Documento realizado para la materia de "Proyectos de Investigación y Desarrollo 1" de la Licenciatura en Ingeniería en Mecatrónica de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla en el periodo de Primavera 2015, en el cual se realizó el diseño mecánico de un sistema para trasplante de la planta de jitomate de una manera económica y práctica. Se indagó sobre la tecnología que se cuenta actualmente en las zonas aledañas a Puebla para el plantado de jitomate, tanto para los pequeños, medianos y grandes productores, buscando con ello mejorar la rentabilidad de la misma en este proceso. Se realizó una investigación de campo sobre los sistemas utilizados para el trasplante, en caso de que existiera algún mecanismo parecido al planteado, éste podría semiautomatizarse o automatizarse según convenga al fin mencionado anteriormente, y al mismo tiempo, dejar abierta la opción de ampliar la variedad de cultivos a los cuales se pueda aplicar un trasplante mecanizado.

1. “Diseño de un sistema mecanizado para el
trasplante de la planta de jitomate”
Carballo Valderrábano Karla
Carrillo Morales Eduardo
Contreras De La Llave Yair
Maldonado Márquez Óscar M.
Salazar Aparicio Jordany
RESUMEN
Ante la crisis en el campo, el cultivo de jitomate y otras hortalizas se ha
anclado en la simpatía de los agricultores, pues el esfuerzo invertido se
traduce en resultados económicos inmediatos. El cultivo de jitomate sigue
siendo el principal producto que proporciona los mayores ingresos
económicos a los agricultores, por ello es urgente mejorar su manejo
productivo, poniendo gran énfasis en la sustentabilidad. En este documento
se presenta una mejora de diseño a un sistema existente del cultivo de
jitomate, enfocándose a su trasplante; además se expone la metodología y
algunos conceptos que permitirán al lector entender el propósito y el
objetivo del proyecto.

2. Proyecto: “Diseño de un sistema mecanizado para el trasplante de la planta de
jitomate”
Equipo
Carballo Valderrábano Karla, Carrillo Morales Eduardo, Contreras De La Llave Yair
Maldonado Márquez Óscar Manuel y Salazar Aparicio Jordany.
Objetivo general
Diseñar un sistema semiautomatizado para la plantación de jitomate.
Objetivos específicos
1. Comprender el proceso del cultivo del jitomate, enfocándose en el trasplante del
mismo.
2. Indagar en el mercado nacional e internacional sobre las máquinas plantadoras
existentes.
3. Identificar las ventajas y desventajas de las mismas.
4. Proponer un sistema adecuado que integre el mayor número de ventajas y derive
las desventajas.
5. Diseñar el sistema propuesto.
Descripción
En este proyecto se realizará el diseño mecánico de un sistema para trasplante de la
planta de jitomate de una manera económica y práctica. Se indagará sobre la tecnología
que se cuenta actualmente en las zonas aledañas a Puebla para el plantado de jitomate,
tanto para los pequeños, medianos y grandes productores, buscando con ello mejorar la
rentabilidad de la misma en este proceso. Se realizará una investigación de campo sobre
los sistemas utilizados para el trasplante, en caso de que existiera algún mecanismo
parecido al planteado, éste podría semiautomatizarse o automatizarse según convenga al
fin mencionado anteriormente, y al mismo tiempo, dejar abierta la opción de ampliar la
variedad de cultivos a los cuales se pueda aplicar un trasplante mecanizado.
Justificación
El jitomate es el vegetal más importante en el mundo después de la papa y el 8° cultivo
con mayor valor en México, siendo este último el principal exportador de jitomate fresco a
nivel mundial, exportando alrededor de 1.5 millones de toneladas anuales, que
representan entre el 50 y 70% del volumen de producción.
Aunado a esto, el jitomate es el cultivo más rentable, pues cumple con los dos requisitos
indispensables para que un producto tenga esa característica: por un lado tiene un alto
potencial de rendimiento desde 4 kg/m2 hasta 25 kg m2; y por otro lado, el consumo per
cápita de los mexicanos en 1925 era de 1.0 kg y para el 2010 fue de 25 kg.

3. No obstante, la sobrepoblación a nivel mundial ha desembocado en problemas de escasez
de los recursos necesarios para la subsistencia, unos de los más importantes son los
alimentos. Adicionando el rezago tecnológico existente en nuestro país, se generan
problemas considerables a la agroindustria mexicana. Es por esto que hay que mantener a
México a la vanguardia, sobre todo en un aspecto tan importante a nivel mundial, así
como de una de las principales fuentes de ingresos del país.
Alcances
El dispositivo que se pretende diseñar mejorará el proceso de plantación actual, lo que
permitirá lograr un aumento de la producción en masa. A su vez, podrá optimizar los
recursos de su propia construcción para que pueda ser adquirido por un mayor número de
productores de jitomate en la región de Puebla y sus estados colindantes.
Además este diseño podrá afectar de manera positiva al agricultor aminorando su
desgaste físico en el proceso de plantado del jitomate. Asimismo generará nuevos
empleos en la construcción y mantenimiento del dispositivo desarrollado en este
proyecto.
Limitaciones
Debido al tiempo que se tiene para el desarrollo del proyecto, el sistema será únicamente
diseñado y sometido a algunas simulaciones con el fin de analizar su viabilidad, se dejará
como trabajo futuro el desarrollar el prototipo.
Marco teórico
Jitomate
El jitomate (Solanum lycopersicon L.), es la especie hortícola más cultivada tanto a cielo
abierto como en la agricultura protegida, así mismo es el cultivo más rentable, por un lado
tiene un alto potencial de rendimiento desde 4 kg/m2 hasta 25 kg m2 y por el otro lado
tiene un alto consumo e incremento constante, ya que el consumo per cápita de los
mexicanos en 1925 era de 1.0 kg y para el 2010 fue de 25.0 kg.
En términos generales las necesidades óptimas para el desarrollo y producción del cultivo
de jitomate son: temperatura en el día 24°C y en la noche 16°C, humedad relativa 60%, 12
horas de luz al 100% y 12 horas de oscuridad; excelente ventilación para tener suficiente
oxígeno y bióxido de carbono. El jitomate es una planta altamente resistente a la sequía y
extremadamente susceptible al exceso de humedad, también es un cultivo que requiere
cantidades suficientes de calcio y potasio y consume en promedio 2.8 L de agua por día
por planta. [1]
La planta de tomate es anual y de porte arbustivo, se desarrolla de forma rastrera,
semierecta o erecta, dependiendo de la variedad. Su semilla es aplanada y de forma
lenticelar con dimensiones aproximadas de 3 x 2 x 1 mm.

4. Generalmente la raíz del jitomate se extiende superficialmente sobre un diámetro de 1.5
m y alcanza más de 0.5 m de profundidad; sin embargo, el 70% de las raíces se localizan a
menos de 0.20 m de la superficie. [2]
Proceso de cultivo del jitomate
En el cultivo del tomate, se observan 3 etapas durante su ciclo de vida:
 Inicial: Comienza con la germinación de la semilla, tiene un rápido aumento en la
materia seca, la planta invierte su energía en la síntesis de nuevos tejidos de
absorción y fotosíntesis.
 Vegetativa: Se inicia a partir de los 21 días después de la germinación y dura entre
25 a 30 días antes de la floración. Requiere de mayores cantidades de nutrientes
para satisfacer las necesidades de las hojas y ramas en crecimiento y expansión.
 Reproductiva: Se inicia a partir de la fructificación, dura entre 30 ó 40 días, y se
caracteriza porque el crecimiento de la planta se detiene y los frutos extraen los
nutrientes necesarios para su crecimiento y maduración.
Figura 1 Etapas Fenológicas del Tomate
Semillero
No es recomendable sembrar el tomate en forma directa. Lo mejor es sembrarlo en eras o
en bandejas, asegurando con ello el trasplante de plantas bien desarrolladas libres de
enfermedades.
El lugar donde se establecerá el semillero deberá cumplir con las condiciones siguientes:
 Cercano al terreno donde se realizará el trasplante definitivo
 Buena ubicación respecto al sol (orientación Norte-Sur)
 Terreno plano
 Buen drenaje
 Fuente de agua cercana

5.  Protegido contra vientos fuertes y animales (cercado).
El semillero en bandejas tiene como ventajas:
 Uso eficiente de la semilla.
 Producción de plántulas de excelente calidad.
 Fácil manejo de las plántulas a la hora del trasplante
 Disminución de pérdida de plántulas.
 No provoca daño a las raíces a la hora del trasplante.
 Puede trasplantarse a cualquier hora del día.
Para establecer un semillero se debe:
1. Remojar el sustrato hasta que la humedad sea homogénea, para que favorezca
la germinación uniforme de la semilla (no debe escurrir agua al apretarlo).
2. La bandeja se llena con el sustrato en 3/4 partes y se compacta, se coloca le
semilla y se completa el llenado.
3. La semilla deberá colocarse en el centro de la celda; a una profundidad del
doble de su tamaño. Al sembrarla a mayor profundidad se tienen problemas
con la emergencia; y con siembras a menor profundidad se corre el riesgo de
que la semilla quede descubierta al aplicar el riego. Para garantizar el número
requerido deberá considerarse un 3% adicional de semillas al momento de la
siembra.
El cultivo se debe regar por lo menos dos veces diarias durante el periodo que
permanezcan las plántulas en las bandejas. El número de riegos puede aumentar o
disminuir dependiendo de las condiciones de temperatura y humedad relativa de la zona.
Las bandejas deben colocarse sobre mesas bien niveladas para evitar el anegamiento de
las mismas y se debe cubrir el semillero con mallas, para evitar el contacto de insectos que
perjudiquen el desarrollo de las plántulas. Esta cobertura deberá colocarse
inmediatamente después de la siembra de la semilla.
Las plántulas deberán permanecer en el semillero hasta que hayan desarrollado 2 ó 3
pares de hojas verdaderas, aproximadamente de 17 a 21 días después de siembra; a
mayor número de días en el semillero, la protección contra el ataque de insectos es
mayor.
Trasplante
La preparación del suelo para el trasplante es una práctica importante para el crecimiento,
desarrollo de las plantas y la producción de tomate y comprende:
 Subsolado: Para romper las capas compactadas del subsuelo, producto del paso de
la maquinaria, lo que ayuda al mejor desarrollo de las raíces. Se recomienda
realizarla cada 3 a 5 años.

6.  Aradura: Consiste en remover la capa superficial del suelo a profundidades que
alcanzan los 0.40 m. Esto ayuda a incorporar rastrojos de cultivos anteriores,
destruir malezas, retener mayor humedad y mejorar la eficiencia de la fertilización.
Debe realizarse cada vez que se establece el cultivo en el campo.
 Barreras vivas: Sirve para evitar severos daños al cultivo por los vientos fuertes o
como barrera al movimiento de insectos vectores de virus. Las especies que se
recomiendan son: maíz, sorgo, zacate King grass, caña de azúcar y crotalaria.
 Curvas a nivel: Esta práctica contribuye a disminuir la erosión.
 Abonos verdes: Se recomienda su uso en suelos con bajo contenido de materia
orgánica. Sirven para mejorar la estructura, aporte de nitrógeno e incremento de
los microorganismos del suelo. Deben sembrarse antes del trasplante, o al inicio de
las lluvias, e incorporarse al suelo cuando llegan a floración, porque en esta etapa
hay una mayor concentración de nutrientes en sus partes vegetativas.
Si las plántulas han sido producidas en bandejas, deben transportarse cuidadosamente
con el propósito de no dañarlas, y que se conserven en buen estado hasta el momento del
trasplante y deben colocarse en un lugar sombreado cerca del terreno definitivo
Fertilización
Es la adición de macro y micro nutrientes contenidos en formulaciones químicas, en el
momento oportuno, con el fin de suplir las deficiencias nutricionales detectadas en los
análisis de suelo y foliar.
Para el establecimiento de un programa de fertilización que permita obtener altas
producciones de tomate al menor costo posible, es necesario conocer la disponibilidad de
nutrientes en el suelo; esto se logra mediante análisis químicos. El análisis de suelo es la
base para las recomendaciones de fertilización y debe realizarse previo al trasplante.
Dependiendo de la variedad de tomate a sembrar y del tipo de manejo, así serán las
demandas nutricionales; sin embargo, en forma general, los requerimientos nutricionales
del cultivo, en kg/ha, son:
Nitrógeno Fósforo Potasio Calcio Magnesio Azufre
N P K Ca Mg S
150 200 275 150 25 22
Manejo de la planta
 Tutorado: Consiste en instalar un soporte a la planta para un mejor manejo del
cultivo y poder obtener frutos de calidad. Esta actividad se realiza de preferencia
después del trasplante.
 Sistemas de conducción: El sistema de espaldera vertical es el más utilizado; la
planta es guiada por 3 ó 4 hiladas de alambre o pita nylon (papelillo); es utilizado
en cultivares de crecimiento indeterminado.

7.  Aporco: Se realiza entre los 25 y 35 días después del trasplante; con esto se logra
mayor fijación de las plantas al suelo y ayuda a eliminar malezas. Durante el ciclo
del cultivo pueden realizarse dos o tres aporcos.
 Poda: Existen diferentes tipos de poda para optimizar la producción del cultivo de
tomate. Estas son:
o Brotes: Elimina los brotes axilares, cuando están pequeños o tienen entre 6
y 10 cm de longitud. Con esto se evita la pérdida de energía, la cual
aprovecha la planta en el desarrollo de la flor y fruto.
o Follaje: Consiste en la eliminación de hojas; favoreciendo la aireación de la
planta y evitando la incidencia de enfermedades del follaje, permite el
equilibrio entre el follaje, fecundación y el desarrollo de los frutos. Esta
práctica debe hacerse con mucho cuidado, para evitar eliminar hojas en
exceso.
o Apical: Elimina la parte apical del tallo con el objetivo de detener el
crecimiento vertical en las variedades indeterminadas, y lograr con ello una
mayor precocidad en la producción de frutos. Generalmente se realiza
entre el 6º y 8º racimo floral.
Manejo integrado de plagas
El manejo integrado de plagas del cultivo de tomate es la combinación de diferentes
estrategias, con el propósito de manejar de forma más racional las plagas. La filosofía de
este manejo es la convivencia con las plagas en niveles que no afecte al cultivo por lo que
reviste de mucha importancia la realización de muestreos con el objetivo de hacer más
eficientes las estrategias de control.
 La elección de la fecha de siembra, permite desfasar los periodos susceptibles del
cultivo con los picos de población de plagas, reduciendo de este modo los daño.
 Se recomienda sembrar variedades resistentes o tolerantes a plagas y
enfermedades con el objetivo de disminuir las aplicaciones de plaguicidas.
 La densidad de siembra influye en la competencia entre el cultivo y las malezas.
También puede modificar el microclima del suelo, logrando de esta manera
prevenir algunas enfermedades producidas por hongos y bacterias. Los
distanciamientos, entre surco, recomendados son de 1.50 x 0.50 en la época
lluviosa y 1.20 x 0.50 en la época verano.
 Los aporcos no sólo destruyen malezas, sino también contribuyen a prevenir
ciertas enfermedades, ya que alejan el surco de riego del cuello de las plantas. Con
los aporcos se dificulta el acceso de inóculo de algunos hongos y bacterias que son
dispersados por el agua.
 La siembra continua de un mismo cultivo tiende a concentrar plagas en el terreno,
por lo que es conveniente programar la secuencia de siembra de diferentes
especies, para romper o alterar los ciclos de vidas de las plagas.

8.  La intercalación de cultivos contribuye con la eliminación de malezas, mejor uso de
los nutrientes del suelo y mejora la productividad por unidad de superficie.
Riego
El objetivo de aplicar riego en tomate, es suplir las necesidades hídricas del cultivo,
durante todas sus etapas fenológicas, aportando la cantidad necesaria, la calidad
requerida y en el momento oportuno. El método más usado es el riego por gravedad, pero
en los últimos años el riego por goteo ha tomado bastante auge como una alternativa
para los cultivos hortícolas.
En el sistema de riego por goteo, se debe tomar en cuenta el diseño hidráulico del sistema
de bombeo y las condiciones prácticas del lugar donde se instale el sistema. El intervalo de
riego para el sistema de riego por goteo se calcula diariamente, pero puede variar de 2 a 3
días en suelos livianos, y de 3 a 5 días en suelos pesados, dependiendo de las condiciones
agroclimáticas de la zona y de las ventajas que podríamos ganar al variar el número de
días en la aplicación del riego. Una de las grandes ventajas de este sistema es la eficiencia
en la aplicación del agua, por lo que con pequeñas fuentes se puede establecer este
cultivo.
Cuando existen problemas por el abastecimiento de agua debido a la carencia, exceso o
variación brusca pueden presentarse las siguientes sintomatologías en el cultivo:
 Exceso:
o Frutos verdes y maduros se rajan debido a la turgencia de las células.
o Mayor susceptibilidad a enfermedades fungosas y bacterianas.
o Excesivo crecimiento apical y poco desarrollo del tallo (grosor)
 Deficiencia:
o Caída de frutos y flores
o Coloración amarilla a violáceas
o Se detiene el crecimiento vegetativo, específicamente en puntos apical y en
el fruto.
o Necrosidad en puntas de hojas y extremos apicales.
Cosecha y poscosecha
Al momento de la cosecha se debe considerar el grado o índice de madurez,
distinguiéndose dos tipos de madurez: la fisiológica y la comercial. La primera se refiere
cuando el fruto ha alcanzado el máximo crecimiento y maduración. La segunda es aquella
que cumple con las condiciones que requiere el mercado.
Para la industrialización, el tomate debe madurar completamente en la planta. Para el
mercado de consumo fresco, el tomate se cosecha en su etapa verde maduro o pintón, a
fin de reducir las pérdidas por cantidad y calidad, ocasionadas por un transporte
deficiente y manejo inadecuado.

9. La recolección debe ser efectuada cuando está exento de humedad procedente del rocío o
de la lluvia, porque ella favorece la descomposición y putrefacción. Se recomienda
también cosechar en horas frescas y mantener los tomates en lugares sombreados.
La cosecha del tomate se puede hacer en forma manual o mecanizada. La mecanizada se
utiliza más en los países desarrollados, principalmente para cosechar tomates destinados
al procesamiento industrial. La recolección manual consiste en desprender el fruto del
resto del racimo, operación que se puede hacer por fractura del pedúnculo a nivel de la
unión con el cáliz o mediante torsión o giro, de forma que el fruto quede libre de éste.
También se usan tijeras para cosechar manualmente algunas variedades de tomate de
mesa, que son muy grandes y su textura es poco resistente, con el propósito de evitar
daños posteriores en la calidad, debido a las marcas o huellas dejadas en la superficie por
la presión ejercida para separarlas de las plantas.
Una vez cosechados se deben depositar cuidadosamente en baldes u otro tipo de
recipientes como cestas o jabas poco profundas y con superficies lisas para evitar daños
por abrasión y compresión; luego se vierten sobre sacos extendidos en el suelo, bajo la
sombra de árboles o ramadas construidas para proteger la cosecha de los rayos solares
directos.
Es necesario dedicar la máxima atención en las operaciones de recolección y trasiegos, ya
que éstas son consideradas como las que provocan mayor cantidad de daños internos por
magulladuras.
Selección y clasificación
Los tomates se seleccionan cuidadosamente antes de enviarlos al mercado, de manera
que tengan buen aspecto y presentación. Se deben separar los deformes, los demasiado
verdes o muy maduros, los que presenten quemaduras por el sol, golpes, cortes,
rozaduras, magulladuras o los que estén dañados por gusanos o microorganismos.
Esta actividad es importante realizarla inmediatamente después de la cosecha. Esto
evitará la contaminación del resto de la producción.
Los frutos de tomate se pueden clasificar de acuerdo a: tamaño (pequeño, mediano y
grande), color de la piel, y otras características exigidas por el mercado.
Transporte
El transporte del tomate al mercado destino debe efectuarse tan pronto como sea
posible, preferentemente en horas frescas, para evitar que los frutos permanezcan bajo
los efectos del sol, viento y temperaturas elevadas, factores que aceleran los procesos de
maduración y senescencia.

10. Es importante también que la velocidad del vehículo sea moderada, para evitar daños
provocados por la vibración y golpes, como consecuencia de las irregularidades de los
caminos rurales.
Almacenamiento
La temperatura de almacenamiento frigorífico de los tomates varía en relación al grado de
madurez en que se han cosechado. El tomate cuando ha llegado a su madurez fisiológica
se puede almacenar a temperaturas entre 12 y 15º C, cuando se desea retrasar la
maduración temporalmente; períodos prolongados en estas condiciones afectan el color y
sabor cuando los frutos maduran. No se recomienda almacenar el tomate en estado de
desarrollo (madurez fisiológica) a temperaturas menores de 10ºC, porque sufre daño, que
se caracteriza por el desarrollo de una maduración lenta y anormal.
Cuando se requiere abastecer el mercado, el tomate se saca de las condiciones del
almacenamiento que se han descrito, y se somete al proceso de maduración, que consiste
en colocarlo a temperatura entre 15 y 18º C, hasta que los frutos se tornan rojos. La
maduración se puede acelerar utilizando gas etileno durante 24 a 72 horas dependiendo
del estado de madurez.
Los frutos parcialmente maduros, se almacenan a temperaturas entre 10 y 12ºC, los
maduros firmes entre 7 y 10ºC y los completamente maduros entre 2 y 4ºC por pocos
días, puesto que estos pierden rápidamente firmeza, aroma y sabor. Los tomates se deben
almacenar en condiciones de alta humedad relativa entre 85 y 95%. Si la humedad relativa
es menor del 80%, se produce deshidratación del fruto con pérdida de calidad por
marchitez y cuando es mayor del 95% favorece las pudriciones. [2]
Agricultura actual
En todo el territorio nacional, la agricultura protegida se está convirtiendo en una
estrategia de futuro para los agricultores pequeños. Ante la crisis en el campo, el cultivo
de jitomate y otras hortalizas se ha anclado en la simpatía de los agricultores debido a los
resultados productivamente visibles, el uso de tecnologías viables y económicamente
rentables, pues el esfuerzo invertido se traduce en resultados económicos e inmediatos. El
cultivo de jitomate sigue siendo el principal producto que proporciona los mayores
ingresos económicos a los agricultores, por ello es urgente mejorar su manejo productivo,
poniendo gran énfasis en la sustentabilidad.
Existe una crisis en el modelo de producción agrícola, poniendo en juego el tipo de
agricultura que los agricultores asumirán como estrategia del futuro. Una agricultura que
conserva los recursos naturales, les permita vivir decorosamente; que no dependa
exclusivamente de los insumos externos, sino que aproveche los recursos y mano de obra
local; que no haga depender a cuencas enteras de un solo cultivo, sino que privilegie la
diversificación productiva; que no ofrezca recetas tecnológicas, sino que aproveche el

11. diálogo fructífero entre el conocimiento científico y la capacidad de innovación de los
saberes locales y que busque satisfacer su seguridad alimentaria.
Los agricultores deben construir sistemas de agricultura con base en los siguientes
principios:
 Adaptar las tecnologías agrícolas a las condiciones locales y a las necesidades
propias, optimizar el uso de los recursos locales y combinar los componentes del
sistema agrícola.
 Reducir el uso de insumos externos, que afectan la salud de los agricultores y
consumidores y potenciar el uso de recursos naturales, así como el
aprovechamiento de fuentes de energía renovables.
 Potenciar y fortalecer los conocimientos de los agricultores para un manejo
racional de los recursos naturales, valorando el conocimiento del agricultor y
combinándolo con el conocimiento científico y tecnológico.
Ante una necesidad urgente de cuidar los recursos naturales, una crisis recurrente de
bajos precios de los productos y costos elevados de los insumos agrícolas, es necesario
buscar nuevas maneras de aumentar la rentabilidad y las ganancias de la producción para
que el productor siga viviendo de la agricultura y permanezca arraigado a su tierra. [3]
Mecanización del trasplante
El trasplante consiste en colocar en el terreno, preparado según las especificaciones
expuestas, las plantas previamente sembradas y cultivadas. Las nuevas posibilidades de
mecanizar esta operación hacen que en determinadas circunstancias siga teniendo interés
el trasplante del tomate de industria.
Hasta los años 80 no se ha extendido de forma generalizada un renovado interés por el
trasplante mecanizado. Las causas de este retraso están en relación con los siguientes
aspectos:
 Los incrementos de productividad no son muy grandes en relación a la operación
puramente manual, cuando los terrenos son de forma irregular, parcelas pequeñas
o presentan obstáculos.
 La calidad del trasplante se ve empeorada si se realiza una preparación inadecuada
del terreno.
 Aparecen dificultades para la máquina trasplantadora cuando el terreno está o
muy húmedo o demasiado seco.
 Escasa utilización anual de las máquinas trasplantadoras cuando son específicas
para un solo cultivo hortícola.
Las ventajas del trasplante aparecen también en el caso del tomate de industria. La
operación realizada tradicionalmente a mano, de plantas a raíz desnuda producidas en
semilleros propios, fue retrayéndose en favor de la siembra directa, con evidentes

12. ventajas a favor de ésta última. Sin embargo, el trasplante sigue siendo mayoritario en la
producción de tomate de industria en el área mediterránea. Las posibilidades que brindan
una gran variedad de nuevas máquinas trasplantadoras, de precio asequible, buena
capacidad de trabajo y calidad en la manipulación de las plantas, abren un nuevo interés.
Las características constructivas y funcionales de las trasplantadoras varían notablemente,
debido a que se han adoptado distintas soluciones técnicas para realizar operaciones
similares, y a que las trasplantadoras se emplean para realizar al tiempo varias
operaciones diferentes en una misma pasada.
Plantadoras y trasplantadoras
La implantación de algunos cultivos se realiza de forma generalizada utilizando
determinados elementos de material vegetal diferente de la semilla: trozos de raíz o de
tallo, tubérculos, bulbos etc., o bien con planta desarrollada, arrancada de un semillero o
la que acompaña cierta cantidad de tierra que cubre las raíces (cepellón) o bien con la raíz
desnuda. Por otra parte, un cierto número de plantas hortícolas como coles, tomates,
cebollas, tabaco, etc. y moderadamente arroz, son sembradas o enraizadas en cajoneras y
posteriormente trasplantados al campo con máquinas. Se consigue un rendimiento de
1500-2000 plantas por operación y hora, lo que representa de 6 a 8 veces lo conseguido a
mano.
Cuando hablamos de plantadoras nos estamos refiriendo a máquinas que realizan la
implantación vegetal utilizando elementos de material vegetal diferentes de la semilla
como trozos de raíz, de tallo, tubérculos (patata), etc.
Las trasplantadoras son máquinas utilizadas para el trasplante de plantas producidas en
semillero o vivero. Se utilizan estas máquinas en horticultura y en la preparación de
plantas arbóreas en la repoblación forestal.
Sin embargo, la mecanización de las operaciones de trasplante de árboles y arbustos
generalmente se limita a la preparación del hoyo y la recogida de las plantas en el vivero.
Para mecanizar el trabajo de apertura de los hoyos que van a recibir las plantas, está muy
difundido el uso del ahoyador de tornillo sin fin.
Dicho lo anterior, quizás sea necesario admitir que en horticultura con frecuencia se
encuentra ejemplos parecidos a los de siembra, plantación y trasplante ya que las 3
operaciones vienen realizándose en diferentes cultivos e incluso para un mismo cultivo
cabe la opción del trasplante y siembra directa en terreno de aviento.
Así por ejemplo se siembra directamente el tomate o se trasplanta. Es habitual el
trasplante de coles, cebollas, pimientos, etc.
Las plantadoras y trasplantadoras tienen una estructura seméjate, Se sustituye el
"Elemento distribuidor" y los ajustes de profundidad. Por ello algunos fabricantes hacen
convertible el modelo de plantadora en trasplantadora.

13. Sin embargo las partes fundamentales de estas máquinas son:
1. Reja de apertura del surco
2. Tolva o recipiente de plantas
3. Mecanismo de distribución(en todos los casos se acciona por la rueda de
terreno de la maquina)
4. Rodillos compresores (su función es comprimir la tierra, afirmando las raíces en
el terreno para facilitar la ascensión capilar del agua, al tiempo que echan tierra
suelta en la proximidad de la planta lo que facilita la entrada de aire).
5. Asiento para operarios de alimentación manual
Plantadoras de alimentación manual
El "elemento distribuidor" puede ser según los modelos:
• Plato vertical u horizontal con alveolos.
• Plato horizontal y vertical combinados y sincronizados.
• Cadena de cangilones.
Estas máquinas requieren de un operario por cada línea de plantación, La labor del
operario es ir clocando el material vegetal en los alveolos de los platos o en ellos
cangilones de la cadena. Como ya hemos indicado el accionamiento del elemento
distribuidor se realiza por medio de las ruedas de la máquina. En la figura 2 se muestra
una trasplantadora manual, pues claramente se pueden ver cómo van sentados los
operarios que van colocando el material vegetal por línea de plantación.
Plantadoras de alimentación automática
En estas máquinas no es necesario el operario para colocar el material vegetal en el
"Elemento distribuidor". Todas tienen un determinado "mecanismo" que va tomando el
material vegetal de la tolva. En la se muestra un mecanismo de cadena de cangilones. Es
muy común que el "elemento distribuidor" sea de disco:
• "Disco de pinzas de prensado".
• "Disco de pinzas de agujas o púas" (figura 3).
El accionamiento de estos elementos puede hacerse mediante una leva. [4]

14. Figura 2 Trasplantadora trabajando
Figura 3 Trabajo de una transplantadora de pinzas: (1) Colocación planta, (2) accionamiento de apertura y depósito en el
suelo, (3) fin de proceso
Estado del Arte
Actualmente, existe una amplia gama de máquinas de diferentes fabricantes que se
encargan de realizar el trasplante de una gran variedad de tipos de planta y de diferentes
tamaños. A continuación se mencionarán las principales características de diversas marcas
de estas máquinas:
Trasplantadoras a pinzas (Marca: Ferrari Costruzioni Meccaniche .S.r.l.)

15. Tal como se muestra en la Figura 2, cada unidad de estas trasplantadoras contiene dos
lugares disponibles para dos operadores. Es considerada como pequeña debido a sus
medidas (150 cm de ancho x 200 cm de largo). Posee un contenedor para las plantas a
sembrar y por medio de sus paletas circulares, labra la tierra para la formación de los
surcos.
Figura 4 Trasplantadora a pinzas marca Ferrari
Esta máquina posee unas pinzas (Figura 3) que sujetan las plantas sin lastimarlas o
romperlas durante el proceso. Puede plantar plantas con raíz desnuda o con terrón cónico
y cilíndrico, tal como las espinacas, el cual tenga un diámetro máximo de 5 centímetros y
cúbica con un máximo de 4 x 4 centímetros.
Figura 5 Pinzas sembradoras
Como entrefila, o lo que coloquialmente se le conoce como tallo, debe de tener como
mínimo una distancia de aproximadamente 49 centímetros. La distancia mínima para la
colocación entre plantas es de 23 centímetros con un distribuidor de 10 pinzas, de 16
centímetros con un distribuidor de 15 pinzas, de 13 centímetros con un distribuidor de 20
pinzas, de 6 centímetros con un distribuidor de 32 pinzas, de 8 centímetros con un
distribuidor de 24 pinzas y de 10 centímetros con un distribuidor de 19 pinzas, para mayor
información consulte [5] o [6].
El modelo puede ser expansible a hasta 6 unidades por tracto camión, y para una máxima
capacidad, éste debe de tener una fuerza de mínima de empuje de 75 HP. Cada unidad

16. puede plantar hasta 2500 plantas por hora y se requieres que la tierra del terreno esté
previamente aflojada para un mejor desempeño, justo como se muestra en la figura 4.
Figura 6 Surcado efectivo debido al previo afloje de la tierra
Diagrama general
A continuación se presenta un diagrama que contempla el seguimiento que se tomará
para la creación del prototipo digital
Resultados
Análisis de
características
sobresalientes
 Materiales
 Procesode plantado
 Númerode operadores
 Aditamentosespeciales
 Mecanismode surcado
 Mecanismode plantado
 Transporte requerido
 Costos
¿Es pertinente
automatizar?
Creación y
análisis de
propuestas de
solución
Proceso de
diseño
Correccionespor
parte de
Asesores
Obtención de
prototipo final
Obtención
planos y
presupuesto

17. Tras analizar las opciones existentes en el mercado mexicano, se propone el diseño de
trasplantadora mostrado en la figura 7, el cual consiste en un sistema semiautomatizado,
el cual será dirigido por un operador, quien lo guiará para primeramente aplanar la tierra,
después por acción de la gravedad las plantas irán deslizándose a través de los bastidores,
que irán desplazándose de forma traslacional de modo que sea posible el paso de las
plantas por medio de canales por los cuales, gracias a las pinzas integradas en el sistema
(mostradas en la figura 8), se irá depositando cada planta en la tierra.
Figura 7 Sistema trasplantador propuesto
Figura 8 Pinzas plantadoras del sistema propuesto
Las principales ventajas del mecanismo propuesto son:
 Varias líneas de plantado para una mayor cobertura en un menor tiempo
 Mecanismo de pinzas que permite una plantación limpia y eficaz
 Sistema de distribución económico y puramente mecánico
 Sistema de aplanadora para una mejor plantación

18.  Bastidores adaptables para plantación o trasplantación
 Gran capacidad de carga
 Bastidor removible para montarse en diferentes maquinas
Conclusiones
Tras analizar la alta demanda que nuestro país solicita en cuestión de mecanización de la
agricultura, se pudo observarque,a pesarde que se tiene unavance importante en este tema, no
se han logradocubrir todaslas necesidades existentes, pues se sigue dependiendo de tecnología
extranjera, la cual no puede llegar a todos los productores. Esta falta de ergonomía en la
maquinariaagrícola,fue tomadacomo un puntoa favorde este proyecto,puesal automatizarse o
semi-automatizarse la maquinaria para plantación, se puede hallar un ahorro económico para la
adquisiciónde maquinariade parte de losgrandesproductoresylarenta de la mismapor parte de
losmedianosypequeñosproductores, generando con ello beneficios para la sociedad mexicana
en general.
A pesarde que el proyectosolo se enfocóal cultivode jitomate, conel estudiodel mismo se pudo
verque hay varias oportunidades de mejora en todo el sector agricultor, ya que las técnicas para
varioscultivosson,engeneral,muy parecidas y sencillas, Además, se pudo observar que existen
diferentesmodelosyaditamentosparalasmáquinas que puedenservirparadiferentespropósitos
tales como la trasplantación o plantación. Gracias a la comprensión de la diferencia entre estas
dos acciones, no solo se tuvo un enfoque más profesional del proyecto, sino que también sirvió
para proporcionar una visión más amplia del trabajo a futuro y/o expansión del proyecto.
Finalmentese pudoconcluirque latecnologíaayudaa la modernizaciónde la cultura agrícola para
una mejorproducciónmáslimpiaymáseficiente. Por lo anterior se cree que este proyecto tiene
un futuroprometedorparalaagriculturasiempre y cuando se cuiden diferentes factores como la
economía, el medio ambiente, y las normas que rigen la agricultura; sin embargo la gran batalla
que siempre existiráentre lamaquinaria eficiente y la energía para el proyecto también será una
oportunidad de cambio en el futuro pues, si queremos respetar las leyes de la agricultura, la
energía limpia siempre será un factor a tomar en cuenta, y como proyecto mecatrónico la meta
siempre será la integración de las tecnología a sistemas mecánicos o hidráulicos para su
automatización.
Cronograma de actividades

19. Presupuesto
Tipo Referencia Costo/ por
hora
Tiempo
invertido
Total
Servicio Investigación de
Mercado
$300 M.N.X. 20 horas $ 6000
M.N.X.
Servicio Diseño del sistema $500 M.N.X 50 horas $ 25,000
M.N.X.
Servicio Servicios varios (luz,
manutención, etc.)
$20 M.N.X 100 horas $ 2,000
M.N.X.
Servicio Trabajo de
ingeniería
$420 M.N.X 30 horas $ 12,600
M.N.X.
Presupuesto
Final
4 servicios $ 1240 M.N.X. 100 horas $ 45,600
M.N.X.
Referencias
[1] D. d. I.H. ICAMEX,«InvestigaciónyCapacitaciónAgropecuaria AcuícolayForestal,» Secretaría
de DesarrolloAgropecuario,2011.[En línea].Available:
http://portal2.edomex.gob.mx/icamex/investigacion_publicaciones/horticola/jitomate/index.h
tm. [Últimoacceso:23 MARZO 2015].
[2] J. Pérez,G.Hurtado,V. Aparicio, Q.ArguetayM. Larín, «Documentos:CENTA,» [Enlínea].
Available:http://centa.gob.sv/docs/guias/hortalizas/Guia%20Tomate.pdf.[Últimoacceso:23
03 2015].
[3] OPICy SAGARPA,Manual de ManejoSustentable del cultivode jitomateeninvernadero,
Palibrio,2013.

20. [4] R. RomeroMoreno,Maquinariade producciónagrícola, Castilla-Lamancha:Edicionesde la
universidadde Castilla-Lamancha,2002.
[5] Ferrari Costruzioni Meccaniche SRL,«TrasplantadoraconpinzasFPS,» [Enlínea].Available:
http://www.ferraricostruzioni.com/es/serie/fps.[Últimoacceso:18 Abril 2015].
[6] Ferrari ConstruzionMeccaniche SRL,[Enlínea].Available:
http://www.ferraricostruzioni.com/documenti/FPP_FPS_2012_0.pdf.[Últimoacceso:18 Abril
2015].