Muchos sistemas de explotación agrícola provocan una degradación acelerada del suelo, lo que provoca un desequilibrio en sus características físicas, químicas y biológicas, afectando así su potencial productivo. Para cada operación agrícola y condición del suelo, existe el equipo adecuado, por lo que, si la operación no se planifica adecuadamente, puede causar efectos indeseables en el suelo, como el deterioro de su estructura por compactación, la pérdida de nutrientes en capas más profundas y la pérdida de materia orgánica a mayor profundidad.
La preparación del suelo puede definirse como la manipulación física, química o biológica del suelo. Entre las posibilidades de esta operación se encuentran la descompactación, el control de malezas, la incorporación de semillas y fertilizantes, y el manejo de residuos vegetales, optimizando las condiciones para la germinación y emergencia de las semillas, así como el establecimiento de las plántulas (Knob, 2012).
Entre los implementos utilizados en las operaciones de preparación del suelo, las gradas de discos ligeras se encuentran entre las más utilizadas por los productores. Estas se destinan principalmente a la preparación secundaria del suelo, que incluye actividades como la nivelación y la desintegración de terrones y fragmentos de suelo tras la preparación primaria, con el fin de lograr las condiciones idóneas para la siembra (Becker et al., 2014).
Para estas operaciones, que implican el arrastre de las gradas, se utilizan tractores agrícolas, considerados la principal fuente de energía en las explotaciones agrícolas. Sin embargo, su uso incorrecto puede incrementar los costos de producción, ya que su sostenibilidad está directamente relacionada con la eficiencia energética y el ahorro de combustible.
La eficiencia energética global es la relación entre la energía transferida del tractor al implemento y el consumo energético equivalente necesario para realizar la operación. Al ser un sistema complejo, depende de diversos factores de rendimiento, como el motor, la transmisión de potencia y la interacción de los neumáticos con el suelo. Esta última influye decisivamente en la interacción de la máquina con el suelo, siendo una de las variables más importantes de la eficiencia energética global.
Siguiendo considerando la relación entre la rueda y el suelo, Silveira et al. (2011) afirman que esta fuerza de tracción también se ve influenciada por las condiciones y la cobertura del suelo. Esta relación se puede observar en la Tabla 1.
Considerando estos aspectos, se puede afirmar que la elección de una combinación tractor-implemento adecuada y equilibrada puede determinar la rentabilidad del agricultor en su actividad, siendo imprescindible comprender algunos aspectos operativos de las máquinas para poder fundamentar esta decisión.
En cuanto a la operación, la capacidad de un sistema de maquinaria es una de las variables más importantes y puede determinarse por el ritmo de trabajo alcanzado y el tiempo de funcionamiento de la máquina. La capacidad se define como la cantidad de producto (superficie, peso o volumen) que se puede manipular en un período determinado (Alonço, 2011).
Por lo tanto, la simple relación de multiplicación entre la velocidad de operación (expresada en km/h), el ancho nominal (expresado en metros) y la eficiencia del campo (expresada en decimal), dividido por el valor constante 10, da como resultado la capacidad operativa de la máquina (comúnmente llamada "C") y se expresa en hectáreas/hora.
La eficiencia de campo es la relación entre la capacidad teórica de la máquina (valor que se refiere al trabajo de la máquina a su máxima eficiencia, por ejemplo, el ancho) y su capacidad de campo real (valor que la máquina realmente alcanza, excluyendo los tiempos de maniobra, etc.). La Sociedad Americana de Ingenieros Agrícolas (ASAE) (1984) presenta los valores de referencia para esta variable, como se muestra en la Tabla 2.
La determinación de la potencia disponible en la barra de tiro del tractor se basa en un factor de conversión de 0,86 relativo a la potencia máxima desarrollada en los motores. Propuesto por Bowers (1978), se puede expresar como:
Respecto a la resistencia del suelo, según Bowers (1978), si bien es una situación evidenciada y determinada en la práctica, existen valores indicativos de fuerza por metro, variables según el tipo de suelo, que apoyan la toma de decisión para la combinación tractor-implemento (Tabla 3).
Según Alonço (2011), la potencia necesaria para arrastrar un implemento de preparación de suelo (comúnmente llamada “P” y expresada en kW) es una función de multiplicación directa entre la fuerza de tracción requerida para el implemento (expresada en kN/m), el ancho nominal del implemento (expresado en metros) y la velocidad de operación (expresada en km/h), todo dividido por el valor constante de 3,6.
Según Silva (2005), la fuerza de tracción necesaria para arrastrar una grada varía dependiendo del tipo de suelo, de tal manera que:
El mismo autor también afirma que, en promedio, en suelos que él llama blandos, una grada consumirá aproximadamente 2,7 hp por disco. En suelos que él llama duros, consumirá 3,4 hp por disco.
Si consideramos una grada con 32 discos de 22 pulgadas de diámetro, espaciados 200 mm entre sí, con un ancho de trabajo de 3,10 m y un peso de 1229 kg, según el fabricante la demanda de potencia estará entre 89 CV y 96 CV.
Utilizando la metodología propuesta por Silva (2005), se puede observar que en suelo blando se necesitarían 86,4 hp y en suelo duro 108,8 hp:
Utilizando la propuesta de Bowers (1978) y como se presenta a continuación, la potencia requerida para esta rastra niveladora sería de 53,91 hp en suelo pesado y 13,47 hp para suelo liviano, al considerar una velocidad de 8 km/h, siendo estos los valores de potencia utilizables en la barra.
Sin embargo, si se trata de un suelo blando pero pesado, se requerirán 133,25 CV o 33,30 CV:
Por lo tanto, se hace evidente la discrepancia entre la potencia requerida por las gradas, según lo indicado por el fabricante y lo documentado en la literatura. Por lo tanto, se recomienda, siempre que sea posible, realizar una verificación práctica con la combinación tractor-implemento, buscando las mejores condiciones para la preparación del suelo.
*Por Eder Dornelles Pinheiro, Airton dos Santos Alonço, Luana Freitas Knierim e Gessieli Possebom (Laserg/UFSM)
Reciba las últimas noticias sobre agricultura en su correo electrónico
Reciba las últimas noticias sobre agricultura en su correo electrónico
Por Eduardo Leonel Bottega, Alicia Baumhardt Dorneles, Cristielle König Marin, Zanandra Boff De Oliveira (UFSM), Rodrigo Franco Dias y Eder Luís Sari (Campear Engenharia Agronômica)
Entre los errores más comunes en la operación de maquinaria agrícola se encuentran la falta de mantenimiento preventivo, el uso de repuestos no originales, calibración incorrecta, entre otros.
