ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los productos agrícolas cosechados en fresco, generalmente delicados y de frágil composición, son frecuentemente cosechados a mano, a un alto costo, debido a que es de crucial importancia el preservar Ia integridad del producto al momento de Ia cosecha, sin rasparlos, rasgarlos, triturarlos o machacarlos, para poder así alargar su vida de anaquel, retardar el proceso de descomposición que por hongos, bacterias, etc. sufren sus tejidos vegetales, disminuir Ia deshidratación del vegetal durante el periodo de distribución, lograr una buena apariencia del producto al ponerlo en venta al público y evitar Ia evaporación excesiva de sus jugos naturales al momento de ser procesados para su consumo.

En Ia actualidad, existen algunos procesos populares conocidos de cosecha de productos agrícolas en fresco que se explican a continuación y además, se describe uno más aún no publicado:

1) Proceso a mano: Arrancando a mano, uno a uno, los productos que se encuentran sujetos a sus ramas de plantas aún en el terreno de cultivo o en ocasiones de plantas que con anterioridad habían sido cortadas de raíz y transportadas a un área de cosecha y empaque. A pesar del asociado alto costo de cosecha por su mano de obra intensiva, este proceso arroja una excelente calidad en Io que se refiere a Ia integridad del producto cosechado; logra cosechar el 100% del producto y no genera desperdicios significativos.

2) Proceso con maquinas de cepillo circular rotativo: utilizando una maquina que lleva un cepillo circular rotativo horizontal al frente, que al ir girando en su propio eje y al mismo tiempo, siendo transportado de forma paralela al terreno, va encontrando a las plantas que con dicho movimiento rotativo va arrancando los productos de sus ramas de plantas que siguen aún en pie fijas a sus raíces y estas maquinas son normalmente adaptadas a las particularidades intrínsecas de cada producto diferente. Dicho giro circular del cepillo horizontal desprende los productos de Ia planta con rapidez y a un bajo costo, pero desafortunadamente y por consecuencia de este brusco proceso se

- Z - provoca daño de rasgado, raspado, triturado y machacado del producto que acorta su vida de anaquel y deteriora su presentación, precisando así de técnicas de preenfriado muy sofisticadas y de alto costo para Ia conservación del producto, al tratar de contrarrestar los efectos dañinos que provoca este tipo de cosecha. Este sistema, además de generar mucho desperdicio de producto dañado, que es desechado al momento del empaque (alrededor del 20%) y dejar en el terreno alrededor del 10% del producto que Ia maquina no pudo recoger; lastima Ia planta con tal violencia que en ocasiones es arrancada de raíz y queda incapacitada para poder cosecharse mecánicamente en su totalidad.

3) Existe otro proceso, aún no publicado, de cosechar productos frescos, el cual fue desarrollado por el solicitante, Ing. Pablo Lubbert Carranza, en el año 2004 y esta basado en un "peine fijo" con el cual se trabaja en el área de empaque, peinando a mano de un solo tirón ó con tironcitos pausados, Ia planta completa deslizada dentro del peine que va desprendiendo el producto de plantas que fueron previamente cortadas de raíz y transportadas al área de empaque. Dicho proceso semi-mecanizado del ^λλ peine fijo", que arroja una calidad de producto aceptable y mucho mejor que Ia del proceso mecánico, fue utilizado en los ciclos 2004 y 2005 a nivel comercial en Ia Costa de Hermosillo, Sonora para Ia cosecha de más de 20,000 cajas de garbanzo verde-fresco en su vaina, exportadas a los Estados Unidos de Norteamérica con un ahorro aproximado del 30% en los costos de cosecha, comparado con el típico "proceso a mano".

Con el propósito de eliminar los problemas inherentes a los procesos de cosecha de productos agrícolas en fresco conocidos en Ia actualidad se ha desarrollado un proceso novedoso, el cual se pretende proteger por medio de Ia presente solicitud de patente, donde destacan su capacidad por cosechar Ia planta con suavidad, Io cual se logra utilizando tan solo el movimiento de traslación horizontal para desprender el producto de Ia planta, con rapidez, a bajo costo, con mermas de empaque mínimas y capacidad para cosechar casi el 100% del producto. Esto Io convierte en el proceso de cosecha ideal, dando como resultado una calidad muy aceptable, mínimo desperdicio, requerimientos poco sofisticados de preenfriado y refrigeración en post-cosecha, logrado por medio del proceso a mano o por el proceso del "peine fijo"; con el volumen, eficiencia y bajo costo de cosecha, logrado por procesos mecánicos como es el del cepillo giratorio.

Este novedoso proceso fue ideado originalmente con el propósito de resolver Ia problemática particular a Ia cosecha del garbanzo verde en su vaina; sin embargo, el innovador y versátil proceso, puede ser aplicado de igual manera en Ia cosecha de muchos otros productos agrícolas en fresco, donde se busca abaratar costos de cosecha y cuidar Ia calidad en Ia integridad del producto.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Para ayudar a entender el presente proceso se anexan dos figuras. La figura 1 contiene Ia ilustración de una maquina basada en los principios fundamentales de este proceso, que para este propósito particular, se Ie acortaron longitudes, lo cual permite mostrarla de manera completa y al mismo tiempo, con todos sus detalles. La figura 2 contiene un diagrama de flujo del proceso, que se explica a detalle mas adelante.

El PROCESO DE RECOLECCIÓN Y SEGADO PARCIAL REPETITIVO PARA COSECHA DE

PRODUCTOS AGRÍCOLAS EN FRESCO consiste en Ia integración de dos etapas fundamentales realizadas por segmentos parciales y repetitivos de acuerdo al siguiente orden, enfocadas a lograr una cosecha eficiente, de calidad y a bajo costo:

I. Primero se ejecuta Ia etapa de recolección a solo una porción del perfil superior productivo de Ia planta. El grosor del perfil de recolección varía dependiendo del cultivo, que por regla general, entre menor perfil recolectado aumenta Ia calidad del producto y entre mayor perfil recolectado disminuye Ia calidad, pero aumenta Ia eficiencia de cosecha; en el caso particular del garbanzo en fresco y a manera de ejemplo, su perfil óptimo es de 2.5 centímetros a 5 centímetros aproximadamente; para cosechar de dicho perfil el producto de las puntas de plantas aún sujetas a su raíz en el terreno de siembra. Esto puede ser realizado con un peine ilustrado en Ia figura 1, No.1, hecho de varillas delgadas de material resistente donde su diámetro varía dependiendo del cultivo a cosechar, para garbanzo, como ejemplo es de 0.95 centímetros, colocadas una tras otra con espacios intermedios, para el cultivo de garbanzo, como ejemplo se dejan espacios intermedios de 0.79 centímetros, por los cuales corren las ramas de las puntas de las plantas que van siendo encontradas por el peine y un rodillo inferior ilustrado en Ia figura 1, No.2, colocado de manera horizontal bajo dicho peine, con forma cilindrica de diámetro que puede ir desde 0.5 centímetros hasta 20 centímetros, de material resistente que gira en su propio eje. Al

ser desplazados el peine y rodillo paralelamente al terreno, encontrando las plantas de manera perpendicular, queda atrapado por encima del peine el producto de las puntas de las plantas en ese perfil, y al entrar los tallos de esas plantas en contacto con el rodillo inferior, que gira en su propio eje, estiran las puntas de las plantas, desprendiendo así el producto para quedar por encima del peine. Esta etapa dentro del proceso de cosecha parcial repetitiva permite alimentar volúmenes parciales y controlados de producto y material vegetativo, reduciendo al máximo la fricción de cosecha que provoca daños severos a Ia integridad del producto.

Este peine, requiere de limpieza continua y dócil, que se encargue de desalojar el producto y material vegetativo a veces incrustado entre sus varillas y se encause hacia Ia caja receptora, colocada tras el peine, junto con el producto que encima del mismo se encuentra recién cosechado. Dicha acción puede ser realizada utilizando un cepillo giratorio ilustrado en Ia figura 1, No.3, construido con varias secciones de varillas alineadas (aparece con tres secciones en esta figura) de material resistente y de diámetro poco mas angosto que los espacios intermedios del peine que varían desde 0.1 centímetros hasta 9 centímetros, dependiendo del cultivo que se pretenda cosechar, para el garbanzo como ejemplo, varillas con diámetro de 0.635 centímetros con espacios intermedios de 1.11 centímetros entre ellas es adecuado, para que puedan pasar por entremedio de estos espacios y así, girando el cepillo, vaya desalojando el material incrustado y encausando el producto de encima del peine hacia Ia caja receptora ilustrada en Ia figura 1, IMo.4. Estos cuatro elementos requeridos para Ia etapa de recolección, una vez ensamblados podrán formar un equipo de dimensiones uniformes tan estrechas o tan anchas, dependiendo del número de surcos o superficie del cultivo que se desee abarcar en cada repetición del proceso.

Después es necesario realizar Ia etapa de segado, pero solo de ese mismo perfil parcial superior de planta ya cosechado, con el propósito de desalojar, recolectando aparte en un contenedor, este material vegetativo, ahora sin producto, que de no ser removido, obstaculizaría Ia óptima recolección del siguiente segmento repetitivo, hacia abajo de Ia planta y presentaría una mayor fricción, provocando daños severos a Ia integridad del producto y plantas. Esta etapa puede ser realizada por medio de una cuchilla segadora de forrajes o de cualquier otro tipo, como Ia ilustrada en Ia figura 1, No.5, Ia cual es del tipo de uso común en el ámbito agrícola.

Por Ia múltiple repetición ordenada de estas dos etapas fundamentales, bajando en cada ocasión Ia altura de recolección y segado sobre el perfil productivo, que para el caso del garbanzo, a manera de ejemplo, se va bajando de una a dos pulgadas y de 4 a 8 repeticiones si se desea lograr Ia cosecha de todo su perfil productivo que va tornándose más y más pequeño en cada repetición. Al final, se logra cosechar todo el producto deseado, depositado en Ia caja receptora figura 1, No.4, dejando en el terreno los tallos de las plantas segadas por debajo de su altura mínima de producción y por separado, una gran cantidad de segmentos vegetativos sin producto, los cuales una vez acondicionados y deshidratados pueden ser utilizados como un excelente forraje alimenticio para el ganado. Sin embargo, van a existir ocasiones en que se busca cosechar solamente producto con una cierta madurez, donde a veces, Ia repetición del proceso no ocurre, por ser suficiente tan solo una pasada.

Una planta que es cosechada al revés, en el sentido de abajo hacia arriba, contrario a Io previsto en este proceso, contemplado por los demás procesos mecánicos de cosecha, como el del cepillo circular rotativo, arroja una calidad de producto indeseable, por el hecho de que el producto localizado en los estratos medios e inferiores de Ia planta entran en fricción con demasiado material vegetativo, tanto el material que se encuentra dentro de su estrato como todo el demás material vegetativo por encima del mismo.

La etapa de segado realizada al segmento parcial de material vegetativo recién cosechado, logra que cada nuevo segmento parcial de recolección, al repetir este proceso de cosecha hacia abajo Ia planta, se realice sin obstrucciones de ese material vegetativo innecesario, que solo causa daño a Ia integridad del producto y ejerce tal fricción sobre Ia planta, que muchas veces rompe sus ramas y hasta logra desprenderla del suelo.

La secuencia de estas etapas, interdependientes y de repetición múltiple, que integran el presente proceso para cosecha de productos agrícolas en fresco, se encuentra ilustrada por medio de un diagrama de flujo de proceso esquematizado en Ia figura 2 que incluye las siguientes nomenclaturas y significados:

- La letra ^Λ T localizada al inicio de Ia figura 2, marcando el inicio del proceso donde se debe fijar Ia altura óptima de cosecha en Ia parte superior de Ia planta para pasar a Ia primera etapa.

- La letra "A" que es Ia ejecución de Ia etapa de recolección parcial.

- La letra "B" que es Ia ejecución de Ia etapa de segado parcial, que al terminar se realiza Ia pregunta que sigue.

- La letra ^Λ T" es donde se pregunta ¿ya terminó el proceso de recolección y segado parcial realizado a dicha altura óptima, en el total de las plantas del lote seleccionado? - Para Io cual se puede tener dos respuestas diferentes, si es SI representado con Ia letra ^ΛΛ S" en Ia figura 2, se procede a Ia etapa ilustrada con Ia letra "M"; si Ia respuesta a Ia pregunta anterior es NO, representado con Ia letra ^λλ N" se deberá regresar a Ia etapa "A".

- La letra "M" es donde se pregunta ¿Existe más producto por cosechar en las plantas?, para Io cual se puede tener dos respuestas diferentes, si Ia respuesta es SI, representado con Ia letra ^λΛ S" se pasa a Ia siguiente pregunta ilustrada con Ia letra "D" y si Ia respuesta es NO ilustrada con Ia letra "N" se termina con el proceso al enviarnos el diagrama a Ia letra ^λX F" que significa el final del proceso.

- La letra "D" se realiza Ia pregunta ¿Desea cosechar más producto, debajo del nivel de proceso parcial anterior?, dándonos de esta manera Ia opción de cosechar solo cierta calidad de producto o tan solo cierto perfil, Io cual puede ser un SI ilustrado con Ia letra ^λΛ S" que nos indica que debemos pasar al siguiente paso ilustrado con Ia letra ^U R" ó si Ia respuesta es NO se procede a finalizar con el proceso indicado con Ia letra "F".

- La letra ^W R", ilustrada en Ia figura 2, nos pide iniciar Ia repetición de un nuevo ciclo de proceso parcial, bajando a una nueva altura óptima de cosecha con Io cual nos regresa a Ia realización de Ia etapa ilustrada con Ia letra ^W A".

De este diagrama de flujo se concluye que puede ser aprovechado no solo como el proceso ideal de cosecha para el garbanzo fresco en su vaina, sino que también se adapta a Ia cosecha en fresco de muchos otros cultivos agrícolas donde se busca una cosecha mecánica de trato dócil y delicado, logrando así una calidad similar a Ia de productos cosechados a mano, pero con mayor eficiencia y costos reducidos.

Las principales ventajas de este proceso con respecto a las prácticas conocidas en Ia actualidad son varias:

a) Que al segar y desalojar los segmentos de planta ya cosechados permite que repetitivamente siempre sea Ia siguiente pasada de cosecha tan dócil y delicada como Ia primera, proceso innovador nunca antes aplicado a Ia cosecha de ningún cultivo agrícola en fresco.

b) Que por su mínimo desperdicio de producto maltratado y su eficiencia en Ia recolección, cercana al 100%, Io convierten en un proceso mecánico ideal, más eficiente y redituable.

c) Que por su habilidad de cosechar las plantas en forma parcial de arriba abajo, facilita

Ia selección del producto cosechado, separándolo fácilmente en sus diferentes calidades con respecto a su madurez; Ia parte superior de las plantas siempre cuentan con el producto más tierno y Ia parte inferior con el producto más maduro, brindando de esta manera Ia posibilidad de ofrecer producto con Ia madurez ideal y uniforme que el mercado premia con mayor precio.

d) Reduce de manera considerable Ia mano de obra de empaque, utilizada en Ia mesa de selección del producto, por contar con Ia opción de no cosechar el estrato bajo de Ia planta donde en ocasiones se encuentran productos demasiado maduros que perjudican Ia calidad integral del lote cosechado.

e) Por su combinación de calidad, rapidez y bajo costo hacen de este proceso el más eficiente, conveniente y redituable.

f) Por el delicado trato al cosechar, no se requiere de procesos extremadamente sofisticados y costos de preenfriado o de altamente tecnificados métodos de refrigeración post-cosecha inherentes a los procesos mecánicos de cosecha conocidos en Ia actualidad.

Este proceso, esquematizado en el diagrama de flujo de Ia figura 2, puede ser materializado de muy diversas formas, utilizando diversas maquinas, aparatos, artefactos, componentes, materiales y texturas e incluso en proporciones y dimensiones múltiples, logrando que de diversas formas y tamaños se coincida esencialmente con los mismos principios básicos de este proceso. Es por esto que no deseo concentrarme en un diseño de maquinaria en particular, ni para un producto especifico, porque el mismo proceso tiene un sin numero de aplicaciones y alcances muy diversos dentro del ámbito de cosecha agrícola, que el restringirlo a un diseño de maquinaría Io limitaría. Sin embargo, con el afán de mostrar de manera ilustrativa y más clara al lector los alcances fundamentales del presente proceso, se explica a modo de ejemplo el diseño de una maquina cosechadora de vainas de garbanzo en fresco, que para facilidad de fabricación utiliza Ia mayor cantidad de equipo y

componentes, ya existentes y comunes en el mercado, utilizados para realizar procesos genéricos como segado de forraje, etc. los cuales, ordenados de acuerdo a este proceso, cumplen de manera satisfactoria con Ia ejecución de alguna etapa requerida, ilustrando esta maquina con Ia Figura 1 donde muestra el frente de esta maquina con un corte longitudinal detrás de su cuchilla segadora de acuerdo a Ia descripción siguiente:

Un peine ilustrado en Ia figura 1, No.1, especialmente diseñado, construido y adecuado para que sobre su cara superior, se cosechen las vainas de garbanzo de las puntas de plantas, que van deslizándose entre sus dientes, que cosechan las vainas al alcanzar el rodillo inferior ilustrado en Ia misma figura 1 con el No.2 y que son encaminadas con el cepillo limpiador ilustrado con el No.3 hacia Ia caja receptora ilustrada en Ia figura 1, No. 4. Dicho cepillo, también diseñado y construido especialmente para este propósito, gira movido por un motor y envía las vainas cosechadas a una caja receptora ilustrado en Ia misma figura con el No.4 para completar así Ia etapa de recolección. Pasando a Ia etapa de segado, utilizando una cuchilla cortadora ilustrada con el No.5, normalmente portada en maquinas comerciales segadoras de forraje y ensamblada al nivel donde corte solo el segmento ya recolectado por el peine.

Al colocar el peine, el rodillo, el cepillo limpiador y Ia caja receptora, para cumplir con Ia etapa de recolección de este proceso, montados al frente de una maquina comercial segadora de forraje autopropulsada, se aprovechan su cuchilla de corte, que cumple de manera satisfactoria con Ia ejecución de Ia etapa de segado y que es indispensable para el desarrollo completo de este proceso, su preciso control de velocidad en su recorrido sobre el cultivo, su comodidad y su facilidad de manejo. También es aprovechado el mecanismo propio de dichas maquinas segadoras que instantáneamente suben o bajan Ia altura a Ia cual su cuchilla segadora y por Io tanto el peine, rodillo y cepillo limpiador se deslizan por el cultivo; pudiendo bajar para el caso del garbanzo de una a tres pulgadas de manera rápida y precisa el nivel de corte al finalizar cada pasada. Además, se toma de Ia segadora de forraje autopropulsada el poder hidráulico suficiente para hacer funcionar el motor que hace girar el cepillo limpiador que puede ser sincronizado a Ia velocidad de desplazamiento de Ia maquina, realizando una labor de limpieza dócil, efectiva y delicada que preserva Ia calidad de las vainas e integridad de las plantas. Por último, se aprovechan también el mecanismo de acondicionamiento de forraje (deshidratado parcial) propio de las maquinas cortadoras de forraje por el cual pasan los segmentos de planta segados sin vainas que son utilizados como alimento para el ganado, los cuales son desalojados por un conducto por encima de Ia

maquina para ser cargados a un deposito receptor, facilitando de esta manera muchas de las tareas requeridas por el presente proceso.

Deseo mencionar, que cuento también con el diseño de una maquina muy eficiente, basado en estos mismos principios, donde Ia acción repetitiva de este proceso se da de manera simultánea con una sola pasada de esta maquina. Así, frente a una maquina segadora de forraje autopropulsada son colocados varios conjuntos de procesos completos y

Io cual significa peine, rodillo, cepillo limpiador, cajones recolectores y cuchilla segadora, de manera consecutiva un conjunto tras el otro y a Ia vez, uno, con una altura diferencial de corte, bajo el otro que podrá ser de 0 centímetros a 30 centímetros y que como ejemplo en el caso del garbanzo es de 0 centímetros a 20 centímetros, para cubrir con los conjuntos de

"procesos completos" necesarios, Ia altura total del perfil productivo de Ia planta o del perfil que se desee cosechar, logrando de forma secuenciada e integral cosechar toda Ia planta con una sola pasada, de manera rápida y eficientemente, obteniendo por separado el producto cosechado en un contenedor y el material vegetativo ya acondicionado (pre-deshidratado) en otro.