Se elaboraron tablas de calibración para convertir las lecturas del medidor de humedad Motomco modelo 919 en valores de humedad de la almendra de palma aceitera ( Elaeis guineensis ). Se pudo determinar que una calibración de 53 en el aparato y una muestra de 250 g sin endocarpo (cuesco), cuyo tamaño de grano fuera definido por las cribas #24 y #30, con perforaciones circulares, permitían su adecuado funcionamiento con muestras cuyas humedades estaban en el ámbito de 4 a 15%. Se encontró que se requiere ajustar el valor de humedad obtenido con el aparato, según sea la temperatura de la muestra. El factor de corrección calculado fue de +0,1% por cada grado Celsius (centígrado) por abajo de 25°C, y de -0,1% si es mayor. Se elaboró una única tabla de conversión, pues el error promedio de los estimados de humedad del Motomco con respecto al horno fue bajo (desviación estándar 0,20%) para almendra producida en las regiones de Coto y Palo Seco (regiones donde predomina el material tipo Ténera), y bajo (desviación estándar 0,28%) con almendra producida en la región de Naranjo (donde predominan los materiales tipo Dura).

Para el adecuado seguimiento y control de las operaciones de secado y almacenamiento en productos como cereales, leguminosas de grano y otros, se considera indispensable contar con aparatos que permitan obtener una rápida estimación de su humedad. Las aplicaciones se extienden al comercio, dado que normalmente su exactitud es aceptable para la mayoría de las transacciones comerciales, incluso de aquéllas que involucran grandes volúmenes.

En los últimos años, la toma de decisiones relacionadas con el almacenamiento y procesa- miento de productos agrícolas granulares, se ha basado mayormente en la información que proveen estos medidores de humedad rápidos. No existe ningún otro principio en que se basen estos aparatos, que combine la exactitud, la precisión y el bajo costo, en la forma como lo permite la capacitancia. El Motomco es uno de los aparatos que utilizan esta propiedad dieléctrica de los materiales, y puede, en cuestión de minutos, ofrecer una estimación muy aproximada de la humedad de un producto, lo que facilita grandemente las labores de secado y otras más.

Para la utilización del Motomco o de cualquier otro aparato de este tipo, se requiere de una tabla de calibración que permita convertir los datos de capacitancia en valores de humedad. Sin embargo, cada producto necesita de una tabla propia, pues las propiedades dieléctricas de los diferentes materiales son muy distintas. Estas diferencias se presentan entre granos de cultivares de una misma especie vegetal como lo determinó Alizaga (1981) y lo corroboró Soto (1990).

El Motomco 919 es utilizado en muchos países debido a su versatilidad, prueba de ello es que el manual de operación del aparato (versión de mayo de 1977) presenta una lista de 106 tablas de conversión diferentes. Sin embargo, según la casa Dickey-John (Springer 1991), fabricante de estos equipos, aún no se ha confeccionado una tabla de conversión para almendras de palma aceitera.

Ante esta situación, y dado que se consideró importante y urgente para la industria nacional de la palma aceitera el contar con este instrumento de análisis, se procedió a hacer la tabla de conversión correspondiente.

El estudio se realizó en los laboratorios del Centro para Investigaciones en Granos y Semillas (CIGRAS) de la Universidad de Costa Rica. El material experimental, almendra de palma aceitera, fue colectado en tres plantas extractoras de aceite propiedad de la compañía Palma Tica, situadas en Coto, Naranjo y Palo Seco, en el Pacífico Sur la primera y en el Pacífico Central de Costa Rica las dos últimas.

Debido a que este trabajo representó el primer intento para estimar la humedad de la almendra de la palma aceitera ( Elaeis guineensis ) con el medidor de humedad Motomco 919, se calibró previamente el aparato, se determinó el ámbito de contenidos de humedad de la almendra que podía ser evaluado y el peso de la muestra de análisis. Se limpió un lote de almendra húmeda (remosión de los fragmentos de endocarpo o cuesco y otras impurezas), se prepararon varios lotes de 5 kg de almendra limpia que se secaron en un cuarto con aire acondicionado (aproximadamente 25°C y 50% H.R.). Se tomaron muestras cada 12 horas y se registraron las lecturas respectivas en el Motomco; esto se hizo con muestras de 200 y 250 g, hasta que las lecturas se mantuvieran constantes (almendra seca).

Una vez determinado el peso de la almendra requerida y otros aspectos de calibración del medidor, se evaluó el efecto de la composición física de la muestra sobre las lecturas del Motomco. Para uniformizar el tamaño de las almendras enteras y quebradas se seleccionaron aquellas que pasaran por una criba de perforaciones circulares de 1,2 cm de diámetro (#30) pero que fueran retenidas en otra con perforaciones de 0,95 cm de diámetro (#24). Las almendras retenidas por la criba #30 tienden a impedir el llenado de la celda del medidor de humedad, dado que por su gran tamaño se atascan con facilidad.

Seguidamente se hicieron lecturas con el Motomco en muestras con la siguiente composición física:

• almendra en su condición original (con impurezas o "sucia" y sin cribar)
• almendra "sucia" pero cribada
• almendra "limpia" (sin fragmentos de cuesco) y cribada
• almendra entera y limpia
• almendra quebrada y limpia

Para elaborar la tabla de conversión de lecturas del Motomco a porcentaje de humedad de la almendra, se prepararon muestras de 500 g de almendra limpia y cribada y se les ajustó su contenido de humedad a intervalos aproximados de 1%, con la finalidad de obtener lecturas del Motomco en todo su ámbito de medición. Se usaron lotes de almendra de humedad conocida provenientes de las tres plantas extractoras y se tomaron muestras conforme perdían peso durante el secado artificial. En total se prepararon 233 muestras.

Las muestras se almacenaron durante 10 días a 25°C, en bolsas de polietileno cerradas herméticamente con el fin de obtener una distribución uniforme de la humedad de las almendras. Posteriormente se hicieron tres lecturas en el Motomco a cada muestra, y se determinó el porcentaje de humedad mediante el método del horno; para lo cual se utilizó un horno de reciclo forzado de aire, graduado a 120 ±1°C, en el que se colocaron, tres submuestras de aproximadamente 60g de almendra sin triturar en cajas de aluminio, durante 12 horas. El contenido de humedad se expresó en base húmeda (b.h.). Este procedimiento para la determinación de humedad es el empleado en los laboratorios de las plantas extractoras de la Compañía Palma Tica.

Con las lecturas promedio del Motomco 919 y los porcentajes de humedad obtenidos con el horno para cada muestra, se calculó una ecuación de regresión lineal y otra cuadrática para la almendra de las tres plantas extractoras, y se seleccionó aquella que presentó el mejor ajuste a los datos reales. Los criterios de selección fueron el coeficiente de determinación (R²), el valor de la prueba de significancia de Fisher (F) y la distribución de los errores. Finalmente, se procedió a calcular la ecuación de regresión con mejor ajuste para todo el grupo de 233 datos experimentales, y a la elaboración de una tabla de conversión única para la almendra de las tres localidades. Los criterios empleados en la selección de la ecuación correspondiente fueron los mismos utilizados en los casos anteriores.

Para determinar el efecto de la temperatura de la muestra sobre la humedad estimada con el Motomco, se usaron siete grupos de 10 muestras; donde cada muestra tenía un contenido de humedad diferente. Cada grupo se colocó a una temperatura diferente (7,15,20,25,30,35 y 40 °C). Una vez que las muestras alcanzaron el equilibrio térmico se les determinó la humedad según la tabla de conversión elaborada y se registró la temperatura de la muestra al momento del análisis. Para evitar cambios en su humedad, las muestras permanecieron en todo momento en bolsas de polietileno herméticamente cerradas, excepto durante la toma de la lectura con el Motomco.

Se calculó un coeficiente que indica el cambio en la humedad de una muestra por cada grado centígrado de variación en su temperatura, en relación con la respectiva humedad estimada a 25°C (temperatura de referencia). Finalmente, para estimar el factor de corrección por cada grado centígrado, se procedió a calcular el promedio de los valores absolutos de los coeficientes obtenidos.

Resultados y Discusión

Tamaño de la muestra y ámbito de medición

En las pruebas preliminares se encontró que con una muestra de 250 g y una calibración realizada con la lectura del aparato fijada en 53, se podían obtener valores de capacitancia para almendras cuyas humedades variaban entre 4 y 15%, aproximadamente. Este ámbito de humedades fue considerado apropiado para efectos prácticos, pues la almendra extraída del fruto y sin endocarpo, ingresa a las secadoras con un contenido de humedad cercano al 20%, y normalmente sale de ellas con 4% o más, salvo que por error se realice un sobresecado; la estimación de humedades mayores de 15% tiene poca importancia práctica pues rara vez se obtienen lotes con humedades tan altas a la salida de las secadoras.

En condiciones normales, tablas de conversión que cubran ese ámbito de humedades (4 a 15%) permitirían un adecuado control del proceso de secado. También, las humedades de la almendra consideradas apropiadas para un almacena- miento seguro (de 6,0 a 7,5% (Jiménez et al. 1994)), quedarían comprendidas dentro de este mismo ámbito.

En lo que respecta al efecto de la composición física de la muestra, se encontró que si la de- terminación de la humedad se hace con almendras en su condición original, es decir, sucias y sin clasificar por tamaño, se obtienen lecturas del Motomco menores que las obtenidas con almendras clasificadas y limpias (Cuadro 1). Esto se atribuyó a que los fragmentos pequeños de almendra y de cuesco y otras impurezas afectan la densidad de la muestra en la celda del aparato.

En este mismo sentido, se comprobó que al determinar la humedad de los fragmentos de almendras separados de cada muestra original, se obtenían siempre lecturas del Motomco menores que las correspondientes para las almendras enteras provenientes de la misma muestra. Esto, probablemente, debido a que los fragmentos de almendra se secan más rápidamente que las almendras enteras, por presentar aquellas menor grosor y proporcionalmente una mayor área de contacto con el aire desecante.

Estos resultados preliminares permitieron concluir que muestras de 250 g limpias y cribadas, pueden utilizarse con el Motomco 919, pues el tamaño de las almendras permite el funcionamiento normal del aparato sin problemas de acomodo del material en la celda. Además, dado que el aparato demostró tener una sensibilidad alta a pequeños cambios en la composición física y en la humedad de las muestras, es recomendable tomar las precauciones del caso para minimizar las variaciones de ese tipo en la muestra analizada. Al respecto, Hurburgh (1987), al estimar el contenido de humedad de la soya con tres medidores diferentes, encontró que 89 % de la varianza total se debió a variaciones dieléctricas entre las muestras, mientras que sólo 3,3 % de ésta se relacionó con la precisión de los medidores, entre ellos el Motomco 919.

Las ecuaciones cuadráticas fueron las que mejor se ajustaron a la distribución de los puntos definidos por los pares ordenados (lectura del Motomco, humedad por el horno) ( Fig. 1a , Fig. 1b y Fig. 1c ). Para las tres localidades se obtuvieron ecuaciones lineales y cuadráticas con un R² de 0,99; sin embargo, las primeras presentaron coeficientes de variación mayores. Estos valores altos de R² indican que conforme aumenta la humedad de las almendras, el Motomco registra lecturas mayores y estrechamente correlacionadas con los datos de humedad por el horno.

Desde un punto de vista práctico, estos resultados evidencian que el medidor Motomco 919 tiene una sensibilidad muy alta para detectar efectivamente cambios pequeños en la humedad de la almendra de palma aceitera. Además el aparato muestra una gran exactitud que se relaciona con el hecho de que la desviación estándard de las diferencias entre los datos obtenidos mediante la ecuación cuadrática y los datos del horno, fueron muy pequeñas en las tres plantas extractoras, a saber, 0,23 % (b.h.) en Coto, 0,28 % (b.h.) en Naranjo y 0,20 % (b.h.) en Palo Seco. Estos valores son incluso menores que los obtenidos por Zeledón y Alizaga (1992) en arroz seco (0,42% b.h.) y por Hurburgh et al . (1987) en maíz (0,50% b.h.).

Debido a la gran similitud entre las ecuaciones de las tres localidades ( Fig.1a , Fig. 1b y Fig. 1c ), se determinó una ecuación general y se evaluó su desempeño. Como se observa en la Fig. 2 , al igual que en los casos particulares, la dispersión fue también muy pequeña y siguió una orientación muy definida. Además, tanto la ecuación lineal como la cuadrática presentan valores de R² iguales (0,99), por lo que ambas permiten estimar el contenido de humedad de la almendra con exactitud razonable. No obstante, de nuevo la ecuación cuadrática presentó un coeficiente de variación menor.

La ecuación de regresión lineal presentó un valor de F más alto que su homóloga de segundo grado. En teoría, esto implica que el componente cuadrático no contribuye significativamente al modelo. A pesar de esto, se decidió elaborar la tabla de conversión con la ecuación cuadrática, pues las desviaciones promedio (lectura del Motomco vs horno) son menores (desviación estándard de 0,24% para la cuadrática y 0,30% para la lineal). Con la ecuación cuadrática, 60% de las humedades estimadas tienen una desviación de 0,20% de humedad con respecto al horno, 30% entre 0,21% y 0,40% y 10% mayores que 0,40%. Además, los errores obtenidos con la ecuación lineal presentan un patrón definido y sistemático, en tanto que con la ecuación de segundo orden, la distribución de éstos es aleatoria ( Fig. 3a y Fig. 3b ).

A partir de la ecuación cuadrática general, se confeccionó una tabla de conversión única ( Cuadro 2 ).

Existen diferencias tanto en la composición física como genética de los materiales evaluados. Por ejemplo, la almendra de Naranjo presenta normalmente una alta proporción de fragmentos pequeños (20% o más) que pueden hacer que el Motomco 919 indique valores de humedad menores. En Naranjo predominan los materiales de tipo Dura, mientras que en Coto y Palo Seco predominan los de tipo Ténera. A pesar de que Hurburgh et al. (1987) encontraron que dos de las principales fuentes de variación al estimar la humedad en maíz con tres medidores eléctricos fueron el año de cosecha y las características intrínsecas de las muestras, en el presente estudio la tabla de conversión elaborada para palma se ajustó bien al material procedente de las tres localidades. Esto puede deberse a que las propiedades dieléctricas de los materiales usados en este experimento son similares, y no son afectadas por las variaciones en la composición física y genética de los mismos.

La corrección por temperatura obtenida para la almendra tiene un valor aproximado a 0,1 de humedad por cada grado Celsius. Por lo tanto, es conveniente efectuar una corrección por temperatura en las determinaciones de humedad que se realicen con el Motomco, que correspon- dería a sumar o restar 0,1 a la humedad estimada con la tabla de conversión, por cada grado abajo o arriba de 25°C, respectivamente.

El factor de corrección obtenido en este trabajo coincide con las correcciones recomendadas en el Manual de Operación del medidor Motomco 919, para muchos otros productos agrícolas (Motomco 1977).

ALIZAGA, R. 1981. Medición del contenido de humedad en granos básicos con el determinador Motomco 919. Tesis Ing. Agr., San José, Universidad de Costa Rica, Facultad de Agronomía, 42p.

HURBURGH, C.R. 1987. Moisture Meter Performance II. Soybeans. Transactions of the ASAE 30(2):582-584.

HURBURGH, C.R.; PYNTER, L.N.; SCHMITT, S.G. 1987. Moisture Meter Performance I. Corn Over Five Crop Years. Transactions of the ASAE 30(2):579-581.

JIMENEZ, R.; ZELEDON, M.E.; ALIZAGA, R.E. 1994. Relación de equilibrio entre el contenido de humedad de almendra de palma aceitera ( Elaeis guineensis Jacq.) producida en Costa Rica y la humedad relativa del aire. ASD Oil Palm Papers. [En preparación].

MOTOMCO. 1977. Motomco Model 919 Moisture Meter. Operating Instructions. 14p.

SOTO, H. 1990. Prueba adicional sobre la medición del contenido de humedad en granos básicos con el determinador Motomco 919. Tesis Ing. Agr., San José, Universidad de Costa Rica, Facultad de Agronomía, 61p.

SPRINGER, E. 1991. Available conversion charts for the Motomco 919. New Jersey, Motomco, Inc. (Correspondencia personal).

ZELEDON, M.E.; ALIZAGA, R.E. 1992. Procedimiento alternativo para la estimación de la humedad del arroz con el Motomco 919. Agronomía Costarricense 16(2):249-255.