hidráulicos de barra?

Transcripción

1 Hacia dónde evolucionan las mejoras técnicas de los propulsados. De esto depende principalmente la anchura de la barra y el tamaño del depósito. La cada vez más exigente legislación medioambiental europea ha influido claramente en acelerar el proceso de mejora e innovación tecnológica en este tipo de máquinas de cara a tener un control total de la aplicación. En este sentido, podríamos resumir las principales novedapulverizadores hidráulicos de barra? Sistemas de control de la dosis, barras y tecnología de boquillas, principales novedades F. J. García Ramos, M. Vidal, A. Boné y A. Jiménez. Laboratorio de Maquinaria Agrícola. Escuela Politécnica Superior de Huesca. Los pulverizadores hidráulicos de barra son el equipo más utilizado para la realización de tratamientos fitosanitarios en las explotaciones agrícolas españolas. Durante los últimos años han incorporado interesantes novedades técnicas que pasamos a detallar en este artículo. H ablar de los pulverizadores hidráulicos de barra (foto 1) significa referirse al equipo de aplicación más utilizado en nuestra agricultura. Actualmente, en base a datos del Registro de Maquinaria Agrícola del Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente, de mayo de 2015, este tipo de equipos representan el 65% de los equipos de aplicación registrados. El cuadro I muestra su distribución por tipologías. En lo referente a la distribución geográfica, destacan Andalucía, Castilla-La Mancha, Castilla y León y Aragón como regiones con un mayor número de equipos. Los pulverizadores hidráulicos de barra, utilizados en cultivos extensivos, tienen como objetivo principal aplicar una cantidad de producto por unidad de superficie (litros/hectárea) de forma que dicha distribución sea lo más uniforme posible y manteniendo el tamaño de gota dentro del rango adecuado para el tratamiento a realizar (fungicida, herbicida de contacto, insecticida, etc.). El cuadro II recoge las principales características técnicas de este tipo de equipos. Como puede observarse su tipología es muy variada en función de que sean suspendidos al tractor, arrastrados o auto- CUADRO I EQUIPOS DE APLICACIÓN DE PRODUCTOS FITOSANITARIOS INSCRITOS EN EL REGISTRO DE MAQUINARIA AGRÍCOLA. MAYO Pulverizadores hidráulicos Pulverizadores hidroneumáticos (atomizadores) Espolvoreadores Nebulizadores 877 Pulverizadores neumáticos 171 Aplicadores de productos fitosanitarios 105 Otros equipos 62 Desinfectadoras de suelo 34 Pulverizadores electródinámicos 8 TOTAL VIDA RURAL 15 mayo 2015

2 des tecnológicas de estos equipos en tres puntos: Sistemas de control de la dosis. Barras portaboquillas. Tecnología de boquillas. Sistemas de control de la dosis Los principales avances comerciales se han producido con la generalización de tecnología GPS ligada a sistemas de caudal proporcional al avance. En este sentido, es necesario recordar al lector la ecuación 1 que regula la dosis de aplicación (l/ha) en función de los parámetros de trabajo de la máquina. Tradicionalmente, han existido tres sistemas de control de la dosis de aplicación: CUADRO II CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LOS PULVERIZADORES HIDRÁULICOS COMERCIALES (BARRAS) UTILIZADOS EN CULTIVOS EXTENSIVOS. Diseño del pulverizador Suspendido, arrastrado o autopropulsado Tipo de bomba Pistones, diafragma o centrífuga Caudal de la bomba De 50 a 330 l/min Presión máxima de la bomba De 15 a 60 bar Depósito Polietileno Capacidad del depósito De 400 a l Anchura de la barra De 12 a 48 m Distribuidor Manual o Eléctrico Boquillas más utilizadas Abanico Foto 1. Pulverizador hidráulico autopropulsado. Ecuación 1. a) Caudal constante (CC). b) Caudal proporcional al régimen de giro del motor (CPM) c) Caudal proporcional a la velocidad de avance de la máquina (CPA). Los tradicionales equipos de caudal constante disponen de un sistema de regulación que mantiene fija la presión del circuito hidráulico lo que tiene como consecuencia que el caudal aportado por cada boquilla (q en la ecuación 1) sea también constante. De este modo, la velocidad de avance del pulverizador tiene que mantenerse también constante durante la aplicación puesto que un aumento o disminución de la misma modificaría los litros por hectárea aplicados. Es decir, si analizamos la ecuación 1, cuando el caudal aplicado por cada boquilla (q) es constante, la única manera de que no varíen los litros por hectárea aplicados (Vc, objetivo del tratamiento) es fijando también la velocidad de avance del pulverizador (v). Los equipos CPM mejoran este sistema y son capaces de variar el caudal de cada boquilla en función del régimen de giro del motor de forma que cuando aumentan las revoluciones del motor aumenta la presión del circuito y por lo tanto el caudal de cada boquilla y viceversa. De este modo, el volumen aplicado Vc se mantiene constante siempre que el cambio de velocidad de avance se produzca acelerando o decelerando el motor. No obstante,presentan el inconveniente de que cuando se produce un cambio de velocidad de avance sin variar el régimen de giro del motor (por ejemplo utilizando la caja de cambios) el sistema no detecta dicho cambio de velocidad y se produce una alteración en los litros por hectárea aplicados. Como sistema más preciso los fabricantes desarrollaron la tecnología CPA que se basa en disponer en el circuito hidráulico caudalímetros que están chequeando en continuo el caudal (l/min) que circula por el circuito y por lo tanto controlan el valor q de la ecuación 1. Por otro lado, disponen de un sistema de medida de la velocidad real de la máquina que tradicionalmente han sido radares o equipos de conteo del número de vueltas de las ruedas del tractor. Actualmente la irrupción de la tecnología GPS ha traído como consecuencia que la velocidad de avance del tractor sea medida por el sistema GPS. De este modo, ante cualquier cambio de velocidad, el sistema detecta dicho cambio y ordena un aumento o disminución de la presión del circuito hasta que el caudal aportado por la barra (y chequeado por uno o varios caudalímetros) es el requerido para que en la ecuación 1 el valor Vc sea el fijado al inicio del tratamiento en la consola de mando del sistema. La tecnología CPA es adecuada siempre y cuando el rango de presiones de trabajo del circuito hidráulico asociado a los cambios de velocidad del pulverizador en parcela se encuentre 15 mayo 2015 VIDA RURAL 57

3 FIG 1. Válvulas para el control individual de las boquillas utilizadas en tecnología PWM. dentro del rango de trabajo de las boquillas de la barra ya que hay que tener en cuenta que el mantenimiento de la dosis superficial constante, a pesar de los cambios de velocidad, implica un cambio en el tamaño de gota generada en las boquillas producido por la variación de presión del circuito hidráulico. Por ello, existen señales de alarma que avisan cuando se produce esta problemática. Alternativamente, hay fabricantes que en lugar de equipar caudalímetros utilizan sensores de presión de forma que en lugar de medir caudal miden presiones del circuito hidráulico y el sistema de control dispone de una base de datos con los valores de presiones / caudales de las boquillas utilizadas de forma que indirectamente se estima el caudal aplicado (valor q de la ecuación 1). Lógicamente, el uso de sensores de presión en lugar de caudalímetros exige un perfecto estado de las boquillas. Como novedad alternativa a los sistemas de caudal proporcional al avance, podemos citar los sistemas de inyección Foto 2. Sistema Amaselect de Amazone de selección de boquilla de trabajo equipado con diferentes tipos de boquillas. directa (direct injection), basados en la utilización de dosificadores de producto que modifican la concentración de materia activa en el caldo en función de la velocidad de avance permitiendo mantener el espectro de gotas (presión constante) y mezclando el producto en el diluyente a medida que se realiza la aplicación. Es decir, disponen de un sistema de presión constante para el agua y otro proporcional al avance electrónico que no actúa sobre el caudal (como en los sistemas CPA) sino sobre la concentración del producto activo. En este caso el depósito principal sólo contiene agua limpia que se mezcla en las conducciones con el caldo con materia activa proveniente de un depósito auxiliar. Aunque su introducción en el sector no está consolidada puede que sea una de las vías de futuro puesto que abre un gran abanico de posibilidades de control exhaustivo del tratamiento y trabaja con agua limpia en el depósito principal. Como ejemplo podemos citar el sistema Sidekick desarrollado por Raven. Otra reciente novedad técnica es la incorporación de los sistemas de modulación de anchura de pulso (PWM - pulse width modulation) utilizados tradicionalmente en la industria agroalimentaria y que se basan en el control del caudal aportado por cada boquilla mediante electroválvulas que son capaces de modular el ancho de pulso de la pulverización (figura 1), de forma que producen aperturas y cierres de las boquillas a gran velocidad, consiguiendo así diferentes caudales sin afectar al tamaño de gota generada. Con este sistema se puede conseguir por lo tanto un caudal proporcional al avance simplemente controlando electrónicamente la apertura y cierre de las boquillas. También se pueden conseguir diferentes caudales entre boquillas concretas de la barra manteniendo el tamaño de gota constante. Este tipo de tecnología permite obtener caudales variables entre el 10 y el 100% del caudal nominal de la boquilla. Así, por ejemplo, utilizando una boquilla de caudal nominal 3 l/min podríamos, en función de la frecuencia de cierre de la válvula, llegar a caudales de 0,3 l/min manteniendo el tamaño del diámetro de gota. Como realidades comerciales de esta tecnología podemos citar el sistema DynaJet Flex 7120 de Teejet o el sistema Hawkeye de Raven. Otra mejora tecnológica que ya es una realidad es el control de los diferentes sectores de pulverización de la barra de forma individualizada. Aunque se puede llegar a controlar individualmente cada boquilla, con un sistema PWM como el descrito anteriormente, en muchas de nuestras explotaciones suele ser suficiente con disponer de un control individualizado de los tramos de pulverización de la barra (cada tramo agrupa a un determinado número de boquillas). Para ello se utilizan válvulas de sector. Esta mejora tecnológica tiene como objetivo evitar solapamientos entre pasadas y controlar con precisión los tratamientos en los bordes de parcela, o en parcelas con geometrías irregulares. Además de poder controlar el caudal 58 VIDA RURAL 15 mayo 2015

4 CUADRO III Tipo de pulverizador de barra Volumen del depósito (l) Anchura de la barra (m) Suspendido Arrastrado Autopropulsado aplicado por cada boquilla también existen sistemas capaces de seleccionar de forma automática diferentes boquillas a lo largo de la barra, de modo que se puede trabajar en una barra con diferentes boquillas y por lo tanto conseguir caudales diferenciados y tamaños de gotas diferenciados. Para ello se utilizan sistemas portaboquillas en los que todas las boquillas se colocan orientadas hacia el cultivo y se puede seleccionar desde la consola de mando cuál de ellas es la que aplica el producto. Un ejemplo es el sistema Amaselect de Amazone (foto 2). Barras portaboquillas La barra de los pulverizadores hidráulicos es uno de los elementos claves para garantizar un buen tratamiento ya que la uniformidad del mismo depende en gran medida de la capacidad de la barra para mantenerse paralela al terreno durante la realización de la aplicación y por lo tanto su diseño, en lo relativo a la rigidez de los Foto 3. Pulverizador hidráulico equipado con barra de aluminio. RANGO DE VOLÚMENES DE DEPÓSITO Y ANCHURAS DE TRABAJO DE LOS PULVERIZADORES DE BARRA. Foto 4. Sensor de ultrasonidos para controlar la altura de la barra portaboquillas. perfiles utilizados y al sistema de amortiguación y estabilidad, es un aspecto fundamental que diferencia claramente a unos equipos de otros. Progresivamente se ha ido incrementando la anchura de las barras, sobre todo en explotaciones de grandes dimensiones. Este hecho va ligado al tipo de pulverizador (suspendido, arrastrado o autopropulsado) y al tamaño del depósito como muestra el cuadro III en el que se recoge el rango de valores habituales de capacidades y anchuras de barra de los equipos comercializados actualmente. La mayoría de los fabricantes utilizan barras de acero y se están introduciendo las barras de aluminio (foto 3) que disminuyen el peso del equipo. Las principales novedades técnicas se han centrado en la incorporación de sistemas de estabilización de las barras que garantizan su paralelismo con el cultivo para evitar la aplicación irregular del producto. La mayor parte de los fabricantes opta por un sistema estabilizador de paralelogramo que es capaz de bascular y mantener el paralelismo con el terreno. Una opción novedosa es la incorporación de sistemas activos basados en la utilización de sensores de ultrasonidos (foto 4) capaces de chequear las condiciones de paralelismo con el cultivo y corregir en su caso la inclinación de la barra mediante sistemas hidráulicos que posibilitan el giro de la misma. Como ejemplos podemos citar el sistema DistanceControl de Amazone o el sistema AutoHeight de Hardi, similar al sistema BoomTrac de John Deere. Algunos fabricantes también incorporan sistemas de iluminación en las barras basados en la utilización de luces led (foto 5) para poder trabajar en condiciones de ausencia de luz, incluso sistemas de lavado exterior de la barra portaboquillas mediante el desplazamiento de boquillas de lavado por unas guías situadas en la parte inferior de la barra. Otra línea de mejora de las barras es la evolución de los sistemas de plegado para transporte de forma que se garantice una elevada seguridad y equilibrio en la transmisión de pesos al tractor en el caso de barras suspendidas (foto 6). Tecnología de boquillas A pesar de que su coste es despreciable en comparación con el precio total del equipo, 15 mayo 2015 VIDA RURAL 59

5 Foto 5 (izquierda). Barra portaboquillas iluminada con lámparas tipo led. Foto 6 (derecha). Sistema de plegado de barra en pulverizador hidráulico suspendido. Foto 7 (arriba). Pulverizador suspendido con depósito principal de l con depósito lavamanos y de limpieza situado en su parte superior y sistema incorporador ubicado en la parte inferior. Foto 8 (derecha). Pulverizador hidráulico con depósito delantero. las boquillas son un factor clave para garantizar un tratamiento de calidad puesto que están relacionadas con la uniformidad de la aplicación y con el tamaño de gota deseado. Hay que recordar que el tamaño de las gotas se define normalmente por su diámetro volumétrico medido en micras, definiendo como dicho diámetro a la mediana de la población de gotas generada por la boquilla para una presión nominal. En este sentido, se utilizan gotas pequeñas ( micras) para tratamientos fungicidas e insecticidas de contacto. Para tratamientos herbicidas de contacto se utilizan gotas de tamaño medio ( micras) mientras que para herbicidas de preemergencia es habitual utilizar gotas de tamaño grande ( micras) y se pueden alcanzar tamaños muy grandes para el caso de abonos líquidos aplicados al suelo (hasta micras). Existe por lo tanto una amplia gama de tipologías de boquillas que tienen como objetivo garantizar el tamaño de gota deseado con diferentes caudales de trabajo. Por otro lado, las pérdidas por deriva son un claro riesgo en gotas de tamaño inferior a 100 micras y por este hecho durante los últimos años las mejoras en las boquillas han ido orientadas al desarrollo de boquillas de baja deriva con diferentes tecnologías (foto 2): a) Pérdida de presión dentro de la boquilla para aumentar el diámetro de la gota. b) Inyección de aire para producir agrupamiento de gotas durante el trayecto hacia el objetivo. Otras mejoras Las novedades tecnológicas introducidas en los pulverizadores hidráulicos no sólo se han limitado a los tres sistemas señalados con anterioridad sino que han afectado a muchos otros componentes como: Consolas de mando para el control desde cabina de los parámetros de trabajo. Generalización de sistemas de valvulería electrónicos. Diseños de depósitos que garantizan un perfecto vaciado y que incorporan depósito de enjuagado y depósito lavamanos (foto 7). Introducción de depósitos delanteros (foto 8). Tecnología de comunicación Isobus. 60 VIDA RURAL 15 mayo 2015