Prueba de conducción exclusiva con la empacadora Massey Ferguson MF 2234

La mecanización agrícola es cada vez más necesaria en procesos que implican el cumplimiento de las normas y procedimientos ambientales en la producción agrícola. Los motores agrícolas han incorporado sistemas de control de emisiones contaminantes, los vehículos agrícolas han comenzado a utilizar neumáticos de alta flotación para reducir la compactación del suelo, y los pulverizadores pueden detectar pasadas superpuestas, controlar el caudal de las boquillas, así como reutilizar productos y minimizar los residuos. En resumen, toda la cadena de maquinaria agrícola se utiliza actualmente para contribuir al desarrollo de tecnologías que mitiguen los problemas ambientales.

En esta prueba se utiliza la empacadora rectangular Massey Ferguson MF 2234 para recoger paja que se utilizará para generar energía quemándola en calderas de plantas de producción de alcohol y azúcar.

Para conocer la máquina y probarla, fuimos a un área de producción de caña de azúcar, en la Usina da Pedra, al borde de la Via Anhanguera, SP-330, entre las ciudades de Cravinhos y Ribeirão Preto, para evaluar cómo trabaja con esa materia prima, en la formación de grandes fardos rectangulares.

Estas máquinas se fabrican en Estados Unidos, en las instalaciones de Hesston en Kansas. Hesston, una marca de AGCO, fabrica empacadoras Massey Ferguson. Tradicional fabricante de estos productos en EE. UU., la empresa cuenta con décadas de experiencia en la fabricación de equipos para heno y forraje, y trajo la MF 2234 a Brasil, ofreciendo soluciones de empacado que abarcan los diversos modelos que fabrica.

Actualmente, Massey Ferguson ofrece en el mercado brasileño, además del modelo que probamos, la MF 1840, que produce pacas rectangulares pequeñas de 356 mm de alto por 457 mm de ancho, y las MF RB F y MF RB V, que producen pacas redondas. La primera tiene una cámara fija y la segunda, una cámara variable. Estos dos modelos están diseñados para grandes volúmenes de material. La MF 2234 se lanzó en Brasil en 2025 en la feria Agrishow de Ribeirão Preto, São Paulo, y actualmente se encuentra en plena producción comercial. De la serie 2200, además del modelo que probamos, Massey Ferguson vende las MF 2233, MF 2234 XD y MF 2244.

Nuestra experiencia previa probando empacadoras para la revista Cultivar Máquinas fue en noviembre de 2012, cuando probamos cuatro modelos Hesston en Estância JE, en el distrito de Santa Eudóxia de São Carlos, estado de São Paulo. En ese lugar, probamos la SB 34 para pacas pequeñas, la LB 34B para pacas rectangulares grandes y la RB 452 para pacas redondas o enrolladas. Esta nueva línea, que actualmente se vende en Brasil, es similar a la que se produjo en aquel momento, pero con varias mejoras que sugieren una evolución del producto, tanto en su diseño como en la tecnología de producción de pacas.

Usina da Pedra pertenece al Grupo Pedra Agroindustrial S/A y produce caña de azúcar para etanol, azúcar y energía desde la década de 1930. Actualmente cuenta con cuatro unidades en Serrana, Buritizal y Nova Independência, en el estado de São Paulo, y Paranaíba, en el estado de Mato Grosso do Sul. Como la mayoría de las empresas del sector, su responsabilidad social y ambiental se refleja en sus procesos de producción. La preocupación por los incendios y el compromiso con la generación de energía limpia a partir de residuos encajan a la perfección con el acuerdo con Sítio Muro de Pedras, en Serrana, São Paulo, propiedad del ingeniero Antonio Fernando Tittoto, quien cosecha la paja de caña de azúcar y produce fardos para su posterior producción de energía.

Sítio Muro de Pedras, cliente de Massey Ferguson desde hace mucho tiempo, cuenta con varias empacadoras y otros equipos para hilerar, recolectar y transportar pacas. La zona que trabajamos fue un rebrote de caña de azúcar, cosechado hace 20 días, pero que será desbrozado para el posterior cultivo de soja en la parcela.

Aunque el uso más frecuente de una máquina para enfardar material vegetal es con material más liviano, como alfalfa, pastos y residuos de cultivos anuales, todas las pruebas realizadas por el equipo de desarrollo de MF, como el trabajo que está realizando el equipo de Sítio Muro das Pedras, han demostrado que es capaz de procesar este material más pesado y resistente, como el residuo de caña de azúcar.

En este intenso entorno de producción, probamos la empacadora Massey Ferguson MF 2234 en un día soleado, lo que implicó un extenso trabajo de campo. En esta prueba de campo, contamos con el apoyo del ingeniero Marcelo Pupin, Coordinador de Marketing de Massey Ferguson para Sudamérica (Heno y Forraje), quien cuenta con una amplia experiencia en este tipo de equipos. Fueron momentos de intensa información y trabajo.

La máquina en el campo

La máquina estaba acoplada a un tractor Massey Ferguson 8S 265, con una potencia máxima de 265 CV y ​​un motor AGCO Power de seis cilindros y 7,4 litros de cilindrada. Otros tractores, especialmente aquellos equipados con transmisiones Powershift, pueden utilizarse con este sistema mecanizado, siempre que desarrollen al menos entre 170 y 180 CV de potencia máxima.

El enganche principal de la máquina se realiza mediante la barra de tiro, accionada mecánicamente por la toma de fuerza de 1.000 rpm y 21 estrías, y el sistema hidráulico se activa mediante cinco conexiones de control remoto (RCV). El enganche está sujeto por una cadena de seguridad y un dispositivo de suspensión y ajuste (gato) que lo sujeta, y que se retrae mediante un resorte después de su uso. Este dispositivo ajusta el punto de enganche según la altura de la barra de tiro del tractor, que varía según su tamaño y neumáticos.

Con una distancia entre hileras de caña de azúcar de 1,80 m, el ancho de vía del tractor y de la máquina debe ajustarse a esta medida. Una máquina, un rastrillo, recoge la paja, formando una hilera de 80 cm de ancho y aproximadamente de 30 a 35 cm de alto entre las hileras. Luego, se forma una hilera cada cuatro o cinco hileras, como suele referirse el personal técnico. Las condiciones óptimas de empacado requieren paja seca en la hilera. El ancho de vía de la empacadora es de 2,25 m, medido en los neumáticos de apoyo del recolector, que son 4.80/4.00 8 NHS, y en los neumáticos de apoyo de la máquina, que son neumáticos de alta flotación que miden 700/50-22.5. Esta máquina estaba equipada con un solo eje, pero el modelo vendría equipado con una rueda tándem, con neumáticos especificados como 500/50x17. El ancho de vía del tractor, a su vez, era de 1,92 m, medido en la rueda trasera.

Operación del sistema

El funcionamiento de esta máquina es bastante complejo, ya que consta de un conjunto de sistemas mecánicos que deben funcionar en perfecta sincronía. El primer sistema es el de recolección y elevación, encargado de levantar la paja del suelo e introducirla en la máquina. Otro sistema separa y forma una rodaja, y, una vez en la cámara, un tercer sistema compacta y consolida la paca, proporcionando consistencia y aumentando la densidad del material según el objetivo de la operación. Estos sistemas básicos se complementan con otros, como el complejo mecanismo de atado de pacas y el sistema de expulsión de pacas.  

Es evidente que para el correcto funcionamiento de una empacadora, el corte y el acondicionamiento del material son cruciales. Factores como el tipo de material, el método de corte, el acondicionamiento de las hileras y el contenido de humedad del material influyen directamente en el correcto funcionamiento de la máquina.

El sistema de esta máquina permite empacar sin hilerar previamente, lo que permite recolectar el material esparcido en la superficie hasta una anchura de trabajo aproximada de 2 m. Sin embargo, es sabido que hilerar y recolectar una hilera en la parte central del recolector mejora significativamente la calidad y la cantidad del trabajo.

La máquina obtiene la potencia mecánica del tractor a través de un primer cardán acoplado a la toma de fuerza y ​​la transmite a un segundo cardán que contiene el embrague deslizante y un volante de inercia de alta inercia, lo que garantiza la continuidad del movimiento y evita que la máquina se atasque. A través de la transmisión, el movimiento rotatorio se transforma en diversos movimientos alternativos, necesarios para la formación y compactación de pacas. De este modo, el movimiento entra en los cardanes del tractor, pasa por el embrague y el volante y, al pasar por un pasador de seguridad, activa la caja de cambios de doble reducción integrada, que acciona directamente el émbolo.

El material entra en la máquina a través del recogedor, un conjunto de dos cilindros, el inferior con dedos. La paja entra entre los dos cilindros, levantada por las horquillas del cilindro inferior, que deben ajustarse para tocar únicamente la paja y no el suelo. El recogedor es flotante y su altura de trabajo se controla mediante ruedas de apoyo.

La paja entrante se recoge en el centro mediante dos sinfines a cada lado. Desde este punto, el material concentrado en el centro es movido por un cigüeñal, que lo desplaza a través de horquillas, comenzando a formar la rodaja y a introducirse en la precámara de compresión.

La porción preformateada entra horizontalmente en la precámara, acumulándose gradualmente y colocándose verticalmente antes de entrar en la cámara de compresión o empacado. Allí comienza la compactación de la porción mediante el pistón, que compacta la paca. Los brazos de carga se controlan automáticamente mediante la configuración del monitor. El pistón, que compacta el material según la carga preprogramada, realiza un ciclo de compactación de porción hasta que se introduce una nueva porción, que formará otra paca.

Una vez formada la paca y atada con hilo, los dientes en el fondo de la cámara la bloquean y la desplazan, actuando como mecanismo de extracción. Las pacas se empujan una a una a lo largo de una cinta transportadora con inclinación ajustable para reducir el impacto de la caída. Sin embargo, gracias a la densidad con la que la paca sale de la máquina y al perfecto funcionamiento de las cuerdas que la atan, no se observan daños al salir.

Al final del proceso, otra máquina recoge las pacas, acumulándolas en un remolque con capacidad para hasta diez pacas.

Tetas

Una vez compactada, la paca recibe el hilo a través de un juego de seis agujas y anudadores, lo que significa que seis hilos recorren toda la longitud de la paca. De hecho, se utilizan doce hilos: seis entran por la parte inferior y seis por la superior, y los hilos inferiores cubren la parte inferior y dos lados longitudinalmente. Los nudos se atan en la parte superior, al principio y al final de la paca mediante un sistema de doble nudo.

Este complejo sistema de rodillos, agujas y anudadores de hilo funciona en conjunto con un ventilador de turbina de accionamiento hidráulico que ayuda a limpiar todo el sistema de anudado. Los hilos de polipropileno cuentan con un sistema de aceite autolubricante, esencial para su correcto funcionamiento.

El acceso a la zona de atado y a la parte superior de la máquina se realiza mediante una escalera trasera. La zona está protegida por una estructura tubular de soporte, que cumple con las normas de seguridad.

Operación

Durante la jornada de pruebas, monitoreamos la formación de las pacas y ajustamos el funcionamiento de la máquina para operar a velocidades de desplazamiento de 4,8 km/h, 5,5 km/h y 6,6 km/h. Verificamos que las pacas se formaran a todas las velocidades, cumpliendo con las expectativas del cliente, que requería una alta compactación. La velocidad de trabajo siempre dependerá del tamaño de la hilera y de la disponibilidad de material.

Con la configuración que utilizamos, operando con el motor del tractor a 1.950 rpm y una fuerza de compactación (carrera) de 180 kN, logramos formar una paca con 33 rebanadas y 47 carreras por minuto. Se sabe que cuantas menos rebanadas tenga una paca, mayor será la productividad laboral, en términos de peso por unidad de tiempo.

Operativamente, extraíamos una paca cada 45 m, con una distancia entre hileras de 7 m. Con una velocidad de desplazamiento de 5,5 km/h, esto producía aproximadamente dos pacas por minuto, o 122 pacas por hora, lo que superó nuestras expectativas iniciales. Aunque las pacas pueden alcanzar una longitud de hasta 2,75 m, nuestras mediciones mostraron que cada paca medía 1,20 m x 0,90 m x 2 m, tenía un volumen de 2,16 m³ y pesaba aproximadamente 600 kg.

En términos de capacidad de producción, considerando un ancho de 7 m y una velocidad de desplazamiento de 5,5 km/h, se puede deducir que, en estas condiciones, se alcanza un rendimiento total de 264 m³/h. Considerando un peso promedio de 600 kg por paca, se puede concluir que la máquina puede empacar, en las condiciones de prueba, alrededor de 73 toneladas por hora.

Ajustes de la cabina

El sistema electrónico de gestión y control del trabajo de la empacadora puede utilizarse de dos maneras. Si el sistema de monitorización de funciones del tractor es compatible con el de la máquina, el protocolo de comunicación CAN-Bus elimina la necesidad del monitor de la máquina. Sin embargo, si el tractor no es compatible, el monitor GTA es la salida, y todas las funciones se controlan mediante comunicación Isobus.

Para una comunicación completa entre el tractor y la empacadora, utilizamos el monitor ubicado sobre la consola lateral del tractor, a la derecha del asiento, con todas las funciones. Durante el montaje de la paca, se puede ver el número de cortes que componen la paca, aumentando progresivamente en proporción, por ejemplo, 15/37 (15 cortes de un total de 37 que conformarán la paca), y la fuerza de 180 kN necesaria para su compresión. También se registran la velocidad de entrada de 1.000 rpm y la presión total ejercida de 1.400 psi. Todos estos parámetros se pueden controlar desde la cabina, modificando la compresión de la paca.

La máquina cuenta con varios sensores que emiten alertas importantes. El primero es el sensor del embrague de la empacadora, el segundo es un sensor ubicado en el embrague del recolector y el tercero detecta el deslizamiento del alimentador. Ambos sensores trabajan en conjunto. El deslizamiento del alimentador indica sobrecarga, lo que indica que la velocidad de desplazamiento es demasiado alta. También cuenta con un sensor de conteo de pacas, que avisa del final de una paca con el movimiento final de las agujas de atado.

Generación de energía a partir de paja de caña de azúcar

Como se menciona en el texto, se requiere cada vez más que la maquinaria agrícola participe en procesos de sostenibilidad y genere soluciones alternativas para la conservación de la naturaleza y el bienestar de los trabajadores. La generación de energía limpia y renovable a partir de residuos vegetales es una alternativa para el cultivo de caña de azúcar.

Este procedimiento se considera un método de producción sostenible, ya que reutiliza un residuo agrícola relativamente indeseable, principalmente debido al riesgo de incendios, y está totalmente disponible cuando se renueva el cañaveral. En este proceso, se aprovecha una biomasa significativa con alto potencial energético, anteriormente no utilizada.

El proceso de generación de energía a partir de residuos vegetales empacados puede utilizarse para quemarlos en calderas, generando vapor que impulsa turbinas generadoras de electricidad. Este es el proceso más sencillo. Otra alternativa es la producción de gas de síntesis, pero es un poco más compleja.

Por lo tanto, para que el proceso funcione, la materia prima debe llegar a la caldera. Entre los métodos de recolección, se siguen utilizando los que transportan material a granel; sin embargo, la entrega de material en fardos es la más eficiente, ya que el sistema facilita su transporte y manipulación. Una vez que este material llega a la planta, se tritura y se quema, lo que permite el proceso de generación de energía.

José Fernando Schlosser,
Laboratorio de Agrotecnología/UFSM