Las labores manuales en la agricultura han demostrado muchas veces la necesidad de sustituirlas con máquinas agrícolas y utilizar una tecnología adecuada, para hacerlas más eficientes y mejorar los costos de producción. En este artículo abordaremos algunos conceptos de las máquinas que se utilizan en la poda y trituración de residuos de los cultivos, así como sus características y sus principales funciones.  

Hace alguno años se acostumbraba a quemar las hojas de la caña de azúcar antes de su cosecha y causaba un daño agronómico, operacional, social y sobre todo un enorme impacto ambiental. En la actualidad, las hojas de la caña de azúcar son aprovechadas para generar energía de forma renovable y ha permitido también que en el desarrollo de otros cultivos importantes como la palta, el arándano, la uva de mesa, el limón, la naranja y el pimiento, se promueva la poda y la trituración de sus residuos, para un mejor aprovechamiento energético de estos o en todo caso su incorporación como materia orgánica en la mejora de las propiedades del suelo.

La Poda

La poda de un determinado cultivo es decisiva en la producción y la calidad de este, facilita las operaciones agrícolas, permite contener el crecimiento excesivo de la vegetación, mejora la concentración de los nutrientes, existe una mejor circulación del aire y mayor filtración de la luz solar y promueve un entorno más saludable contra las plagas y enfermedades. Las podadoras se clasifican por el sistema de corte y se dividen en tres grandes grupos: podadoras de discos (corte por impacto), podadoras de barras de corte (corte por cizallamiento) y podadoras de cuchillas rotativas (corte por impacto). La poda se puede realizar de tres formas: lateral (para controlar el ancho de la vegetación), en altura (para aumentar la ramificación del cultivo) y en la parte baja (para facilitar la aplicación de herbicidas o la cosecha mecanizada). El acoplamiento de las podadoras generalmente es en la parte frontal o posterior de un tractor agrícola, teniendo en cuenta el criterio de la visibilidad y la estabilidad del conjunto. La estructura de las podadoras está constituida por unos brazos articulados, telescópicos o giratorios y los elementos de corte, que le permite adaptarse a diferentes cultivos, generando una amplia variación de especificaciones técnicas. Por citar algunos ejemplos, existen podadoras de corte unilateral y de una sola altura, o corte bilateral con dos alturas. Las podadoras poseen un circuito hidráulico que les permite mover los brazos y posicionarse según el corte requerido, es decir, elevándose, descendiendo, acercándose y alejándose, a su vez que acciona los elementos de corte. Para el caso de las podadoras de discos, este circuito también permite adaptar a los discos a cualquier ángulo o posición e invertir su giro. Cuando nos referimos a los elementos de corte, hablamos de los discos dentados (podadoras de discos), las cuchillas (podadoras de barras de corte) y cuchillas rotativas (podadoras de cuchillas rotativas). Los discos dentados suelen tener un diámetro que oscila entre 40 y 60 cms y están dispuestos en un número de 4 a 8 discos. Las cuchillas poseen un movimiento alternativo en relación con una contracuchilla y se localizan a lo largo de la barra de corte. Las cuchillas rotativas a diferencia de las cuchillas anteriores no llevan contracuchillas. Las podadoras pueden realizar cortes de material cuyo diámetro varía entre 6 a 20 cms, con una longitud de 2 a 3 m, con un ancho de 2 a 8 m y una altura de hasta 6 m. La velocidad de operación del conjunto en este caso varía de 1.5 a 2 km/h.

Podadora adaptada a un tractor agrícola, cuyos discos de corte se sitúan en los extremos de una estructura de cuatro brazos. Fuente: MAQUITEAM, 2022. 

La Trituración

La trituración de los residuos de ciertos cultivos pretende aprovecharlos como fuente de energía, biomasa o mejorar la estructura del suelo. Para este fin son utilizadas las trituradoras de eje horizontal y las de eje vertical. Las trituradoras de eje horizontal son las más utilizadas y disponen de anchos de trabajo que pueden llegar hasta 8 m, pero las más comunes varían entre 1.15 a 3 m. El peso se encuentra entre 300 y 1000 kgs y su requerimiento de potencia según el ancho de corte puede estar entre 30 a 90 hp. Estas trituradoras poseen un rotor, donde son instalados unos martillos de punta lisa (golpe) o cuchillas en forma de “Y” (corte) que al girar golpean con unos contramartillos o contracuchillas, consiguiendo con dicho golpe trozar el material. Este tipo de máquinas pueden llegar a triturar material desde 1 a 12 cms de diámetro. En las trituradoras de eje vertical el elemento trozador que puede ser una cadena o una cuchilla está suspendido en un rotor vertical cuyo movimiento giratorio realiza el trozado o corte. Su uso está más direccionado al sector forestal, donde la uniformidad del corte no es de gran relevancia. El ancho de trabajo está entre 1.5 a 4.5 m. El peso entre 400 y 1000 kgs y el requerimiento de potencia está entre 60 y 100 hp.

La trituradora de eje horizontal es utilizada en viñedos, cítricos y pimiento. Fuente: BCS AGRÍCOLA, 2022.

Características técnicas de una trituradora de residuos de eje horizontal. Fuente: SEPPI, 2022.

La poda y la trituración son las labores agrícolas que se han convertido en las más habituales de la explotación agrícola y han permitido el aumento del mercado de máquinas especiales que permiten une mejor recuperación e incorporación de los residuos de importantes cultivos.

Referencia Bibliográfica: Innovagri, 2020.

Nueva tecnología en máquinas agrícolas

Los gases de efecto invernadero es propiciada por el uso de los combustibles fósiles en todo tipo de máquinas y vehículos. Por ejemplo, el sector agricultura produce alrededor del 23 % de esos gases y algunas máquinas agrícolas contribuyen con ello. Una de las alternativas sostenibles para contrarrestar este impacto es la innovación y uso de máquinas eléctricas, que se apoyan en el uso de energías renovables y son mucho más “amables” con el medio ambiente. A la electrificación de las máquinas, también se suman la automatización, la autonomía y la inteligencia artificial, que se han convertido en los principales hitos del futuro de la producción agrícola y un modo de enfrentar el desafío que representa el cambio climático. 

Antes de sumergirnos en el conocimiento de la nueva tecnología desarrollada en las máquinas agrícolas, resulta importante aclarar ciertos términos relacionados a ella, porque el lenguaje se puede tornar confuso y difícil a medida que vayamos describiendo sus particularidades. Con esta pequeña introducción estoy seguro de que lograremos una mejor comprensión.

Conceptos claves

La automatización se refiere a las funciones que una máquina realiza de forma automática. Esto significa que el operador puede llevar una secuencia de trabajo antes o después de la actividad automatizada, con la única finalidad de poder completar dicho trabajo. La autonomía de una máquina o equipo significa la realización de las operaciones programadas en ciertas condiciones, sin intervención del ser humano. La semi-autonomía es cuando una máquina realiza un conjunto de actividades, sin la intervención del operador y sólo interviene en la finalización de dichas actividades. La operación humana es cuando el operador controla una máquina en todo momento, mientras que la inteligencia artificial es un programa de computación, que realiza determinadas operaciones que se consideran propias de la inteligencia humana.

Tecnología de la electrificación

La tecnología de la electrificación comenzó en el sector automotriz y es importante establecer las diferencias entre los vehículos que poseen esta tecnología. Los vehículos EV (electric vehicle) son totalmente eléctricos, los HEV (Hybrid Electric Vehicle), cuyo sistema de propulsión lo compone un motor de gasolina y un motor eléctrico, los PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle) que posee el mismo sistema de propulsión que un vehículo HEV, pero incluye, además, un enchufe para cargar una batería de mayor capacidad y los FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle), cuyo sistema de propulsión consiste en un motor eléctrico y una batería que obtiene la energía a través de una pila de combustible de hidrógeno. Como observamos, existe una serie de alternativas que fomentan las ventajas de la electromovilidad y que se enfocan, principalmente, en el cuidado del medio ambiente, en el fácil mantenimiento y en la reducción de los costos operativos.

En tractores agrícolas

Lo primero que observamos en los tractores agrícolas que funcionan con electricidad es el reemplazo del motor de combustión interna por un motor eléctrico y normalmente se le conoce como tractor eléctrico. La tendencia actual es “la electrificación del todo”, es decir, otros componentes como la transmisión, dirección o la acción de acoplar de implementos agrícolas al tractor, también deben funcionar eléctricamente. Esto se encuentra en una etapa de desarrollo y a través de los ensayos, pruebas y la investigación, vienen comprobando su desempeño. Para referirnos a los tractores agrícolas inmersos en este tipo de tecnología debemos mencionar necesariamente algunas marcas que la desarrollaron y vienen desarrollando en la actualidad.

● Case IH: Fue una de las primeras marcas en realizar el lanzamiento del tractor autónomo ACV, sin cabina y conducido de forma remota. Opera con un piloto automático y con un sistema de telemetría para ser comandado a distancia. Este prototipo fue diseñado para realizar labores de siembra, distribución de fertilizantes y recolecta de cosecha.

Primer tractor agrícola autónomo lanzado por CASE IH en 2017. Fuente: Agronews Castilla y Guijón, 2022.

●John Deere: A través de su programa SESAM (Sustainable Supply for Agricultural Machines) desarrolló un prototipo de alta potencia (400 hp) de la Serie 6R, que posee baterías de litio para alimentar los motores eléctricos que accionan los elementos de propulsión y otros componentes del tractor. También ha diseñado un tractor compacto eléctrico modelo 1R con cero emisiones, cuya batería se carga en 4.5 horas y básicamente se desempeña en el mantenimiento de los pastos y jardines. Asimismo, ha creado el tractor eléctrico semi-autonómo, que lleva un motor eléctrico, no lleva cabina ni volante y tampoco un elemento que controle la dirección. Este tipo de tractor capta una señal mejorada de GPS, registra y transmite información geolocalizada a una estación, desde donde se lleva el control.

Tractor eléctrico para su desempeño en pequeñas áreas. Fuente: JOHN DEERE, 2022. 

● Fendt: Es otra marca que ha desarrollado un tractor totalmente eléctrico, con potencia de 81 hp, el modelo e100 Vario posee una autonomía de trabajo de cinco horas en condiciones normales y su batería se recarga hasta en un 80 % en 40 minutos. Puede utilizar implementos agrícolas convencionales y eléctricos.

Tractor agrícola modelo e100 Vario completamente eléctrico. Fuente: FENDT, 2022.

● Solectrac: Es una empresa americana que ha desarrollado un tractor agrícola eléctrico modelo e70N, con una potencia de 70 hp, está dotado con una batería recargable en 6 horas con paneles solares o en 10 horas utilizando un enchufe convencional de 220V 50A. Este tractor cuenta con un sistema doble tracción y una autonomía de trabajo de 4 a 8 horas, ideado para trabajar en viñedos y en locales poco espaciosos que requieren de una alta maniobrabilidad.

Tractor agrícola eléctrico para desarrollo de trabajos en viñedos. Fuente: SOLECTRAC, 2022.

● Kubota: La empresa japonesa anunció recientemente el lanzamiento de un tractor eléctrico modelo LXe-261, con una potencia de 25 hp, que trabaja con una batería de litio recargable en una hora y autonomía de funcionamiento de 4 horas. El tractor fue diseñado para realizar labores de transporte y mantenimiento de áreas verdes.

 Tractor agrícola compacto para que mantenimiento de parques y jardines. Fuente: KUBOTA, 2022.

Otras máquinas

La tecnología descrita anteriormente no es exclusiva en los tractores agrícolas, también existen otras máquinas que la utilizan y a continuación describiremos algunas de ellas.

● Guss: La marca americana Global Unmanned Spray System-Guss lanzó al mercado en el 2019 los pulverizadores autónomos para frutales que, con un tiempo de trabajo de 12 a 14 horas, realizan los tratamientos de forma totalmente automatizada a cualquier hora del día y reduciendo en gran medida la mano de obra para esta labor. Este pulverizador suele tener una longitud de 7.3 metros, un ancho variable entre 1.8 m a 2.3 m y un tanque de pulverización de 2270 litros, cuenta con tecnología de geolocalización, LIDAR, visión artificial para su posicionamiento, guiado y la aplicación de los productos fitosanitarios. Un solo operador puede llegar a monitorizar hasta ocho máquinas de forma simultánea.

Pulverizador autónomo para frutales cuyo tanque es de 2270 lts de capacidad. Fuente: GUSS, 2022.

● Jacto: El mayor fabricante de pulverizadores agrícolas en Brasil también ha diseñado un pulverizador autónomo para frutales, el modelo Arbus 4000 JAV, con un tanque de pulverización de 4000 litros, posee un sistema de escaneo de la planta, un conjunto de ventiladores accionados eléctricamente y controlar el aire de forma independiente, un sistema de aplicación inteligente que considera el tamaño de la planta y que le permite reducir el uso de los productos fitosanitarios, generando menos contaminación del medio ambiente.

Pulverizador autónomo para frutales cuyo tanque es de 4000 lts de capacidad. Fuente: JACTO, 2022.

● John Deere: Ha creado un pulverizador autopropulsado convencional con un tanque de pulverización de 560 litros. Con la ayuda de la inteligencia artificial y la tecnología See&Spray, el sistema reconoce las plantas cultivadas y las plantas dañinas, realizando un tratamiento localizado.

Pulverizador autónomo de barra sobre orugas de 570 lts de capacidad. Fuente: JOHN DEERE, 2022.

● Agco y Fendt: Han desarrollado una generación de robots agrícolas dentro de un proyecto de investigación innovador. El robot Xaver posee una unidad de siembra precisa y un sistema de autoguiado que asume el control con gran precisión. Su funcionamiento es silencioso, con tres o cuatro ruedas, peso en vacío de 150 kg, con un tanque de 20 litros para las semillas y con baterías de iones de litio posee una autonomía de dos horas de trabajo. Un conjunto de seis robots podría realizar hasta 3 ha/hora, incluido el tiempo de recarga.

Robot eléctrico con unidad de siembra de precisión modelo Xaver. Un grupo de 6 robots pueden sembrar hasta 3 ha/h. Fuente: FENDT, 2022.

Este gran avance de la tecnología se ha instaurado en las máquinas agrícolas, pero implica estar preparados para poder implementarla y obtener los beneficios con el aumento de la productividad agrícola y por sobre todo estaremos cuidando nuestro medio ambiente. Surgen también preguntas como: ¿Hasta qué punto es posible? ¿Qué cantidad de recursos se necesita para impulsar esta tecnología? ¿Las máquinas eléctricas poseen el mismo desempeño que las convencionales? ¿Por qué debemos invertir en electrificación? ¿Es posible su desarrollo? Por el momento resulta complicado responder, pero estamos a pocos pasos de conocer las respuestas y esperamos sean satisfactorias. 

Referencias bibliográficas: 1) Catalán, H.; Más que máquinas agrícolas. 2) Marquez, L.; Los eléctricos en la maquinaria industrial y agrícola.