Maniobras inadecuadas aumentan los costos de las cosechadoras de caña de azúcar

La cadena de la caña de azúcar es una de las más importantes del sector agroindustrial brasileño, siendo Brasil el mayor productor mundial de azúcar y el segundo productor de etanol. Los ingenios azucareros, buscando mejorar la rentabilidad del sector, han optado por incrementar paulatinamente la adopción de la mecanización, especialmente la cosecha, que desde el punto de vista económico destaca por sus altos costos.

En el desafío actual de reducir costos para aumentar la competitividad, el sector busca adoptar prácticas de gestión que vayan más allá de mejorar los índices de cosecha mecanizada (en términos de kg/hora o toneladas/día/máquina). También se deben tener en cuenta factores como: la calidad de la materia prima que abastecerá a la industria, la tasa de pérdidas, la capacitación de un contingente relevante de mano de obra y los gastos en mantenimiento de maquinaria, especialmente mantenimiento no programado, provocados por prematuros y acelerados. desgaste de los componentes de la máquina y que provoca paradas inesperadas. 

Para aumentar la eficiencia y la disponibilidad mecánica, todo directivo sabe que se debe prestar especial atención al componente responsable del soporte y del complejo sistema de locomoción de una cosechadora: la cinta transportadora. 

El material rodante se compone básicamente de orugas, zapatas, rodillos superiores e inferiores, rueda guía, rueda motriz, pasadores, casquillos, eslabones y carro. Los costos de mantenimiento de estas piezas representan el mayor porcentaje de los costos totales de mantenimiento en muchas plantas. 

Por ello, la especialización de los mecánicos que se ocupan de este rubro es fundamental para garantizar un mantenimiento de alto nivel y evitar gastos en reparaciones. La rutina de estos profesionales incluye algunas inspecciones y procedimientos de ajuste periódicos. Tensar la cadena, por ejemplo, es la condición de ajuste más delicada: si está demasiado estirada provocará un desgaste prematuro de los casquillos, entre otros componentes, y, si está floja, dañará los rodillos, lo que puede provocar Daños y accidentes durante la operación de cosecha. 

Además, todas las cosechadoras de la planta son monitoreadas constantemente y la información sobre la ocurrencia de daños, reparaciones y desgaste de sus componentes se envía a una estación de mantenimiento centralizada.

Si la cinta transportadora todavía representa el costo más alto en las hojas de cálculo de mantenimiento de maquinaria y equipos de la planta, la razón puede estar en una práctica operativa importante, pero que rara vez se aborda en la capacitación: la maniobra de la cosechadora. 

Las maniobras de las máquinas se consideran ineficiencias operativas, ya que reducen la capacidad efectiva de cosecha (kg/hora o toneladas/día), y existe un consenso general en que deben realizarse lo antes posible, con el fin de reducir los tiempos improductivos en la cosecha. operación. . 

Sin embargo, en la cosecha mecanizada de la caña de azúcar existe un contraste, ya que el corte y la carga son simultáneos, al igual que las maniobras en cabecera. Es decir, las cosechadoras operan acompañadas de un tractor que tira de un vehículo que transporta una o dos unidades. Cuando el conjunto cosechador-tractor-transbordo llega al final del cortafuegos (eito), el transbordo sale a realizar su maniobra inicialmente en cabecera, y, debido al radio de giro incompatible con el tamaño del transportador, entra en el borde del campo recién cosechado y regresa a la hilera adyacente para ser cosechada. O, para evitar pisotear la frontera, realiza su maniobra en un espacio libre, ubicado cerca del área de cosecha. Mientras tanto, la cosechadora también realiza su maniobra dentro del espacio de transporte, y generalmente en dirección opuesta al tractor de transbordo. 

Se observa entonces que aunque se realizan de forma independiente, las maniobras de cosecha y de transbordo son concomitantes. Se recomienda que mientras el transbordo inicia su maniobra, el operador de la cosechadora desacelere la máquina (bajando la rotación del motor), apague la cortadora y levante la parte delantera de la máquina, liberando del suelo los discos de corte de la base, y realizando la maniobra con ayuda de las palancas del bastón (nunca en sentido contrario), y en al menos tres etapas, antes de reposicionarse en la siguiente línea de caña, evitando así daños y desgaste del material rodante. 

Esta información puede parecer obvia, pero una prueba sobre los tiempos de maniobra de conjuntos de cosecha mecanizados realizada en una planta ubicada en el estado de São Paulo mostró que en esta unidad el 33,7% de las maniobras se realizan de manera brusca (“giro sobre el pie”). Y en esta planta el mayor gasto de mantenimiento corresponde al material rodante.

Prueba

El experimento se realizó en una fábrica de caña de azúcar ubicada en el estado de São Paulo, y el presente trabajo fue desarrollado con el apoyo del Laboratorio de Maquinaria y Mecanización Agrícola – Lamma, de la Unesp, en Jaboticabal (SP). Los tiempos de maniobra de transbordo del tractor y tiempos de maniobra de la cosechadora se recogieron durante la cosecha en diferentes parcelas con características de relieve similares. 

El conjunto mecanizado analizado estuvo compuesto por cosechadoras autopropulsadas de 260kW (358cv), con joystick para control de dirección, y tractores 4x2 TDA, de 172kW (235cv) de potencia, que arrastraban dos unidades de transbordo con una capacidad volumétrica de 33m3 y carga capacidad de 14.000 kg cada uno.

Para las maniobras de la cosechadora, se computaron por separado los tiempos de maniobra, donde el operador las realizaba correctamente (en tres etapas), y los tiempos dedicados a ejecutar maniobras bruscas, donde el operador gira alrededor del eje de la máquina utilizando las palancas de control ubicadas en el lado izquierdo del operador. asiento).

La complejidad y funcionamiento de una cosechadora de caña de azúcar, así como los altos costos operativos, justifican la importancia de evaluar constantemente el desempeño operativo y la calidad de la cosecha mecanizada, ya que calidad y costo van de la mano.

Así, para procesar los datos de tiempos de maniobra recopilados y realizar un análisis detallado de las variables que interfieren en la interacción máquina y operador, se utilizó un método científico con gran potencial de aplicabilidad, denominado Control Estadístico de Calidad (CEQ).

Las herramientas CEQ, principalmente los llamados gráficos de control, son ampliamente utilizados en procesos industriales, y su uso es cada vez mayor en procesos agrícolas. En lo que respecta a los procesos mecanizados, el cuadro de control es sin duda la herramienta más utilizada en los trabajos de investigación, lo que se justifica porque permite monitorear datos de campo durante períodos de tiempo, comprobando la calidad y el desempeño de una operación, porque si el proceso se monitorea periódicamente, se conocerá su comportamiento, lo que facilitará identificar cuándo no es estable y dónde falla. 

Según Trindade et al (2007), estos puntos defectuosos, que pueden causar inestabilidad en una operación, se denominan causas especiales de variación y ocurren debido a factores conocidos como “6M” (mano de obra, máquina, materia prima, método, medición y ambiente).

Resultados

Los puntos del gráfico de control (Figura 2) representan los tiempos de las maniobras realizadas por la cosechadora. La línea verde central representa el valor medio de los puntos recogidos, y la línea roja discontinua, denominada Línea de Referencia, representa el tiempo medio que tarda el tractor de transbordo en ejecutar la maniobra de cabecera. La línea de referencia se insertó para que se pudiera realizar una comparación entre los valores promedio de los tiempos de maniobra de la cosechadora y los tiempos de transbordo del tractor.

La maniobra correcta de la cosechadora (realizada en tres etapas) tomó un tiempo promedio de 38,5 segundos. Las maniobras bruscas, también llamadas maniobras “a pie”, se realizaron en un tiempo promedio de 26 segundos, siendo el tiempo de maniobra más bajo observado en esta técnica de 20 segundos.

El tiempo medio que tarda el grupo tractor-transbordo en realizar la maniobra de cabecera es de 47,3 segundos, tal y como indica la línea de referencia en el gráfico de control. Se observa que el tractor de transbordo tarda casi el doble en realizar maniobras que la cosechadora. Esto es evidente en los gráficos de control por la distancia entre la línea de referencia y la línea media central en el segundo gráfico de control. E incluso el tiempo de maniobra más largo observado en esta carta, 31 segundos, sigue siendo inmensamente más corto que el tiempo de maniobra de transbordo del tractor.

Observando el primer cuadro de control, se observa que, incluso para las maniobras de la cosechadora realizadas correctamente, el tractor de transbordo todavía tarda casi diez segundos más en completar su maniobra y reposicionarse junto a la cosechadora. También vale la pena señalar que sólo el 37% de las maniobras de tres etapas se realizaron en un tiempo superior al promedio, lo que se puede comprobar por el mayor número de puntos ubicados debajo de la línea central del primer gráfico de control. Es decir, la mayoría de los operadores de cosechadoras maniobraron en tiempos inferiores a 38,5 segundos.

Además, sólo se realizaron cinco maniobras en un tiempo igual y/o superior al tiempo de maniobra de transbordo del tractor. Y entre los cinco puntos, dos fueron identificados por el cuadro de control como causa especial (puntos ubicados por encima del LSC - límite superior de control de calidad), posiblemente debido a factores laborales y ambientales (condiciones de alivio en esa ubicación específica).

En la práctica, estos resultados indican que el tiempo de maniobra de la cosechadora puede aprovecharse mejor, ya que está condicionado por el tiempo de transbordo del tractor. Incluso maniobrando rápidamente, la cosechadora tendrá que esperar a que el tractor regrese para continuar cosechando. 

Además, la maniobra brusca (“a pie”) provoca que los camiones giren y todo el material rodante quede desalineado, debido al exceso de resistencia y esfuerzos de fricción. En consecuencia, los pasadores y casquillos se llenarán de polvo dañando la cadena, ya que sufrirán impactos directos de otros componentes durante el movimiento; Este movimiento adicional también acelerará el desgaste de las ruedas motrices, ruedas guía y rodillos, reduciendo la durabilidad del material rodante y provocando costes de reparación.

Los números 1,2, 3 y 1 en las tarjetas representan grupos de puntos secuenciados en la misma ubicación: por encima del promedio (2), por debajo del promedio (3) y cerca del promedio (XNUMX). Estas tendencias son detectadas por una herramienta del CEQ llamada runchart (gráficos secuenciales). Estos puntos pueden interpretarse como maniobras realizadas por el mismo operador en su turno de trabajo, y que siguen el mismo patrón de técnica de maniobra, indicando la fuerte influencia de la experiencia y habilidad del operador en un proceso operacional, y la importancia de realizar una capacitación dirigida en la interacción entre la máquina y el operador, así como mejorar la comunicación entre los operadores durante las maniobras de cabecera. Porque cuando se trata del componente que genera mayores costes de mantenimiento, vale la pena dirigir hasta el más mínimo esfuerzo hacia prácticas que conduzcan a obtener el máximo beneficio y la vida útil del material rodante.

*Por Lígia Negri Correa, Adán Felipe dos Santos, Aline Spaggiari Alcántara, Renata Fernández de Queiroz, Carlos Eduardo Angeli Furlani e Rouverson Pereira da Silva, de Unesp/FCAV-Jaboticabal