (Capítulos 1, 2 y 3) se realizó en condiciones controladas de laboratorio, mediante la utilización de tres moléculas de origen vegetal de distinta complejidad: glucosa, celulosa y lignina; dichas moléculas son parte fundamental de los propios restos vegetales que entran al suelo de forma natural. Estas moléculas se utilizaron en su forma enriquecida en 13C (isótopo estable del carbono) con el objetivo de trazar a alta resolución la dinámica de estas materias orgánicas y las poblaciones microbianas implicadas en su procesamiento. En estos experimentos se aplicaron, entre otras, técnicas basadas en el análisis de la composición isotópica del CO2, fracciones hidrosolubles de C, y de sustancias húmicas, así como la composición isotópica de ácidos grasos (PLFA-SIP). Mediante este conjunto de técnicas se pudo trazar exhaustivamente el ciclo del C, evaluando su persistencia, mineralización y las poblaciones microbianas asociadas con la dinámica de estas moléculas. La segunda parte de la Tesis (Capítulos 4 y 5) se realizó a nivel de campo, lo cual representa un escenario real para el estudio de la restauración de suelos. En el Capítulo 4, se evaluó el efecto a largo plazo de enmiendas orgánicas de origen vegetal (residuos de poda fresco y compostado) y de su dosis (150 y 300 t ha-1) en las propiedades químicas, bioquímicas y microbiológicas de un suelo semiárido. Para ello se emplearon diferentes técnicas para medir los cambios en la actividad microbiana después de la adición de la materia orgánica, así como el análisis de ácidos grasos fosfolípidos y el perfil fisiológico de las comunidades microbianas para estudiar los cambios en la biomasa y estructura de la comunidad. En el Capítulo 5, se estudió el efecto que ejerce la adición enmiendas orgánicas a largo plazo en las enzimas involucradas en el ciclo del carbono bajo condiciones semiáridas, además de su influencia en la biomasa y la estructura de la comunidad microbiana. Además, se pretendió completar el conocimiento del ciclo del carbono en este tipo de suelos mediante el estudio de la diversidad de isoenzimas que presentan la celulasa y β-glucosidasa empleando la zimografía. Los cambios provocados en el tamaño de la biomasa microbiana y la estructura de la comunidad microbiana por la adición de las enmiendas fueron estudiados mediante el análisis de los ácidos grasos fosfolípidos. Haciendo una visión global de esta Tesis Doctoral, podemos concluir que los suelos semiáridos, a pesar de su avanzado estado de degradación y no recibir abundantes entradas de C orgánico, presentan una alta disponibilidad biótica para gestionar materia orgánica de origen vegetal de distinto nivel de complejidad y estabilidad. Se ha observado que sólo una pequeña fracción de la comunidad microbiana es capaz de degradar las formas más complejas de carbono, pero esta fracción microbiana es fundamental para el inicio del ciclo del carbono en suelos semiáridos y, por tanto, para la sostenibilidad de estas áreas. Además, las entradas de materia orgánica al suelo mejoran la calidad de los suelos semiáridos a largo plazo, aumentando el contenido en carbono orgánico en los mismos, favoreciendo el crecimiento de la biomasa microbiana y variando la estructura funcional de la comunidad microbiana, como una adaptación ecológica a la presencia de nuevos metabolitos en el suelo derivados de dichas materias orgánicas. Por otro lado, la adición de moléculas compuestas únicamente por carbono, no sólo ejerce un efecto sobre el ciclo del carbono si no que también influye sobre otros ciclos biogeoquímicos como el del nitrógeno o el fósforo como hemos podido ver por los cambios producidos en la actividad enzimática relacionada con estos elementos. Este hecho implica que estos ciclos no pueden considerarse independientes si no que actúan de forma conjunta para condicionar la calidad y sostenibilidad de un suelo. / Soil plays a highly important role in sustaining life on earth but soil desertification, in arid and semiarid areas, negatively impacts on a significant loss of organic matter, and therefore of organic carbon, which negatively affects the quality and sustainability of the soil. In such degraded soils, it is of vital importance to restore levels of soil organic carbon to sufficient thresholds to maintain its basic functions. For this reason, the aim of this Doctoral Dissertation is to understand the carbon cycling of semiarid soils and the development of strategies for soil restoration. To reach this goal we have focused on the following topics in particular: the ability of this type of soil to respond to exogenous sources of carbon derived from plants; the role of the microbial community in the degradation of these carbon sources; and the link between these carbon sources and the biogeochemical cycling of the important elements (C, N and P), with a particular focus on carbon. The general working Hypothesis of this Doctoral Thesis is that the microbial communities in arid and semiarid soils have a limited capacity for processing carbonaceous substrates as a result of the low content of organic matter usually found in these soils. In order to obtain complete information concerning the dynamics of organic carbon and plant-derived organic amendments with respect to the microbial populations associated with processing of this organic matter, we conducted experiments in both controlled laboratory and field conditions. The first part of the thesis (Chapters 1, 2 and 3) was carried out in controlled laboratory conditions using three molecules of varying complexity: glucose, cellulose and lignin. These molecules are an essential part of the natural plant inputs to soil. We used glucose, cellulose and lignin molecules enriched with 13C (a stable isotope of carbon) in order to track the dynamics of these organic materials and the microbial populations involved in their processing in high resolution. In these experiments we applied, among other techniques, those based on the analysis of the isotopic composition of CO2, water-soluble fractions of C and of humic substances and the isotopic composition of fatty acids (PLFA-SIP). These techniques made it possible to thoroughly track the C cycle, evaluating the persistence and mineralisation of C in addition to the microbial populations associated with the dynamics of the added molecules. The second part of the thesis (Chapters 4 and 5) was carried out in the field, which represents a real setting for the study of soil restoration. In Chapter 4, we evaluated the long-term effects of plant-derived organic amendments (fresh and composted pruning waste) and of the applied dose (150 and 300 t ha-1) on the chemical, biochemical and microbiological properties of a semiarid soil. Different techniques were used to measure the changes in microbial activity after the addition of organic matter. Furthermore, phospholipid fatty acid analysis and the microbial community-level physiological profile were used to study changes in the biomass and the structure of the microbial community Finally, in the Chapter 5, we studied the long-term effect of organic amendments on the enzymes involved in the carbon cycle in semiarid conditions. In this chapter, we also evaluated the influence of organic amendments on microbial biomass and community structure. Furthermore, we aimed to complete our knowledge of the carbon cycle in semiarid soils by studying the diversity of isoenzymes exhibiting cellulase and β-glucosidase activity by zymography. Changes caused by the amendments in the biomass and the structure of the microbial community were studied by phospholipid fatty acid analysis . Taking a global picture of this Doctoral Thesis, we have reached the conclusion that semiarid soils, despite their advanced state of degradation and the fact they have not received much organic C input, nevertheless have a high level of biotic availability for handling plant-derived organic matter of different levels of complexity and stability. We observed that only a small fraction of the microbial community is able to degrade the more complex forms of carbon, but this microbial fraction is crucial for starting the carbon cycle in semiarid soils and therefore for the sustainability of semiarid areas. Moreover, adding organic matter to the soil improves the quality of semiarid soils in the long term. Indeed, organic amendments increase the content of organic carbon in such soils at long-term, favour the growth of the microbial biomass and change the functional structure of the microbial community as an ecological adaptation to the presence of new soil metabolites derived from the organic matter added. Furthermore, the addition of molecules composed solely of carbon not only has an effect on the carbon cycle but also influences other biogeochemical cycles such as the nitrogen and phosphorus cycles, which we were able to observe through changes in the enzyme activity related to these elements. This implies that these cycles cannot be considered as independent from one another but that they in fact act together to determine the quality and sustainability of a soil.

OBJETIVOS GENERALES La finalidad de esta Memoria de Tesis es combinar la aplicabilidad de herramientas SIG y teledetección con la modelización estadística de variables ambientales a escala regional, aportando de manera concreta resultados y conclusiones que ayuden a mejorar las estimaciones de las propiedades del suelo. La textura, como principal propiedad física del suelo, desempeña una función esencial en la estructura de esta memoria, presentándose como nexo de unión del resto de análisis expuestos en este trabajo. Sin pretender entrar en complejos análisis de las propiedades químicas del suelo se han obtenido estimaciones de carbono y materia orgánica del suelo, necesarios para el estudio de la dinámica del agua en el suelo. Su interacción con la textura nos permitirá abordar la estimación regional del contenido del contenido de agua a capacidad de campo y en el punto de marchitamiento, determinando cuáles son las variables ambientales que inciden de manera más importante en esas propiedades físicas del suelo. En último lugar, se mostrará cómo la disponibilidad de mapas regionales de la textura del suelo elaborados en este trabajo influyen en nuestra estimación de los procesos de degradación del suelo, evaluado mediante el análisis de la erosionabilidad y su efecto en modelos de erosión. A continuación se exponen los capítulos realizados: I. Capítulo 1. Se han determinado cuáles son las variables ambientales que más influyen en la textura. Y se han analizado los efectos que se producen en la modificación de la resolución espacial en los valores de las variables ambientales que forman parte de los modelos de estimación de la textura del suelo. II. Capítulo 2. Se ha evaluado y comparado dos métodos de estimación del potencial de succión (pF) a escala regional: el primer método es una estimación directa del contenido de humedad del suelo mediante la modelización con valores empíricos de las propiedades hídricas. El segundo procedimiento de estimación se basa en un método indirecto mediante el uso de los datos texturales (obtenidos en el Capítulo 1) y de materia orgánica (OM) en funciones de pedotransferencia ya publicadas. III. Capítulo 3. Se han comparado dos métodos de estimación de diversos índices de erosionabilidad relativos al Factor K de la USLE. El primer método utiliza las propiedades físico - químicas del suelo (texturas y OM) promedio de cada tipo de suelo y realiza una translación de las mismas a la cartografía de suelos existente. Mediante el segundo método se aplican los resultados de la modelización de texturas y OM obtenidas en los capítulos 1 y 2, respectivamente. / The aim of this Thesis is to combine the applicability of GIS and remote sensing tools with statistical modeling of regional scale of environmental variables to provide results and conclusions and improve estimates of soil properties. Soil texture plays a key role in the structure of this report, being connecting link of other analyzes presented in this paper. Organic carbon and soil organic matter estimates were obtained for the study of the dynamics of soil water. Interaction with the texture allows regional estimates of water content at field capacity and wilting point, showing the environmental variables most affecting soil physical properties. Finally, we prove how the availability of regional maps of soil texture developed in this work influence our estimation of soil degradation processes, assessed by analyzing the effect on erodibility and erosion models. Below the chapters performed: I. Chapter 1. Dave determined what environmental variables that influence texture. And we have analyzed the effects of changing spatial resolution on the values of the environmental variables on the models for estimating soil texture. II. Chapter 2. We evaluated and compared two methods of estimating matric potential (pF) at regional scale. The first method is to estimate the soil moisture through modeling with empirical values water properties. Second estimation method is by using textural data (Chapter 1) and organic matter (OM) using pedotransfer functions (PTFs). III. Chapter 3. We compared two different methods of estimating erodibility indices relating to K factor (USLE). First method uses the physical - chemical properties of the soil (texture and OM) average of each soil type by translational soil mapping. Second applies the results of modeling of textures and OM obtained in Chapters 1 and 2, respectively.

En esta tesis se desarrolló un modelo matemático que permitirá a los productores agropecuarios identificar las variables relevantes para dimensionar los equipos de cosecha. La variable dependiente fue el costo anual de cosecha, previamente desagregada para el análisis en cuatro rubros: de propiedad, operativos, de oportunidad por la demora en la cosecha y los especiales que surgen de la implementación de sistemas de cosecha alternativos (sólo en el caso del poroto). Las variables independientes fueron el sistema de cosecha y la capacidad de trabajo de los equipos. Los costos de propiedad son aquellos que no dependen de la intensidad del uso de la máquina. Los ejemplos principales son la depreciación, el interés sobre el capital invertido, los impuestos, los seguros y el resguardo. Dentro de los costos operativos se consideraron tres rubros relevantes: combustibles y lubricantes, reparación y mantenimiento y mano de obra. Los costos de oportunidad por la demora en la cosecha incluyeron tanto las reducciones en el rendimiento como la calidad del cultivo. Los costos específicos para el sistema de cosecha mecánica directa incluyeron la aplicación de un desecante químico y, en el caso del sistema de cosecha convencional, los costos de las labores de arrancado, engavillado y acordonado. También se incluyen en este rubro las diferentes pérdidas de cosecha que traen aparejadas ambos sistemas. Para estimar la capacidad de trabajo de los equipos, se utilizó la técnica de programación no lineal mientras que, para la selección del sistema de cosecha, se compararon los valores netos del producto cosechado de cada uno; asimismo se estimó por iteraciones el punto de indiferencia entre ambos sistemas de cosecha. Aunque este modelo es aplicable a cualquier empresa agrícola extensiva en el país, fue evaluado para las producciones de soja (Glycine max L. Merrill), poroto (Phaseolus vulgaris L.) y trigo (Triticum aestivum L.) en los departamentos de San Martín y Orán de la Provincia de Salta (Argentina). Los datos empíricos provienen de numerosos relevamientos realizados en el marco del trabajo de la autora como consultora en el Ministerio de Agricultura, Ganadería y Pesca (MAGyP) y como referente en el “Proyecto de eficiencia de cosecha, postcosecha de granos y forrajes, y valor agregado en origen” del Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) entre agosto de 2004 y noviembre de 2008. También se utilizan datos del Censo Nacional Agropecuario (CNA) de 2002, del Servicio Meteorológico Nacional (SMN) y de revistas especializadas del sector. Como uno de los principales resultados, puede destacarse que el modelo para estimar la capacidad de trabajo óptima tuvo un buen comportamiento, aportando soluciones coherentes. Éstas se mostraron relativamente estables para la unidad de producción típica analizada, aun tomando diferentes combinaciones de precios y rendimientos históricos. Uno de los principales logros obtenidos fue el desarrollo del programa informático Asesor de cosecha, con una interfaz muy sencilla y flexible, que permite utilizar el modelo desarrollado para seleccionar la capacidad de trabajo y el sistema de cosecha más eficiente y que puede ser adaptado a cualquier región geográfica y combinación de cultivos agrícolas extensivos. Asimismo, la capacidad óptima mostró una mayor sensibilidad a las variables que inciden a través de los costos de oportunidad por la demora en la cosecha, los cuales se mostraron más significativos que los costos de propiedad adicionales por incrementar la capacidad de trabajo. También se observó que la capacidad de trabajo óptima es un 8% inferior si se utiliza el sistema de cosecha convencional. Por su parte, la capacidad de trabajo óptima es fuertemente sensible a la superficie trabajada anualmente y a la destinada al cultivo del poroto por ser éste el de mayor valor. La cantidad de cultivos realizados no muestra correlación, lo cual difiere de los resultados de trabajos anteriores. Los sistemas de cosecha analizados para el poroto alubia son en promedio indiferentes respecto de su eficiencia económica. Sólo si los precios del poroto se alejan mucho del valor de indiferencia se observa una mayor conveniencia del sistema de cosecha convencional. La demora en la cosecha por una capacidad de trabajo inferior a la óptima no muestra demasiada influencia en esta decisión. En el caso del poroto negro, de un precio inferior, se observa una mayor eficiencia del sistema de cosecha mecánica directa. Respecto a la forma de las funciones de los componentes del rubro de costos operativos se observaron dos tramos diferentes: el primer tramo se da cuando la capacidad de trabajo óptima puede alcanzarse con una sola cosechadora; el segundo tramo aparece cuando, para alcanzar la capacidad de trabajo óptima, son necesarias dos o más cosechadoras. En este caso, incrementar la capacidad no redunda en menores gastos en combustibles y en reparaciones y mantenimiento por hectárea. Por lo tanto, en este tramo ambas funciones tienen una correlación directa con la superficie cosechada. Esta bifurcación en la función de costos de cosecha permite explicar por qué diferentes autores toman supuestos ad hoc contrapuestos según el tamaño y las características de la unidad de producción típica que estén analizando. Esta distinción fue posible gracias a una profunda investigación sobre la oferta nacional de cosechadoras, tomándose numerosos datos en comparación con otros estudios del ramo que permitieron realizar un análisis estadístico de correlación lineal.

El presente trabajo presenta el diseño de una máquina para extraer frutos de macadamia intactos con una capacidad de 100 kg de fruto por día considerando una jornada de trabajo de 8 horas. Se utilizó la metodología de diseño VDI 2221 para el desarrollo de todo el trabajo desde el planteamiento de los conceptos de solución hasta el desarrollo de los detalles del proyecto definitivo. En el primer capítulo, que lleva como título “Evaluación del problema”, se mencionan las propiedades mecánicas de la nuez de macadamia y se indican los resultados de un ensayo de compresión a una muestra de 150 nueces. También, se muestra la lista de exigencias del diseño, el estado de la tecnología y la estructura de funciones de la máquina. El segundo capítulo, denominado “Planteamiento de la Solución”, contiene la elaboración de los conceptos de solución y selección de concepto de solución óptimo. Se plantea, también, los proyectos preliminares y la selección del proyecto preliminar óptimo. El tercer capítulo comprende los procedimientos de cálculo de los componentes de la máquina y la selección de elementos normalizados. El cuarto capítulo incluye los planos del proyecto: plano de ensamble, planos de despiece y el esquema eléctrico. Además, da a conocer los costos aproximados de los elementos seleccionados, materia prima, fabricación, montaje y diseño. Como resultado se logró diseñar una máquina cuyo funcionamiento consiste en quebrar el cascarón de las nueces sin dañar el fruto mediante su compresión en dos rodillos de acero inoxidable. Previo a este proceso, la máquina se encarga de clasificar las nueces por tamaño y ubicarlas en la abertura de los rodillos correspondiente. El proceso de separación de la cáscara y el fruto no se contempla en el presente trabajo, se considera que ese proceso, para el nivel de producción que se requiere, puede hacerse manualmente. Un aspecto importante es que la máquina trabaja sólo con nueces cuyo tamaño se encuentre en el rango de 19 a 29 mmm que son las más comunes en el Perú. Las nueces más pequeñas no serán quebradas y muy escaso encontrar nueces de tamaño superior a 29 mm.

El presente estudio pretende conocer la situación actual de los suelos de la comarca de Molina de Segura (Murcia) así como ver si presentan una planificación racional del territorio ya que no había estudios anteriores que caracterizaran tan detalladamente los tipos y usos de los suelos de esta comarca. Los dos principales tipos de suelos presentes son Regosoles calcáricos (suelos poco evolucionados con un horizonte A ócrico en superficie como único horizonte diagnóstico y con abundante carbonato cálcico) y Fluvisoles calcáricos (suelos jóvenes que tienen en superficie un horizonte A o Ap ócrico y presentan propiedades flúvicas, también con carbonato cálcico). En los alrededores encontramos además Calcisoles y los Solonchaks quedan reducidos a puntuales saladares. Respecto a los usos del suelo más importantes en esta comarca: el agrícola (se encuentra en la Vega Media del río Segura en suelos de la huerta murciana destinados a cultivo de frutales y hortícolas) y el industrial, con un creciente sector, destacado a nivel regional y nacional, concentrado en cinco polígonos industriales. Se deseaba conocer su compatibilidad, fundamental para un desarrollo sostenible en la zona. Para llevar a cabo este estudio se diseñó una malla de muestreo densa (cada km2) que permitiera elaborar una cartografía de cada uno de los parámetros estudiados para ver su distribución espacial. Asimismo, en el caso de los suelos agrícolas se tomaron muestras de agua de riego, procedentes del río Segura, acequias o balsas, para conocer su calidad actual de cara a posibles problemas de salinización. En el caso de los suelos agrícolas se deseaba conocer su estado en cuanto a fertilidad, posibles problemas de degradación por salinización o pérdida de materia orgánica. Mientras que en el caso de los suelos industriales lo prioritario era conocer si presentaban problemas de degradación química por contaminación. Se tomaron 68 muestras de capa arable (a una profundidad de 0-30 cm, mezcla de varios puntos para que fuera homogénea) y se determinaron los parámetros necesarios para su completa caracterización: parámetros físicos (granulometría, estructura, densidad, humedad y color) y químicos (pH, carbonato cálcico, capacidad de cambio, macronutrientes -carbono orgánico, nitrógeno total, fósforo asimilable, sodio, potasio y magnesio asimilables- y micronutrientes-hierro, cobre, manganeso, cinc, plomo y cadmio-tanto totales como asimilables para ver que fracción del total se encuentra realmente disponible a las plantas y la posible contaminación por metales pesados). Se estudia asimismo la mineralogía de los suelos para conocer su fertilidad potencial. Para saber su estado de salinidad se determinó la conductividad eléctrica en relación 1:5 y la concentración salina de dicho extracto (cationes: sodio, potasio, calcio, magnesio y aniones: sulfatos, nitratos y cloruros) posteriormente se calculó el RAS. Con el correspondiente análisis estadístico (test no paramétricos de Kruskal Wallis y Wilcoxon) comparando tipos de suelos (Fluvisoles y Regosoles) y usos de los mismos (agrícola en la actualidad, agrícola en el pasado e industrial) se encuentra que se presentan diferencias estadísticamente significativas entre Regosoles y Fluvisoles en cuanto a carbono orgánico, nitrógeno total, C.E., calcio, magnesio, nitratos y sulfatos solubles, fósforo, cobre, hierro, manganeso y zinc asimilables y zinc total. En el resto de variables no se presentan diferencias estadísticamente significativas. Respecto al uso se presentan diferencias estadísticamente significativas en nitrógeno y magnesio al comparar uso agrícola actual y pasado y diferencias estadísticamente significativas en todos los parámetros excepto en el carbonato cálcico, capacidad de cambio, sodio, potasio y magnesio asimilables al comparar los usos industrial y agrícola. Se realizó la matriz de correlación de Pearson de todos los parámetros analizados y se presentan las ecuaciones de regresión y sus gráficas en los casos en el que el coeficiente de correlación es superior a 0.7. Analizados y discutidos estos resultados se puede concluir que la comarca de Molina de Segura presenta hoy en día una planificación racional del territorio, clave para mantener un desarrollo sostenible, conseguir progreso y modernización sin renunciar a valores tan tradicionales como los de la “huerta murciana”, signo de identidad reconocido a nivel europeo y mundial. / The present study is intended to know the actual situation of the soils in the area of Molina de Segura (Murcia) and to evaluate if a rational planning of the territory is taken into consideration. There are no previous reviews on a detailed characterization of the soils of this area (types and uses of the soils). The two main type of soils in the area are Calcaric Regosols (not evolved soils with an ocric A horizon in surface as the only diagnostic horizon and with a lot of calcic carbonate) and Calcaric Fluvisols (young soils with an A or Ap ocric horizon in surface and fluvics properties as well as a high content of calcic carbonate. In the surrounding areas, Calcisols are also found and Solonchaks appear in isolated saline areas. With respect to the most important uses of the soils in this region, we can find soils used for agricultural activities (this area is located in the Vega Media of the Segura River and has fruit trees and vegetable production) and soils used for industrial activities, growing sector at regional and national levels. These industries are located in five industrial areas. The compatibility of both uses of the soils is studied in relation to the sustainable development of this area. To carry this study, a dense sampling grid was designed (sampling each km2) in order to develop the mapping for each one of the measured parameters and so to know its geographical distribution. Furthermore, water samples from the Segura River and from irrigation ditches and pools were taken near the agricultural areas to study water quality and potential salinization problems. For the studied soils in agricultural areas we want to know their fertility, potential degradation problems due to salinization or to loss of organic matter. For the soils in industrial areas, with this study we want to evaluate chemical degradation problems caused by contamination. 68 samples of topsoils were taken, 0-30 cm depth, mixing several points in order to obtain a representative sample. All necessary parameters to characterize the soils were measured: physical parameters.(granulometry, structure, density, humidity and colour), chemical parameters (pH, calcic carbonate, cations exchange capacity, macronutrients - organic carbon, total nitrogen, available phosphorous, available sodium, potassium and magnesium - and micronutrients - total and available iron, copper, manganese, zinc, lead and cadmium - to know which is the proportion of these elements that is really available for the plants as well as potential soil contamination due to heavy metals. Mineralogical composition of the soils was also studied to know their potential fertility. In order to know soils salinity, electric conductivity in soil:water 1:5 extract was measured, and salts concentrations of these extracts was determined (cations: sodium, potassium, calcium, magnesium and anions: sulfates, nitrates and chlorides). After measurements, RAS was calculated. Statistical analysis (non parametrical tests of Kruskal Wallis and Wilcoxon) comparing types of soils (Fluvisols and Regosols) and their different uses (for agriculture nowadays, for agriculture in the past and for industries) reveal that there are significant differences between Regosols and Fluvisols in organic carbon; total nitrogen; C.E.; soluble calcium, magnesium, nitrates and sulfates; available phosphorous, copper, iron, manganese and zinc and total zinc. No significant differences are found in the other studied parameters. With respect to the uses of the soils, significant differences are found in nitrogen and magnesium when uses for agriculture in the present and in the past are compared. Significant differences in all studied parameters except in calcic carbonate, cations exchange capacity, available sodium, potassium and magnesium are found when uses for agriculture and industrial soils are compared. Pearson's correlation matrix of all the analyzed parameters was made and regression equations and their graphics are presented when correlation coefficient is higher than 0.7 With the results obtained we can conclude that this region of Molina de Segura has nowadays a rational planning of the territory, important to support a sustainable development, keep progressing, modernizating without renouncing to traditional values such as those of "la huerta murciana", identity symbol well-known worldwide.

El continuo aumento de la exportación de uvas de mesa en el Perú lleva a implementar nuevas técnicas y mejoras en la cadena de producción con el fin de cubrir la demanda externa. Uno de los procesos más críticos es la selección, la cual se realiza manualmente según parámetros específicos para cada región de destino y relacionados al color, tamaño, forma de las bayas así como en el peso del racimo. En este trabajo se presenta el diseño mecánico-eléctrico de una máquina mecatrónica, que junto con un sistema de visión y control realizado en el trabajo de tesis “Estudio de un sistema para el control de tamaño y peso de uva de mesa” por el Ing. André Basilio Vela, permite la automatización en la selección de uvas de mesa Red Globe por tamaño y peso a una capacidad máxima de procesamiento de 200 kg/hr. El diseño realizado tiene como finalidad poder ser fabricado en un trabajo futuro para evaluar su eficiencia y eficacia real y aumentar la capacidad de producción de la máquina. La máquina consta principalmente de una mesa transportadora, un módulo de selección por visión y un módulo de separación. La mesa transportadora utiliza un motorreductor para dar el giro a una faja transportadora de uvas de mesa ingresadas por un operario; se utiliza aire comprimido para la remoción de gotas de agua que se encuentren en la superficie de la uva de mesa accionada por un sensor de proximidad, el módulo de selección por computadora identifica que producto cumple las condiciones físicas de tamaño y peso mínimo; y el módulo de separación utiliza básicamente un pistón neumático para remover de la mesa transportadora las uvas rechazadas previamente por el sistema de visión y ser trasladadas por gravedad a una zona de descarga manual que amortigua la caída. Las uvas seleccionadas también se descargan manualmente y al final de la faja transportadora. Por último, las condiciones de selección son ingresadas a través de una interfaz Hombre-Máquina. Se incluye como elementos de seguridad protectores mecánicos para los componentes móviles de la máquina y elementos de protección eléctricos. Se consideró también temas de ergonomía básica en el diseño de la mesa transportadora y en la ubicación tanto de la caja de mando como en la de interfaz Hombre-Máquina. El costo total estimado correspondiente a la fabricación de la maquina sin incluir la adquisición de los equipos del sistema de visión es S/48,675.00. / Tesis

A partir del año 2010, el Perú se encuentra en un auge de su producción agrícola y se viene colocando como uno de los principales exportadores de productos agrícolas hacia regiones como Asia, Europa y Estados Unidos de Norteamérica. Dentro de la gran variedad de productos que se viene exportando, se identificó a la palta en sus diferentes variedades como un producto que ha venido incrementando su volumen de exportación, alcanzando 179 mil millones de kilogramos, por un valor total de 303 mil millones de dólares en el 2014 [4]. Por lo que se le reconoce como un producto importante en el desarrollo del mercado agroexportador. Es sabido que el sector agroindustrial en el Perú está pasando por una etapa de crecimiento, lo que genera una mayor producción en cultivos. Este crecimiento arrastra consigo la necesidad de desarrollar la tecnología necesaria para poder alcanzar los niveles de procesamiento requeridos, en este caso de selección de paltas. Actualmente un proceso que involucra muchas de horas-hombre de trabajo, es el proceso de selección. Este proceso demanda una gran cantidad de horas debido a la falta de tecnología, ya que se viene realizando de manera manual por una gran cantidad de operarios, los cuales seleccionan las paltas de una forma cualitativa y subjetiva; por parámetros como forma, dureza superficial y color. Sin embargo, la selección no se realiza de manera cuantitativa por peso. Es por este motivo que se identificó la necesidad de mejorar el proceso de selección de las paltas según el calibre al que corresponda cada una, específicamente las del tipo “HASS” y “Fuerte”. De este modo lo que se propone es diseñar una máquina automatizada con la finalidad de disminuir considerablemente el error debido a la manipulación humana en el proceso de selección y aumentar significativamente el volumen de procesamiento, comparado con el procesamiento manual. Esta tesis está orientada al diseño en la ingeniería mecatrónica, específicamente enfocada en la automatización de procesos de selección de productos agrícolas. En esta tesis se expone el diseño de la máquina automatizada para la selección de paltas por calibre, el cual ha sido desarrollado en base a las consideraciones descritas en la Norma técnica peruana NTP 011.018 2014. La capacidad de procesamiento cumple con el objetivo de seleccionar 5000 kilogramos de paltas por hora. Adicionalmente la selección por visión artificial brinda la capacidad de automatizar todo el proceso el de selección sin intervención manual alguna, lo que significa una gran ventaja en la producción. / Tesis

Los lodos procedentes de las plantas de refino del petróleo, son residuos con una elevada concentración de hidrocarburos, que son unas moléculas altamente tóxicas para las plantas y los microorganismos e invertebrados que habitan el suelo donde se encuentran, y constituyen un riesgo potencial para la salud. Una de las prácticas de gestión de los mismos ha sido su vertido a suelo en zonas controladas y su posterior tratamiento mediante técnicas de biorremediación de bajo coste, como son el landfarming y la fitorremediación, entre otras. En un suelo, la presencia de hidrocarburos provoca la alteración e inhibición de la microbiota del suelo. Es esta microbiota la principal encargada de degradar los contaminantes del suelo, por lo que es de vital importancia conocer su estructura a nivel funcional y molecular, para incentivar a las colonias microbianas encargadas de degradar los hidrocarburos y asegurar así el éxito de las técnicas de biorremediación aplicadas. Para este fin se adicionarán enmiendas orgánicas como son el biosólido de depuradora (fresco granulado o compostado), que mejorará las condiciones del suelos para albergar a los microorganismos a la vez que permitirá reciclar los biosólidos en el suelo. Teniendo en cuenta estas premisas, se establece como objetivo general de este trabajo la evaluación de la eficacia de técnicas de biorremedición tales como el landfarming y la fitorremediación cuando se emplean en suelos semiáridos contaminados con hidrocarburos (procedentes de lodos de refinería), como de la utilidad de la adición a estos suelos de biosólidos (frescos o compostados) como estrategia para incrementar la eficacia de estos procesos de descontaminación, consiguiendo acortar los tiempos necesarios para la degradación de dichos hidrocarburos y una mayor degradación de los más recalcitrantes. También se planteó como objetivo, profundizar en el conocimiento de la estructura y funcionalidad de la comunidad microbiana de estos suelos. Metodología Durante los ensayos realizados en este trabajo de Tesis se analizarán algunos factores físico-químicos, principalmente el tipo de horizonte y su profundidad, aireación, pH, presencia de metales pesados y sales, condiciones ambientales (temperatura y hmnedad), contenido de nutrientes y materia orgánica, y otros factores biológicos como la presencia de microorganismos y la adaptación de estos microorganismos al medio contaminado con los hidrocarburos a través de técnicas moleculares independientes de cultivo (PCR, DGGE, secuenciación del ADN). El perfil fisiológico para la utilización de las distintas fuentes de C de las comunidades microbianas se realizó mediante la tecnología BIOLOG-CLPPs. Como conclusión general de esta memoria de Tesis Doctoral podemos decir que el uso de landfarming, seguido de fitorremediación, como técnicas complementarias de biorremediación, resulta eficaz para el tratamiento de suelos con hidrocarburos recalcitrantes procedentes del reciclado en los mismos de lodos de refinería. Además, la adición de enmiendas orgánicas, en particular biosólido granulado y compost de biosólido, mejora la eficacia de estas técnicas debido principalmente, al aporte de fuentes carbonadas al suelo que incentivan el desarrollo de las poblaciones microbianas autóctonas del mismo, adaptadas a la presencia del hidrocarburo y por tanto responsables de la metabolización del mismo, con la consecuente reducción de su presencia en los suelos tratados. Hemos comprobado, asimismo, que la presencia de hidrocarburos en el suelo y el proceso de landfarming con y sin enmienda, tiene un efecto potenciador de la actividad microbiana del suelo en general, que ha sido revelado por la medida de algunos parámetros bioindicadores de la calidad microbiológica del suelo como la actividad deshidrogenasa, algunas actividades hidrolasas, ATP, etc., también afecta a la diversidad microbiana de estos suelos siendo las Actinobacterias y miembros Ascomycota los principales grupos bacterianos y fúngicos, respectivamente, responsables de la metabolización de los hidrocarburos recalcitrantes presentes en el suelo. / Refinery sludge originates as a residue with a high concentration of hydrocarbons. One of the most widespread refinery sludge management practices is that of discharging the sludge into the soil in controlled areas and then treating it using inexpensive bioremediation techniques (landfarming). Hydrocarbons are molecules that are highly toxic to plants, microorganisms and invertebrates that live in the soil where the molecules are found. They also pose a potential health risk, which increases when there is greater resistance to hydrocarbon degradation. One of the main consequences of the presence of hydrocarbons in a particular soil is the inhibition and alteration of the soil microbiota, which plays a key role in breaking down soil contaminants. It is therefore of vital importance to understand the genetic and functional diversity of the microbiota in the soil and to succeed in activating the microbial colonies responsible for degrading hydrocarbons, therefore ensuring the success of the bioremediation techniques applied. Given these assumptions, the general objective of this work is therefore to evaluate the effectiveness of bioremediation techniques like landfarming and phytoremediation when used in semi-arid soils with a high hydrocarbon content (from refinery sludge). The goal is also to assess the utility of adding biosolids (granules or composted) to such soils as a strategy for increasing the efficiency of these bioremediation processes, thus reducing the time required for hydrocarbon degradation and increasing the degradation of the most recalcitrant hydrocarbons. Also is objective in this work, deepen your knowledge of the structure and function of the microbial community of these soils. Metodology During assays in this Thesis Work, It is therefore necessary to monitor these properties by analysing certain physico-chemical factors, mainly the type of horizon and its depth, aeration, pH, the presence of heavy metals and salts, environmental conditions (temperature and humidity), nutrient content and organic matter. It is also necessary to track other biological factors such as the presence of microorganisms and their level of adaptation to the environment with hydrocarbons using molecular techniques independent of cultivation (PCR, DGGE, DNA sequencing). Furthermore, physiological profiles were analysed using the BIOLOG-CLPPs method in order to use the different sources of C in the soil microbial communities. As a general conclusion of this Thesis memory, we can say that the use of landfarming, followed by phytorremediación, bioremediation as complementary techniques, effective for the treatment in soil with recalcitrant hydrocarbons for recycling of its of refinery sludge. Also organic amendments addition, including fresh or composting sewage sludge, improve the effectiveness of these techniques, mainly due to the contribution of carbon sources to soil that incentivize the development of aoutochthonous microbial populations, adapted to the presence of hydrocarbons and therefore responsible for metabolization, and consequently responsible for the reduction of its presesnce in soils treated. We also cheked, that the presence of hydrocarbons in soil and landfarming process with and without amendment, has a potentiating effect on soil microbial activity, has been releaved by some parameters bioindicators of soil microbiological quality as dehydrogenase activity, some hydrolases activity, ATP, etc., also affects microbial activity of theses soils, with the Actinobacteria and members Ascomycota, major bacterial and fungal groups, respectively, responsible for the metabolism of recalcitrant hydrocarbons present in the soil.