Rodado del tractor agrícola

Es importante elegir y utilizar el neumático adecuado para aumentar la eficiencia de las labores agrícolas, pero, además, para minimizar la compactación del suelo y asegurar la productividad. así mismo se debe ajustar correctamente la presión del neumático de acuerdo al tipo de suelo y carga para mejorar la eficiencia del tractor.

José H. Mery G.

Dr. Ingeniero Agrónomo, asesor en Mecanización Agrícola

El rodado del tractor agrícola influye directamente en su rendimiento, tracción, consumo de combustible y compactación del suelo. Uno de los factores más importantes es la resistencia a la rodadura, que afecta la eficiencia operativa del tractor.

Existen dos tipos de diseños principales de neumáticos, Radial y Diagonal.

Los neumáticos Radiales se caracterizan por tener una distribución de las telas en 90 grados respecto del avance, fabricados con hilos tendidos perpendicularmente a la banda de rodadura de un lado al otro del talón, lo que deja la relación altura/ anchura entre 0,60 y 0,65, es decir, de ‘bajo perfil’. La banda de rodadura es rectangular, rígida, pero los costados son relativamente blandos, buscando la menor pérdida de potencia durante la rodadura, para mejorar así la tracción y reducir el consumo de combustible. Esto se logra aumentando el contacto suelo/neumático para proporcionar mayor flexibilidad y menor compactación del suelo.

La tendencia actual, en las máquinas agrícolas auto propulsadas, es el uso de neumáticos de tipo radial, debido -principalmente- a lo que indican las normativas de diferentes países, así como también a la búsqueda de eficiencia en el uso de combustible.

El diseño Diagonal es el convencional. Este tipo de neumático presenta una distribución de las telas en forma diagonal, más robusto y económico, pero generan mayor compactación. Constan de capas de telas cruzadas de nylon, rayón o poliéster, que se superponen en ángulos que oscilan entre 30° y 40° respecto a la línea central de la banda de rodadura. Las capas están recubiertas por goma para darle resistencia y flexibilidad. Los costados laterales son gruesos y proporcionan mayor resistencia a impactos y cortes, pero reducen la flexibilidad en comparación con los neumáticos radiales.

En el suelo los neumáticos diagonales producen mayor compactación superficial debido a su construcción rígida, que distribuye menos la carga, generando más presión sobre el suelo. Tiene menor capacidad de autolimpieza por lo que se adhieren más residuos de suelo y lodo en comparación con los radiales. Así mismo, presentan menor tracción y eficiencia energética, debido a su menor flexibilidad y aumentan el consumo de combustible en terrenos blandos. Al tener una estructura más resistente a impactos y cortes, funcionan bien en suelos compactos o con piedras.

Figura 1: Comparación entre un neumático Radial y uno Diagonal.

Figura 2: Efecto del ancho del neumático en la compactación de suelo

DISEÑO Y ESTRUCTURA DEL NEUMÁTICO

Según tipo de neumático: Los radiales presentan mayor flexibilidad y menor compactación del suelo. Los en diagonal (o convencional) son más robustos y económicos, pero generan mayor compactación. La estructura con banda de rodadura, con tacos profundos, mejora el agarre y los costados reforzados logran mayor resistencia a cortes y desgaste. Dependiendo del compuesto de caucho, los neumáticos presentarán un diseño para resistir la abrasión y los productos químicos.

Respecto a la presión de inflado, siempre se busca presiones de inflado bajas para conseguir menos compactación del suelo y mejor tracción. Si se aumenta la presión, tenemos mayor capacidad de carga, pero más compactación. Si consideramos la superficie de contacto, los neumáticos más anchos reducen la presión sobre el suelo y los neumáticos con mayor diámetro mejoran la tracción.

Figura 3: Efecto del tamaño e inflado del neumático en la profundidad de compactación del suelo.

EL NEUMÁTICO Y SU COMPORTAMIENTO EN CAMPO

Tracción y Deslizamiento (patinaje). La tracción del tractor agrícola, por lo general, se ve afectada por el diseño de los tacos y la capa de rodadura. Esta última cambia con el inflado del neumático y con el lastrado correcto del tractor. Los neumáticos de tipo radial, con presión de inflado correcta, permiten una buena distribución del peso, al igual que -cuando el cultivo lo permite- el uso de ruedas gemelas mejora la flotación, incidiendo positivamente en la compactación.

Respecto del desgaste y el correcto mantenimiento, un neumático desgastado reduce considerablemente la tracción y, por ende, aumenta el consumo de combustible. Uno de los factores que influyen en el mantenimiento es la alineación y presión correcta, factores que prolongan la vida útil del neumático.

RESISTENCIA A LA RODADURA

La resistencia a la rodadura es la fuerza que se opone al movimiento del neumático sobre una superficie. Esta resistencia se genera debido a la deformación del neumático y del suelo bajo la carga del tractor.

Entre los factores que influyen en la resistencia la rodadura está el tipo de neumático, si son radiales o diagonales (convencional). Los primeros ofrecen menor resistencia a la rodadura debido, principalmente, a su estructura flexible, a diferencia de los diagonales, que son más rígidos. Otro factor que influye es la baja presión de inflado, si bien aumenta la superficie de contacto, también aumenta la resistencia a la rodadura. Por esto, se debe llegar a un punto de consenso, con un mayor inflado para no afectar la resistencia a la rodadura, pero sin aumentar la compactación del suelo.

También es importante señalar que cuando el suelo es muy blando (seco, exceso de mullimiento), a diferencia en un suelo seco firme, disminuye la resistencia, pero provoca problemas de tracción.

Figura 4: Un suelo blando y húmedo produce una resistencia al avance que se traduce en resistencia a la rodadura.

RESISTENCIA A RODADURA Y CONSUMO DE COMBUSTIBLE

La resistencia a la rodadura tiene relación directa con el consumo de combustible del tractor.

Mayor resistencia a la rodadura = Mayor consumo de combustible

Cuando el neumático se hunde en el suelo o está mal inflado el motor requiere más energía para mover el tractor. Por el contrario, el inflado óptimo reduce el consumo, por lo que mantener la presión de los neumáticos en el nivel recomendado mejora la eficiencia. Para una máquina agrícola, la deformación del neumático -que se hunde en el suelo- constituye un obstáculo constantemente renovado que se opone de manera significativa al desplazamiento.

En varios estudios se han demostrado que los neumáticos radiales pueden reducir el consumo de combustible hasta un 10-15% en comparación con los convencionales.

Neumáticos anchos o gemelos reducen la compactación y mejoran la eficiencia en terrenos blandos.

Figura 5: Variación de contacto suelo neumático con diferentes tipos de inflado.

COMPORTAMIENTO DEL TRACTOR EN CAMPO

El comportamiento del tractor varía en función de la resistencia a la rodadura y el tipo de neumático:

A los factores anteriormente señalados se debe agregar el deslizamiento o patinaje, donde un neumático sobreinflado tendrá menos agarre en el campo y una huella reducida en el suelo. En efecto, los tacos o garras no tienen suficiente superficie de contacto, de ahí el riesgo de ‘patinamiento’ excesivo que acabará provocando una compactación que afectará la infiltración del agua, así como la aireación y, por tanto, impedirá un enraizamiento productivo.

Cuando se infla excesivamente los neumáticos, aumenta la tasa de deslizamiento, especialmente en condiciones de humedad. Como recordatorio, una tasa de deslizamiento del 30% ocasiona un mayor consumo de combustible, el que puede ser hasta un 20% mayor. Por lo tanto, es conveniente trabajar con la menor presión posible (0,6 a 0,8 bar) para reducir la resistencia a la rodadura y la tasa de deslizamiento.

En todo desplazamiento de vehículo o tractor, habrá deslizamiento para poder transmitir perfectamente la fuerza de tracción y preservar la capa superior del suelo. Este deslizamiento corresponde a la capacidad del suelo para resistir la compresión horizontal de los tacos. La tasa de deslizamiento ideal está entre el 12 y el 15%. Por encima del 30%, es preferible abandonar el trabajo ya que estarás alterando el suelo en profundidad y el riesgo de atascarse será mucho mayor.

Para determinar con precisión la tasa de deslizamiento, se debe elegir un campo que represente el trabajo que deberá realizar, por lo que el tractor deberá utilizarse con la misma relación de velocidad y con los mismos ajustes de las labores de costumbre.

Para optimizar el consumo de combustible y el desempeño del tractor, lo fundamental es: Elegir neumáticos adecuados (preferiblemente radiales). Ajustar correctamente la presión de acuerdo al tipo de suelo y carga. Minimizar la compactación para mejorar la eficiencia del tractor.

Se debe considerar que, en un tractor agrícola, la deformación del neumático al hundirse en el suelo constituye un obstáculo -constantemente renovado- que se opone de manera significativa al desplazamiento. Con implementos pesados (acople integral), se compensará el peso aumentando la presión en los neumáticos del tractor, pero el exceso de presión aumenta la resistencia a la rodadura, así como la presión ejercida en el suelo y, por lo tanto, su apisonamiento y compactación.

Si un neumático se hunde demasiado en el suelo, significa que esta sobreinflado, por lo que aumentará la resistencia a la rodadura. La cantidad de tierra por delante del neumático será mayor y necesitará más esfuerzo para avanzar. En este sentido, en términos generales, cada centímetro de mayor profundidad provoca un 10% más de consumo de combustible.

Un neumático sobreinflado tendrá menos agarre en el campo y una huella reducida en el suelo. Es así que los tacos de neumático no tendrán suficiente superficie de contacto, de ahí el riesgo de patinamiento excesivo, el que acabará provocando mayor compactación.

Figura 6: Tres tipos de condiciones de suelo dan origen a tres patinajes diferentes.

COMPACTACIÓN DEL SUELO

El suelo y el neumático son dos elementos que pueden deformarse. Cuando este último es sometido a altas presiones su aplastamiento se reduce, pero se hunde más profundamente en el suelo, sobre todo en condiciones de humedad o si el suelo está blando, provocando una compactación excesiva y una alta resistencia a la rodadura.

Hoy en día existen neumáticos de baja presión que permite limitar la compactación del suelo y que, además, ofrecen otras numerosas ventajas, por ejemplo, una mejor tracción y menos patinamiento, lo que limita las pérdidas de energía y, por lo tanto, el consumo de combustible. Otra ventaja es la reducción del desgaste, lo que aporta una vida útil más prolongada.

Entre los modelos con estas características que se puede mencionar está Maxi Traction IF, de Firestone, que combina rendimiento y durabilidad, con respeto por el medio ambiente. Al elegir este tipo de neumático, se optimiza los niveles de producción y se contribuye a una agricultura más sostenible.

Dos neumáticos idénticos tendrán capacidades de carga muy distintas en función de su calidad. El neumático de tractor barato o el neumático agrícola de bajo precio puede parecer atractivo desde el punto de vista económico, pero no estará a la altura de los etiquetados como tecnología IF o tecnología VF, los que están diseñados con materiales que soportan un grado muy alto de deformación de los flancos y que, por lo tanto, presentarán un 35% de capacidad de carga extra.

Respecto de la anchura, la naturaleza del trabajo a realizar es lo determinante. Para la labranza, cuanto mayor sea la anchura mejor será el contacto con el suelo, así como la fuerza de tracción del tractor. Sin embargo, para los tratamientos con pulverizadora, si el tractor tiene que pasar por las hileras intermedia de un cultivo, la anchura deberá ser mucho menor.

Figura 7: Si un neumático se hunde demasiado en el suelo significa que está sobreinflado.

OPTIMIZAR LA MECÁNICA DEL TRACTOR

El tractor -propiamente tal- presenta elementos mecánicos relacionados con su comportamiento en el campo, entre ellos destaca el lastrado de las ruedas y la preponderancia.

Lastrado del tractor

Si se utiliza implementos pesados o se requiere de una fuerza de tracción elevada, por ejemplo, al arar, se deberá aumentar el peso del tractor. La capacidad de tracción de una máquina está directamente relacionada con su peso y el lastrado permite aumentar la adherencia de los neumáticos. Esto reduce el deslizamiento, lo que a su vez reduce los daños en el suelo, aumenta la eficiencia de trabajo (reducción del tiempo de trabajo) y la durabilidad de los neumáticos. Por lo tanto, el lastre es especialmente útil para los trabajos que requieren de mucha tracción, sobre todo cuando el suelo está muy húmedo y cuando se trabaja con un par de motor elevado (arado) el tractor debe avanzar sin patinar para no compactar el suelo.

El lastrado con contrapesos metálicos se recomienda para ajustar la distribución de la carga entre la parte delantera y la trasera del tractor, lo cual se facilita mediante el lastrado con agua. Además, el uso de contrapesos es más flexible, ya que puede ajustarse el número de contrapesos en función del peso necesario. Sin embargo, la instalación es laboriosa, ya que requiere equipos de grúa, debido al peso elevado de los contrapesos. Para ser preciso a la hora de añadir los contrapesos, debes utilizar una herramienta de pesaje para cada eje y comprobar el índice de carga máxima recomendado por el fabricante de los neumáticos agrícolas. Los contrapesos metálicos deben colocarse lo más bajo posible en la máquina para bajar su centro de gravedad y estabilizarla.

El lastrado con agua es más económico y sencillo que el lastrado con contrapesos.  Normalmente, este tipo de lastre se utiliza de forma permanente en el tractor, pero no permite reequilibrar las cargas entre la parte delantera y la trasera del tractor. Ante todo, hay que comprobar la compatibilidad de los neumáticos (consultar las instrucciones del fabricante). Lo ideal es disponer de válvulas de aire/agua.

OPTIMIZACIÓN DE LA MECÁNICA DEL TRACTOR

Para evitar el desgaste prematuro del neumático agrícola y obtener buenas prestaciones durante el mayor tiempo posible, hay que tener en cuenta algunas técnicas relacionadas con la mecánica. Desde este punto de vista, además de ajustar la presión de los neumáticos, se debe considerar la preponderancia y corregir los desajustes de paralelismo.

Comprobar la Preponderancia

Cuando los neumáticos delanteros del tractor tienden a desgastarse más rápido que los neumáticos traseros, esto puede deberse a un ajuste incorrecto de la preponderancia. En otras palabras, el tren delantero no está correctamente sincronizado con el tren trasero. En principio, se requiere una preponderancia de entre el 0 y el 3% para que tu máquina exprese toda su potencia. Si no se respetan estos porcentajes, pueden darse dos situaciones:

Preponderancia superior al 4%:

el eje trasero frena el eje delantero por lo que hay desgaste prematuro de los neumáticos delanteros y problemas de dirección.

Preponderancia inferior al 0%:

el eje trasero empuja demasiado en relación con el eje delantero, lo que provoca alteración de la transmisión, fuerte patinamiento de la parte trasera del tractor, pérdida de eficacia del puente delantero, etc.

La «Relación Mecánica del puente delantero» generalmente va indicada en los datos de fabricante del tractor.

Influencia del Peso de la Maquinaria Agrícola en el Suelo

Es importante limitar el peso de la maquinaria ya que es una de las principales causas de compactación de suelo, en especial cuando este se encuentra en condiciones de alta humedad. Se debe considerar que la presión del aire en el neumático es semejante a la presión que se ejerce en el suelo. En el caso de huertos frutales, con carros y máquinas de cosecha que transportan 4 bines, con pesos que bordean los 450 kg cada uno, esto presenta un impacto negativo en el suelo

El daño también se produce por el paso reiterado de equipos de aplicación de plaguicidas, por ejemplo, en pomáceas se requieren de 20 a 30 pasadas por temporada, todas por la misma huella. Esto, considerando que el peso del tractor lastrado es de 2.500 a 3.000 kg, más el peso del pulverizador atomizador, agua/agroquímico 2.850 kg; todo apoyado en solo 4 ruedas del tractor, más las dos ruedas del equipo.

Para disminuir el impacto del paso de la maquinaria es vital el uso de una cubierta vegetal con gramíneas, ya que evita la formación de huella (calamina). De otra forma, es notoria la formación de lo que al inicio son pequeñas pozas, pero por falta de infiltración del agua en invierno/primavera, luego se transforman en pozones llenos de agua y lodo.

Generalmente las huellas y apozamientos se producen cuando las máquinas agrícolas ejercen una presión superior a la capacidad portante del suelo. Las ruedas se hunden en el perfil hasta que la presión ejercida por los neumáticos y la capacidad portante del suelo se igualan. Es indudable que esto ocurre más en suelos muy húmedos y cuando hay aguas estancadas por falta de infiltración.

Figura 8: Maquinaria de cosecha con rodado de alta flotación, pero de pequeño diámetro.

Figura 9: Tractor totalmente embancado en el lodo por exceso de acumulación de agua en la entre hilera

Figura 10: Control de presión.

INNOVACIONES QUE EVITAN LA COMPACTACIÓN DEL SUELO

Entre las últimas innovaciones en neumáticos agrícolas está el control de la presión de inflado en tiempo real. Brigestone presenta dos innovaciones, como son los neumáticos VF (‘Very Improvement Flexion’), los que combinados con el teleinflado, permiten un ajuste preciso de la presión según el suelo, evitando el daño por compactación y mejorando la eficiencia de uso, al disminuir el consumo de combustible.

Las llantas ‘Tank Air Wheel’, también de Brigestone, pero desarrolladas en colaboración de Sondijastes Industrie. Estas contienen un depósito reserva de 6 bares de presión de aire en la llanta y mediante teleinflado corrige la presión sobre la marcha.

Otro de los fabricantes de neumáticos que ha innovado es Trelleborg, empresa que ha sacado un tipo de neumático que no utiliza aire en su interior. La tecnología se basa en diseños que utilizan un sistema de caucho tipo celular.

Figura 11: Neumáticos de Trelleborg, de tipo maciso PNEUTRAC* comparado con cintas de caucho de alta flotación.

Como conclusión general es importante destacar la importancia de elegir y utilizar el neumático adecuado para minimizar la compactación de suelo y obtener una mayor productividad y eficiencia en las diferentes labores agrícolas. Es clave realizar el cálculo de costo considerando la calidad de fabricación y la vida útil del neumático. Luego, la mejor elección de un neumático generará un menor el costo por hora, ya que se amortiza según el tiempo de uso, consiguiendo ahorros en el largo plazo.