Sistema de traslado de equipos de cosecha de alta flotación para reducir compactación

Transcripción

1 Sistema de traslado de equipos de cosecha de alta flotación para reducir compactación Ferrari, Hernán 1 ; Sánchez, Federico 2 ; Urrets Zavalía, Gastón 2. 1-Ingeniero Agrónomo, INTA EEA C. del Uruguay Grupo Mecanización Agrícola (GMA), Concepción del Uruguay, Entre Ríos, ferrari.hernan@inta.gob.ar 2- Ingeniero Agrónomo, INTA EEA Manfredi Grupo PRECOP Cosecha, Manfredi, Córdoba, sanchez.federico@inta.gob.ar / urretzzavalia.gaston@inta.gob.ar El pasaje de maquinaria sobre el suelo provoca varios efectos negativos, uno de ellos, es la compactación, definida como la resistencia que ofrece el suelo a ser penetrado por un objeto y representa una reducción en la cantidad y volumen ocupado por los poros. Esto disminuye la cantidad de aire y agua que puede retener el suelo, reduciendo su capacidad de infiltración, lo que impide el normal desarrollo de las raíces. Además dificulta la distribución de agua, aire y nutrientes. En estas condiciones la planta posee menos cantidad de raíces para explorar el suelo y poder extraer agua y nutrientes, reduciendo el rendimiento final. (Bragachini et al, 2005). Los neumáticos agrícolas, producen deformación del suelo en la interfase rueda-suelo produciendo diferentes grados de compactación, donde los valores más altos se encuentran en la superficie de la huella y por debajo en el centro de la misma (Naderman, 1988). En este sentido, queda claro que el crecimiento y rendimiento de un cultivo es afectado por el proceso de compactación. A continuación se describe el efecto de los sistemas de tracción y/o traslación de alta flotación en los equipos de cosecha como minimizadores de compactación de suelo. Incidencia del Tránsito de los Equipos de Cosecha Estudios realizados por INTA PRECOP Cosecha (Ferrari, H. et al 2009), demuestran que el tránsito de la cosechadora más el tractor-tolvero con neumáticos convencionales (diagonales), generan una superficie de huellas en el lote de aproximadamente un 40% (Imagen 1). De esta superficie un 70% conlleva en una compactación severa (mayor a 1,8 Mpa), impidiendo el normal desarrollo de los cultivos posteriores. Imagen 1. Incidencia de superficie huelleada en lote de cosecha. Si la cosechadora no se encuentra equipada con sistemas de piloto automático, se genera una superposición de pasadas por subutilización del ancho del cabezal que conducen a una reducción del ancho efectivo de trabajo de un 20%, generando un aumento significativo en el nivel de huelleado y compactado del lote.

2 Cabe aclarar que del 40% de la superficie huelleada un 5% es producto del tránsito del tractor con su tolva, por lo que si se implementasen técnicas de trabajo sin que el tractor acompañe a la cosechadora durante la descarga, se podría reducir éste efecto de compactación a prácticamente cero. Es importante destacar que los efectos de compactación de suelo provocado por el tránsito de la maquinaria de cosecha, pueden alcanzar acciones perjudiciales para el desarrollo de los cultivos hasta 30 cm de profundidad, lo cual es un daño difícil de revertir. Muestreos realizados en las provincias de Entre Ríos, Santa Fe y Corrientes sobre cultivos implantados en lotes con huellas de tránsito de los equipos de cosecha de la campaña anterior y sin tiempo de resiliencia, demuestran efectos muy marcados en la reducción del rendimiento en la huella versus las entre-huellas (Imagen 2). Efecto que podría minimizarse significativamente utilizando las tecnologías de alta flotación disponibles en el mercado. Imagen 2. Rendimiento de cultivos en huella y entre-huellas. Neumáticos Radiales Los neumáticos radiales están conformados por una carcasa con telas dispuestas perpendiculares al plano de rodado y orientados en dirección al centro del neumático (Imagen 3). La estabilización del suelo se obtiene a través de telas auxiliares dispuestas bajo la banda de rodamiento. Por estar las telas de carcasa paralelas entre sí (disposición radial), no existe fricción entre las mismas, sólo flexión. Esto permite flexionar sin ningún problema, lo que confiere un mejor contacto con el suelo, trabajando con menor presión de inflado y soportando mayor carga. Imagen 3. Disposición de las telas del neumático radial (izquierda) y convencional (derecha). Ensayos realizados por INTA Manfredi e INTA Concepción del Uruguay sobre el efecto de compactación de los equipos de cosecha al comparar la utilización de neumáticos radiales y convencionales muestran que, la principal causa de la compactación es la

3 presión ejercida al suelo en los puntos de apoyo por los neumáticos de la maquinaria agrícola. Por ello es fundamental la correcta distribución del peso sobre el suelo. Analizando el gráfico de Resistencia a la Penetración (Imagen 4), se puede observar que el neumático diagonal correctamente inflado, o el radial mal inflado (40 libras), compactan un 25 % más que un neumático radial bien inflado (23 libras). Imagen 4. Efecto de resistencia a la penetración del suelo con radiales y convencionales. Si comparamos la curva que describe la Resistencia a la Penetración de la huella del neumático radial bien inflado respecto al testigo, se puede expresar que un neumático con este tipo de tecnología y en condiciones adecuadas prácticamente no compacta el suelo. Este hecho nos permite deducir que ese efecto de reducción del rendimiento en la huella se minimiza cuando se utiliza tecnología radial correctamente calibrada. Aunque sea imperceptible, suelo y neumático se deforman mutuamente para dar lugar a la superficie de contacto sobre la cual se distribuye la carga. Esta área de contacto depende del diámetro y de la sección del neumático. A su vez, para neumáticos del mismo tamaño, depende de la flexibilidad de la carcasa (diagonal o radial) y de la presión de inflado (Bragachini, 1993), como quedó demostrado en esta prueba. Por su diseño, los neumáticos radiales poseen una mayor flexibilidad de la carcasa, permitiendo aumentar área de contacto y disminuir la presión media ejercida sobre el suelo. Lo mismo ocurre al utilizar un neumático radial con excesiva presión de inflado respecto a uno correctamente inflado. Los parámetros que tienen una importancia relevante sobre la compactación son la presión de inflado y los parámetros constructivos de los neumáticos como sus dimensiones, el tipo de carcasa (diagonal o radial) y su flexibilidad (Bragachini, 1993). Neumáticos Radiales duales La marcada tendencia hacia mayor capacidad de trabajo en los nuevos modelos de cosechadoras y su consecuente aumento en el tamaño de la máquina, ha generado serios inconvenientes para el tránsito de las máquinas por las rutas de nuestro país.

4 En donde el ancho máximo de la maquinaria agrícola autopropulsada para circular en ruta es 3,50 m. Entre las posibles soluciones a esta problemática, se recomienda utilizar neumáticos duales. Este sistema brinda una mayor flexibilidad a la hora de realizar el traslado, dado que se pueden extraer los neumáticos externos, reduciendo así el ancho de la máquina (Imagen 5). Imagen 5. Cosechadora equipada con neumáticos duales para transporte y trabajo / efecto de compactación. Los neumáticos duales permiten reducir la presión de inflado para un mismo peso. Según Bragachini (1993), esta distribución disminuye la compactación en profundidad pero la aumenta en ancho, resultando una mayor superficie compactada. Con esto se expresa que los sistemas duales no reducen la compactación, sólo permiten distribuir el peso en un área mayor (Imagen 5), lo que mejora la flotabilidad pero incrementa el área de suelo compactado. Es necesario comprender que la compactación de los neumáticos duales generan una mayor superficie compactada pero de una incidencia mucho menor que la de los simples. Además, la compactación de los sistemas duales, en muchos de los casos, es revertida por la propia resiliencia que presentan muchos de los suelos. En su defecto se podrá revertir mediante descompactadores biológicos o mecánicos gracias a presentarse en el estrato superficial. En cambio, al usar simples, la compactación sucede en nivel subsuperficial, con lo cual los efectos resilientes del suelo se vuelven imperceptibles e inalcanzables para ser solucionados por los descompactadores biológicos o mecánicos. Además de mejorar la flotabilidad, las cosechadoras equipadas con neumáticos duales poseen una mejor estabilidad lateral, lo que aumenta la eficiencia de trabajo al permitir realizar un avance con menores fluctuaciones laterales. Neumáticos Alta Flotación Son neumáticos especiales de alta flotabilidad y baja presión de inflado (Imagen 6), no requieren cámara, poseen un ancho de sección acorde al servicio de Alta Flotación, estructura capaz de contener un gran volumen de aire y una carcasa pensada para brindar alta tracción, bajos índices de compactación basados en diseños exclusivos de 23º, que entrega en servicio la mejor combinación de tracción, baja compactación e ideal poder de autolimpieza. Diseño de hombros redondeados, mayor cantidad de tacos por neumático, estructura desarrollada con nylon de alta tenacidad.

5 Se deberá consultar con el fabricante a fin de establecer limitaciones de servicio en casos puntuales de terrenos muy barrosos y/o anegados. Diseño DEEP TREAD que brinda una profundidad de dibujo extra-profundo, para la mayor variedad de suelos. Otra opción son los neumáticos radiales de alta flotabilidad con diseño de tacos MULTIGRADO, como RADIAL DEEP TREAD 23º R-1W, RADIAL ALL TRACTION DT- R-1W, RADIAL 9000, PERFORMER y MAXI TRACTION, estos son neumáticos menos costosos que los de alta flotación, llevan algo más de presión de inflado pero permiten aumentar perfectamente la flotabilidad con respecto a los neumáticos radiales tradicionales, reduciendo el huelleado en siembra directa. La recomendación es el uso de diseños R-1W de tacos más profundos, de tecnología 23º y Multigrados, obteniendo máxima tracción, menor índice de compactación y una excelente auto-limpieza. Imagen 6. Neumáticos alta flotación. Otra opción son los neumáticos radiales de alta flotabilidad con tacos a 45 y de buen ancho, estos son neumáticos un poco menos costosos que los Terra Tyre, llevan algo más de presión de inflado. Permiten aumentar la flotabilidad con respecto a los neumáticos radiales tradicionales, reducir el huellado en siembra directa. Si el taco es profundo y posee un ángulo a 45, tiene buena transitabilidad. Sistemas de tracción a ORUGAS El sistema de tracción a orugas de caucho es la herramienta más eficiente para lograr un alto poder de tracción con alta flotabilidad. Las orugas de goma a diferencia de las metálicas permiten el desplazamiento en rutas pavimentadas a velocidades que pueden superar los 60 Km/h, situación altamente beneficiosa para los contratistas agrícolas que deben desplazarse grandes distancias siguiendo los lotes de acción productiva. Además, la oruga de goma en ventaja a la metálica, presenta una banda de rodamiento sellada (espacios inter-tacos sellados por el caucho de la banda de rodamiento) lo cual permite aumentar la flotabilidad, reduciendo la compactación de suelo y el nivel de huelleado del lote transitado. Las orugas permiten aumentar la eficiencia en el uso de la relación peso-potencia aprovechando más eficientemente el peso de la máquina para traducirla en tracción. Si se comparan los sistemas de tracción por ruedas versus las orugas es destacable mencionar que, el sistema de tracción por ruedas, puede lograr como máximo un 80 % de eficiencia tractiva en su configuración ideal, mientras que las orugas de goma rondan el 98 % de eficiencia de tracción. Otro punto necesario de mencionar es el efecto del sistema de tracción sobre el suelo. En general los sistemas de orugas producen una presión sobre el suelo de entre 2 y 4 veces menor que los de tracción por ruedas, reduciendo significativamente el efecto de compactación de suelo. En promedio, para una cosechadora de 20 Tn provista de

6 neumáticos diagonales (convencionales) ejerce sobre el suelo una presión aproximada de 1,6 Kg/cm2, mientras que si se equipa con neumáticos radiales lo hace en 850 gr/cm2 y en cambio, si se conforma con orugas de goma ejerce 460 gr/cm2 disminuyendo el impacto sobre el suelo. Según la disposición de los rodamientos de la oruga puede dividirse en 4 grandes grupos: A) Orugas triangulares, B) Orugas rectangulares, C) Orugas trapezoidales isósceles y D) Orugas trapezoidales escalenos. A y B) Las orugas triangulares y rectangulares (Imagen 7) son las de uso más frecuente en cosechadoras, se caracterizan por presentar una distribución perfecta de la masa de la máquina en toda la superficie de apoyo de la banda de rodamiento dándole una alta eficiencia tractiva y reducida compactación de suelo. Gracias a que la mayoría de los diseños modernos presentan controladores de presión en cada uno de los rodillos de apoyo se logra reducir los esfuerzos de rodadura normales de la transitabilidad y permite atravesar perfectamente microrelieves de suelo sin dañar, por ejemplo, curvas de nivel (en sistematización de suelos) ni perder tracción en depresiones o préstamos. La limitante de estos sistemas se basa en el trabajo sobre suelos barrosos (suelos agrícolas altamente anegados por épocas de lluvias frecuentes), ya que al enterrarse por encima del eje del rodillo delantero se supera la capacidad de tracción impidiendo la traficabilidad. Imagen 7. Orugas triangulares (izquierda) y Orugas rectangulares (derecha). C) Las orugas trapezoidales isósceles (Imagen 9) por su disposición geométrica son dispuestas prácticamente en su totalidad en tractores agrícolas y viales. Logran mantener una buena visibilidad de trabajo, gracias a su rodamiento delantero de menor diámetro, distribuyen muy bien el peso en el apoyo de la banda de rodamiento mejorando la tracción y reduciendo los efectos de compactación de suelo. Su limitante, al igual que en las descriptas anteriormente, se basa en el trabajo sobre suelos altamente anegados, debido a que su rodillo de apoyo delantero es de menor diámetro que el trasero lo cual hace que al enterrarse demasiado se supere la capacidad de tracción impidiendo la traficabilidad. Imagen 8. Orugas trapezoidales isósceles (izquierda) y escalenos (derecha). D) Las orugas trapezoidales escalenos (Imagen 8), se caracterizan por presentar un rodillo delantero ocioso o suspendido por encima de la línea de apoyo, transfiriendo parte de la masa de la máquina a este rodillo. Al igual que los A y B suelen poseer

7 sistemas de transferencia de presión hacia los puntos de requerimiento pero, su principal diferencia, se basa en que son altamente funcionales en suelos barrosos. Esto se debe a que, con ese rodillo suspendido, se permite incrementar la traficabilidad de las orugas a pesar de existir un hundimiento pronunciado. Condición adquirida gracias a su gran dimensionamiento de rodadura que asemeja a una rueda de gran diámetro lo cual le confiere un alto poder de tracción aún en condiciones adversas. Bibliografía Bragachini, M; Casini Soja, Eficiencia de Cosecha y Postcosecha. Manual Técnico N 3. INTA PRECOP. EEA Manfredi. Bragachini, M; Bongiovanni, R; Ljubich, M; Gil, R; Bonetto, L; Birón, A Sistema de traslado de equipos de cosecha para reducir compactación. Act. Técnica N 12. INTA EEA Manfredi. Ferrari, H.; Pozzolo, O.; Hidalgo, R.; Santajuliana, H.; Ferrari, C. y Botta, G Huelleado y compactación de suelo provocado por el tránsito de la maquinaria utilizada durante la cosecha. Libro CADIR Rosario Arg. Pp 103. Naderman, G. C Subsurface compaction & subsoling in North Carolina. Extension soil North Carolina State University. Pp 19.