UNIVERSIDAD DE ORIENTE NÚCLEO DE MONAGAS ESCUELA DE AGRONOMÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA AGRÍCOLA MAQUINARIA AGRÍCOLA
Profesor: Cristopher Jeszael
Bachilleres: Williams Farias Pablo Sandoval
Maturin, 08/07/2011
INTRODUCCIÓN
La labranza tiene como objetivo modificar por medios mecánicos las condiciones físicas originales del suelo para mejorarlas, de acuerdo a los fines perseguidos. La labranza tiene efectos directos sobre los procesos y propiedades físicas del suelo, e indirectos sobre el crecimiento de los cultivos. A pesar de que los principios en los que se sustentan los diferentes sistemas de labranza son los mismos independientemente de otros factores, los sistemas apropiados para cada situación son específicos para suelos y cultivos, y su adaptación depende de factores biofísicos y socioeconómicos. La transferencia de sistemas de labranza que no han tomado en cuenta lo anterior ha llevado en muchas ocasiones, especialmente
en
las regiones tropicales y subtropicales, a
resultados
desastrosos. El sistema de labranza a seleccionar debe además de incrementar los rendimientos del cultivo, reducir los riesgos de producción, facilitar la conservación de suelos y agua, mejorar el desarrollo del sistema radicular, mantener niveles adecuados de materia orgánica, y controlar o revertir procesos de degradación. Para ello es fundamental conocer los efectos de cada sistema de labranza, los cuales dependerán de factores climáticos, den suelos, y de cultivos. Un adecuado conocimiento de los suelos, clima y sistemas de cultivo utilizados por el agricultor, es indispensable para el desarrollo y selección de sistemas de labranza para cada situación. La selección definitiva estará además determinada por factores socioeconómicos y políticas gubernamentales, aunque estas últimas deberían ser formuladas de acuerdo a la interacción de los particulares factores biofísicos y socioeconómicos.
OBJETIVOS
Reconocer la importancia de las propiedades físicas del suelo sobre los resultados obtenidos en una labor de labranza secundaria. Seleccionar las velocidades de avance y ángulos horizontales de los cuerpos de la rastra, en las cuales se alcance una buena calidad de labor, un buen rendimiento operativo y se obtenga la menor perdida de potencia por efecto del deslizamiento. Reconocer la importancia del lastrado correcto para corregir el exceso de deslizamiento y evitar el aumento de la resistencia a la rodadura. Determinar los niveles de humedad del suelo en donde es conveniente utilizar la doble tracción para una mayor ganancia de empuje.
REVISIÓN DE LITERATURA
SISTEMAS DE LABRANZA Labranza Convencional
Ventajas Ambientales: El suelo se afloja, airea y mezcla lo cual facilita el ingreso del agua.
Ventajas Técnicas: Facilita el aflojamiento del perfil, de capas compactadas y costras. Facilita la incorporación de fertilizantes, cal, pesticidas y herbicidas presiembra. Reduce el tiempo y mano de obra.
Ventajas Económicas: Controla muy bien las malezas, menor costo de herbicidas. Desventajas ambientales: Los suelos quedan desnudos, y por lo tanto susceptibles al encostramiento y a la erosión hídrica y eólica. Al suelo le falta una protección de rastrojos, por lo tanto es susceptible a las pérdidas de suelo y agua debido a los procesos de erosión. Es menos flexible cuando la época de siembra está perjudicada por el clima.
Desventajas Técnicas: Para ahorrar tiempo a menudo se utilizan tractores pesados y grandes que aumentan la compactación. Tarda más para sembrar Desventajas económicas: Requieren muchos equipos para las diferentes operaciones. Mayor consumo de combustible
Labranza Cero
Ventajas Ambientales: Reduce los riesgos de erosión y por lo tanto se pueden implementar la labranza cero en pendientes mucho mayores que bajo labranza convencional. Aumenta la tasa de infiltración de la lluvia, reduce la evaporación y por ello aumenta la retención de humedad en el suelo. Aumenta el contenido de materia orgánica en el horizonte superficial, mejorando la estructura del suelo. Estimula la actividad biológica; la mayor actividad de la macro fauna resulta en mayor macro porosidad. Reduce las temperaturas muy altas y las fluctuaciones de temperatura en la zona de la semilla.
Ventajas Técnicas: Reduce el consumo de combustible hasta un 40-50% debido al número limitado de operaciones: sólo una pasada para la preparación y la siembra. Reduce el tiempo y la mano de obra hasta un 50-60%. Esto es ventajoso en períodos críticos, especialmente cuando hay pocos días disponibles, por ejemplo para la siembra del cultivo. Reduce el número de maquinaria, el tamaño de los tractores y el mantenimiento de la maquinaria.
Ventajas Económicas: El costo de reparación es menor Los rendimientos son mayores bajo labranza cero, especialmente en zonas con déficit de humedad.
Desventajas Ambientales: No es apta para suelos degradados o severamente erosionados. No es apta para suelos muy susceptibles a la compactación o para suelos endurecidos debido a que no puede aflojar las capas compactadas que perjudican la emergencia, el desarrollo inicial del cultivo y el crecimiento de las raíces. No es apta para suelos mal drenados, o arcillosos y masivos debido a las dificultades de crear buenas condiciones para la germinación excepto en suelos naturalmente muy esponjosos. Los rastrojos también puede estimular la proliferación de los predadores naturales de las plagas.
Desventajas Técnicas: Requiere un buen conocimiento sobre el control de malezas, porque no es posible corregir los errores por medio del control mecánico. Puede haber un incremento en la población de las malezas más difíciles Pueden surgir problemas con enfermedades y plagas debidos a la persistencia de rastrojos sobre el suelo que crean un mejor ambiente para su desarrollo. Este sistema requiere operadores más capacitados.
Desventajas Económicas: Requiere maquinaria específica y costosa.
CLASIFICACIÓN Y USO DE LOS IMPLEMENTOS UTILIZADOS EN LOS DISTINTOS TIPOS DE LABRANZA IMPLEMENTOS DE LABRANZA
Arado de vertedera
Modo de acción, fuerzas y ajustes
El arado de vertedera (o reja) es uno de los más clásicos implementos de labranza después del arado de madera. Mientras el arado de madera trabaja como un cincel, el arado de vertedera fue desarrollado de tal manera que corta un prisma de suelo y le da vuelta aproximadamente 130º. El arado de vertedera es el implemento más indicado para la operación de voltear el pan de tierra mientras su acción mezcladora es muy limitada.
Las fuerzas que actúan sobre el arado de vertedera se pueden subdividir en tres componentes: el componente longitudinal de la resistencia del suelo, el componente lateral dado por la aceleración lateral del prisma de suelo y el componente vertical dado por la forma del arado, dirigida hacia abajo. Estas fuerzas son compensadas por la línea de tiro, el operador (o el tractor), y partes del arado mismo como la cola del talón y el lado de campo que soportan parte de las fuerzas verticales y laterales. El ajuste del arado se hace de tal forma que las fuerzas laterales están neutralizadas por los componentes del arado y la línea de tiro. Las fuerzas verticales pueden, parcialmente, ser cargadas al operador del arado de tracción animal o al tractor.
Esto significa en la práctica que si el operador de un arado de tracción animal debe empujar el arado hacia un lado o aplicar alguna fuerza, el arado no está
ajustado correctamente. Lo mismo vale para el tractor: el arado debe seguir al tractor en línea recta sin necesidad de ajustar las cadenas de los brazos inferiores del enganche en tres puntos o de corregir el rumbo del tractor con la dirección. Existen dos grupos mayores de arados para tractores: arados montados o semimontados y arados remolcados. Los arados montados y semi-montados tienen la ventaja que pueden transferir parte o todo el peso del arado y la fuerza vertical al tractor, mejorando así la tracción. La regulación automática del sistema hidráulico permite mantener la profundidad o la fuerza de tiro del implemento. Lamentablemente, son muy pocos los operadores de tractores que saben usar el sistema hidráulico correctamente.
Formas de arados:
Arados de tracción animal: los arados más comunes son sin estabilizador, o sea sin rueda o patín de apoyo o con estabilizador longitudinal, o sea con una simple rueda o patín de apoyo. Son menos usados los arados más pesados con estabilizador lateral y longitudinal, o sea con un antetrén de dos ruedas. Referente a la rueda de apoyo muchas veces es preferible un simple patín, sobre todo en terreno arcilloso y poco abrasivo. Las ruedas comunes normalmente son muy pequeñas y por lo tanto frecuentemente no corren mejor que un patín y son más caras.
Existe una gama de tipos diferentes de arados, grandes y profundos, livianos, simples y reversibles para tractores. Es importante observar que el ancho del surco sea mayor que el ancho de la llanta del tractor. El ancho de corte o del surco determina también la profundidad máxima que permite determinado arado. Esta puede ser no más que 0.8 - 1 vez el ancho de corte. Por lo tanto, los arados para labor superficial tienen muchos cuerpos pequeños mientras que los arados para labores profundas tienen cuerpos anchos.
Existe una gama amplia de tipos de vertedera según el tipo de suelo, el uso o la velocidad. Existen también vertederas en fajas y vertederas laminadas con aceros especiales, teflón u otros materiales sintéticos para reducir la resistencia en suelos pegajosos.
Una forma especial del arado de vertedera es el arado aporcador para formar camellones. En determinados sistemas de labranza con tracción animal y cultivos en surcos y camellones este arado aporcador es el único implemento usado en la finca.
IMPLEMENTOS DE DISCOS
Modo de acción, fuerzas y ajustes
En este capítulo se describen todos los implementos de discos que básicamente funcionan con el mismo principio de acción. El disco, dependiendo del ángulo de ataque, también corta un prisma de suelo y lo voltea. Sin embargo, por el movimiento del disco mismo, la aceleración es diferente según la posición del disco y la resultante fricción interna; el suelo resulta así pulverizado y mezclado. Mientras el disco no voltea tan perfectamente como la vertedera, está haciendo al mismo tiempo la labor de pulverizar y mezclar. Además, los implementos de discos generalmente son menos susceptibles a daños por piedras o troncos y por lo tanto se prestan muy bien para terrenos menos cultivados. Por estas razones, siendo una herramienta muy universal y robusta, el disco ha tenido mucho éxito en la agricultura tropical mecanizada. Sin embargo, bajo el concepto de una agricultura conservacionista y una labranza más cuidadosa y dirigida, los implementos de discos deben ser considerados muy críticamente.
Las fuerzas que actúan sobre un disco se pueden también subdividir en tres componentes: el componente longitudinal que tiene aproximadamente los mismos valores del componente respectivo de la vertedera, el componente lateral que puede ser muy alto y el componente vertical que con respecto a la vertedera está actuando en la dirección opuesta, es decir hacia arriba. Estas características tienen dos repercusiones:
Para soportar las fuerzas laterales los implementos de discos necesitan una rueda de apoyo muy fuerte, en caso del arado, o un diseño de dos juegos de discos actuando en direcciones opuestas, en caso de rastras.
El implemento de disco sólo penetra al suelo por su peso ya que la fuerza vertical está dirigida hacia arriba. En caso de suelos pesados hay que aumentar el peso del implemento poniéndole pesos adicionales. Por lo tanto los implementos de discos generalmente son muy pesados y no se prestan bien para la tracción animal.
Estas características del disco son las razones de los problemas de degradación de suelos que se pueden observar frecuentemente en zonas donde se abusa de ellos. La acción pulverizadora del disco lleva a una pérdida de estructura, una fuerte mineralización, una mayor erosión y pérdida de humedad y una peor infiltración de agua. En la dirección vertical el disco entra por su peso en el suelo hasta el punto donde la resistencia del suelo junto a la fuerza vertical tiene el mismo valor de la fuerza del peso. Esto significa que el disco se apoya en el suelo sobre su filo y puede así ser comparado con un rodillo compactador del subsuelo. En zonas con frecuente uso de rastras de disco se pueden encontrar horizontes muy compactados debajo del horizonte de trabajo del implemento. Estas compactaciones inhiben la infiltración de agua y causan así problemas de sequía a corto plazo y también pueden contribuir a la desertificación de regiones grandes a largo plazo.
Para los ajustes hay que distinguir los dos tipos de implementos de discos: implementos con los discos individuales como los arados de disco o implementos con los discos montados sobre un eje común como las rastras.
En el caso del arado se pueden ajustar tanto el ángulo vertical como el ángulo horizontal. Con estos ajustes se puede adaptar al tipo de suelo o se puede determinar el grado de pulverización y la facilidad de penetración en el suelo. En el caso del arado de discos vale la misma regla como para la vertedera: el arado ajustado correctamente soporta todas las fuerzas laterales y procede en línea recta sin necesidad de ajustar las cadenas de los brazos inferiores del enganche de tres puntos.
En el caso de las rastras se puede solamente ajustar el ángulo horizontal. Con esto - y con pesos adicionales - se ajusta la profundidad de trabajo y el grado de pulverización.
Formas de los implementos de disco
Debido al peso y las fuerzas laterales exigidas, hay muy pocos implementos de disco para tracción animal. La única excepción son rastras de discos específicos que existen en algunos países. Para el uso con tractores los implementos de discos son probablemente los implementos de labranza más comunes en los países tropicales. Este grupo de implementos se puede subdividir de la siguiente manera:
Los arados de discos son montados o remolcados por el tractor, simples o reversibles, lo cual por la simetría del disco es mucho más sencillo que el arado reversible de vertedera. Con el arado de disco reversible se está simplemente girando todo el arado sobre un eje vertical cuando se cambia la dirección;
Como forma intermedia entre arado y rastra existen los arados - rastra: tienen los discos montados todos sobre un eje como una rastra, pero trabajan solamente hacia un lado como un disco. Existen montados o remolcados, en forma sencilla o combinados con sembradoras para la siembra directa;
Las rastras de disco están siempre formadas por grupos de discos en número par que trabajan en direcciones opuestas para neutralizar las fuerzas laterales. Existen también rastras montadas o remolcadas, grandes para cultivan tierras vírgenes o pequeñas para labranzas secundarias. Las rastras de discos son muy populares, robustas y versátiles pero también son probablemente los implementos que más contribuyen a la degeneración de los suelos agrícolas a nivel mundial;
Actualmente, están recibiendo creciente popularidad los discos para aporcar, hacer o tapar surcos.
Los discos planos o con una curvatura muy ligera son usados para sembradoras de labranza cero y otros implementos para cortar el suelo y los rastrojos y depositar semilla o abono.
Cinceles Modo de acción, fuerzas y ajustes
Los cinceles, por su modo de acción, son la herramienta de labranza que más se parece al arado de madera. Al introducir el cincel en el suelo causa la compresión de este. El suelo finalmente escapa hacia arriba dejando una zona de rotura que parte de la punta del cincel aproximadamente en un ángulo de 45º en suelos secos. Por lo tanto, el cincel sirve para roturar el suelo. Los cinceles usados con tracción animal se limitan prácticamente a este tipo de acción.
Aplicando velocidades mayores el suelo es también movido a los lados. Esta acción puede ser apoyada por ciertos tipos de punta del cincel. Por esta razón los arados de cinceles para tractores usados a velocidades alrededor de 10 - 12 km/h tienen una buena acción mezcladora. El impacto del cincel sobre los grumos y los terrones lleva también a una pulverización del suelo. Sin embargo, este efecto no es muy pronunciado en suelos sueltos. Por lo tanto, la repetición de un pase de cincel en suelos sueltos no lleva a una mayor pulverización del suelo.
Los cinceles dejan el suelo ondulado tanto en la superficie como en el fondo por la zona de rotura partiendo de la punta en un ángulo de 45º. Por eso se recomienda, para el uso de cinceles en la labranza primaria hacer al menos dos pases cruzados para emparejar el perfil.
Las fuerzas que actúan sobre un cincel en el suelo dependen mucho de la forma y sobre todo del ángulo de ataque. Un ángulo de ataque agudo mejora la penetración y reduce la fuerza de tracción. Además mejora el efecto de la roturación y la mezcla del suelo porque lleva una parte del material del suelo de horizontes inferiores hacia arriba.
Esta característica puede ser una desventaja en situaciones donde la punta del cincel toca material húmedo de horizontes inferiores y los transporta a la superficie en forma de pequeños cilindros o terrones que después son difíciles de desmenuzar.
Mientras el cincel simple no necesita mucha fuerza de tracción y se presta para la tracción animal, el uso de grupos de cinceles para la homogeneización del suelo y la mezcla a altas velocidades está limitado a tractores relativamente potentes. Esto resulta de la necesidad de cubrir con el implemento al menos el ancho del tractor y de usarlo a altas velocidades.
Los cinceles vibratorios montados sobre resortes sirven generalmente para mejorar la acción de pulverización y para arrancar malezas. Generalmente se usan para la labranza secundaria en profundidades hasta 15 cm, mientras que los cinceles rígidos se usan para la labranza primaria y el subsolado.
Formas de cinceles
Cinceles rígidos Los subsoladores son cinceles grandes y fuertes que pueden llegar hasta profundidades mayores de 1 m. Su uso por la alta fuerza de tracción necesaria se limita al tiro con tractores. Se distingue la forma tradicional (vertical), la forma parabólica y el "Paraplow". La forma vertical solo trabaja bien en condiciones secas y requiere más fuerza de tiro que la forma parabólica. Sin embargo, la forma parabólica tiene la desventaja de llevar terrones a la superficie. Para evitar esto se usan ahora cinceles parabólicos inclinados. Esta misma característica tiene también el "Paraplow". El "Paraplow" necesita una fuerza de tiro relativamente baja en comparación a otros subsoladores, deja un perfil del subsuelo más emparejado que un cincel normal y su acción se limita absolutamente a la roturación. Para mejorar la roturación y emparejar el perfil del horizonte de trabajo de cinceles verticales o parabólicos se pueden usar rejas de alas abiertas.
Los arados de cincel para la labranza primaria existen tanto para tracción animal con un máximo de tres cinceles o para tractores. Son usados para roturar y - en el caso del tractor - mezclar la capa arable. Según el tipo de suelo y el efecto deseado pueden ser equipados con una variedad de rejas. Sin embargo para esta labor normalmente se usan rejas angostas.
Existen también los cultivadores con cinceles rígidos para la labranza secundaria y el deshierbe, para tracción animal con hasta cinco cinceles y para tractor. Las rejas en este caso son más anchas como pata de ganso o alas abiertas con anchos de hasta más de 1 m para el control superficial de malezas en zonas áridas.
Cinceles vibratorios Estos cinceles son tanto para tracción animal como para uso con tractor. Las formas más pesadas se usan para mezclar el suelo, las más livianas para la labranza secundaria, la preparación de la cama de siembra y el deshierbe.
Púas (gradas y rastras) Las púas son una forma de cinceles que se usan para gradas y rastras. Su modo de acción es bastante similar al cincel con la limitación que la púa está siempre vertical. Por esta razón, la profundidad de trabajo de las gradas de púas depende del peso de la grada y del ángulo de tiro.
Como en el caso de los cinceles, las gradas de púa para tracción animal se limitan a nivelar la superficie del suelo, mientras gradas de tractor a causa de su mayor velocidad pueden desmenuzar, hasta cierto grado, los grumos por impacto. Como en caso del cincel este efecto de pulverización no se puede aumentar con repeticiones sobre el mismo terreno. Al contrario pases repetidos de la grada llevan a un efecto de clasificación de grumos en el cual las partículas finas van hacia abajo y los grumos grandes quedan sueltos en la superficie donde no pueden ser más desmenuzados.
Rotocultores Los rotocultores son ejemplo de implementos accionados por la toma de fuerza del tractor. Normalmente los rotocultores giran en la dirección del avance de la máquina. Por lo tanto no requieren fuerza de tracción sino solamente fuerza de accionamiento y pueden ser usados con tractores muy livianos.
Estos rotocultores son muy populares en trabajos hortícolas aunque también se usan en agricultura, sobre todo en suelos pesados para pulverizar el suelo. Con este propósito forman parte de muchos equipos para siembra directa combinando subsoladores, rotocultores y sembradoras en una máquina para hacer la preparación del terreno y la siembra en una sola operación.
Pueden ser considerados implementos críticos bajo situaciones de clima tropical por su fuerte impacto sobre la estructura del suelo y el alto riesgo de erosión relacionado con ello.
Rodillos
Los rodillos son implementos importantes pero en algunos países tropicales son casi desconocidos. Existen rodillos muy diferentes según el uso:
Los rodillos lisos que compactan la superficie y se usan para recompactar pasto, carreteras o apretar la superficie en cultivos como la alfalfa para producción de semilla o la lenteja mecanizada;
Los rodillos desterronadores se usan para desmenuzar terrones. Existen en forma de rodillos para uso separado o en combinación con otros implementos como arados o cultivadores de cincel para pulverizar y recompactar la superficie de una cama de siembra. Sobre todo en los suelos pesados es recomendable pasar un rodillo desterronador inmediatamente después del arado para desmenuzar los terrones húmedos antes que se vuelvan secos y duros.
Los
compactadores
de
subsuelo
son
una
forma
especial
de
rodillos
desterronadores. Consisten de una serie de anillos que se apoyan sobre su filo en el suelo y así compactan el suelo desde el fondo hacia arriba. Están simulando la recompactación natural del suelo y se usan normalmente junto con el arado o la sembradora.
Siembra directa (labranza cero) Los conceptos de siembra directa y labranza cero representan ambos un tipo de labranza de conservación de suelos o labranza mínima. Mientras la "labranza cero" está claramente excluyendo cualquier tipo de labranza los términos "siembra directa" pueden ser interpretados de varias maneras. Una forma sería la combinación de todas las labores de labranza convencional en una operación incluyendo la siembra.
Interpretada así, la siembra directa trae ventajas en términos de tráfico y compactación, organización de trabajo y tal vez costos de preparación de terreno, tiempo necesario para la siembra y la reducida exposición del suelo a la intemperie. Sin embargo, incluye muchas veces una labranza muy intensiva con implementos accionados por la toma de fuerza y requiere tractores grandes y potentes.
La labranza cero al contrario no incluye ningún tipo de labranza y puede ser realizada a nivel manual, de tracción animal o de tractor a pequeña o gran escala. En este sistema la semilla se coloca directamente en el suelo en forma de inyección o con rejas sembradoras de disco o de cincel que cortan los rastrojos, abren el suelo y depositan la semilla. La tecnología de labranza cero disponible hoy en día permite usar este concepto para casi cualquier cultivo agrícola.
Siembra directa
Para la siembra directa se pueden básicamente usar dos tipos de implementos: los implementos tradicionales combinados; por ejemplo: un arado de cincel en el frente del tractor y una combinación para la preparación de la cama de siembra y la sembradora detrás; o un arado de cincel corto, una rastra giratoria y la sembradora detrás del tractor. En este caso todos los implementos son simples y se combinan solamente para esta operación;
Los implementos hechos a propósito para la siembra directa; en general consisten de cinceles para roturación profunda, un rotocultor y una sembradora. Estos implementos forman una unidad.
Labranza cero
Para la labranza cero se usan implementos que depositan la semilla en el suelo sin hacer ningún tipo de labranza:
A nivel manual se parte del simple palo para hacer huecos para la siembra hasta la sembradora manual para inyectar la semilla y a veces fertilizante al suelo; Existen sembradoras para labranza cero a tracción animal de una o dos hileras para cultivos en hileras; trabajan con rejas de discos o con ruedas estrellas.
Existen sembradoras para resiembra de pasto, cereales y para cultivos de hileras para tractores. Según las características del suelo trabajan con cinceles, discos sencillos o dobles discos o también con ruedas estrellas; los dobles discos son los más comunes.
Para asegurar la penetración uniforme a la profundidad de siembra deseada en suelos duros estas sembradoras son en general muy pesadas. La distancia entre rejas de una fila no puede ser demasiado estrecha para asegurar la pasada en los rastrojos. Por este motivo las rejas están puestas en dos o tres filas logrando distancias mínimas entre surcos de alrededor de 15 cm.
Requerimientos de tiro y potencia en los distintos tipos de labores de labranza.
Las rastras a discos son ampliamente utilizadas en todo la Zona Nororiental venezolana, tanto para la labranza primaria como para la secundaria. La rastra a discos es la configuración mecánica agrícola más popular en el campo de este País; es empleada para la labranza primaria, preparación de camas para la siembra, incorporación de cal, mezclado de fertilizante y suelo, siembra al voleo, corta fuegos, triturador, cortador e incorporado de restos vegetales, control mecánico de malezas, labores de cultivo, etc. El proceso convencional de preparación de suelos en la Zona Nororiental es producto de las condiciones climáticas; en donde no es posible contar con el tiempo oportuno operacional y la humedad óptima de preparación para realizar la labranza eficientemente. La labranza primaria no es realizada en las áreas de sabana debido al tiempo oportuno operacional, friabilidad y que el aporte agronómico no se justifica en estos suelos caoliníticos.
El objetivo general consiste en la evaluación de las rastras a discos con el propósito de apreciar algunos parámetros ingenieriles y agronómicos que rijan su proceso en la toma de decisiones. Los objetivos específicos están conformados en: (a) Los ingenieriles de uso: requerimiento de tiro, requerimiento de potencia (P), humedad edáfica, densidad aparente, velocidad, capacidad efectiva, ancho de corte teórico (ACT), eficiencia, consumo energético, el peso por cuerpo (W/cuerpo) y profundidad de trabajo, y (b) Los agronómicos: la fertilización, control de malezas, rendimiento, mineralización de la materia orgánica, pH, control de plagas y enfermedades, erosión y enraizamiento. Entre los resultados ingenieriles se establece que la humedad edáfica para el laboreo debe estar cercana de la capacidad de campo, la eficiencia en 75 %, la capacidad efectiva en 1,79 ha/h, una velocidad de laboreo de 8,19 Km./h, las rastras en V, tandem o excéntricas, son las más utilizadas, las rastras comprendidas entre 12 y 28 discos son las de mayor existencia y la humedad en conjunto con la profundidad de labranza influyen altamente en el requerimiento de potencia para los suelos de sabana; y entre los agronómicos: las rastras a discos son muy buenas en el control de malezas y muchas plagas y enfermedades, pero no así con otros parámetros.
Se concluye que las rastras a discos: (a) favorecen un aumento de la densidad aparente, en especial bajo condiciones inadecuadas de uso, (b) la poca penetrabilidad del apero repercute en un bajo rendimiento, (c) son causantes de una alta erosión, (d) prácticamente no hay condiciones de friabilidad adecuadas para la labranza secundaria en las épocas establecidas y (e) las mejoras físicas producidas por las rastras de los suelos de sabana desaparecen y empeoran al caer las lluvias.
Cuando la rastra a disco es utilizada como apero de labranza secundaria a humedades por debajo del punto de marchites, pulveriza a la profundidad de operación; sin embargo, compacta el suelo inmediatamente debajo de la profundidad de operación con el uso repetido, debido a que el peso es sostenido por un área de contacto muy baja. Esto es normal en las sabanas y muchas otras áreas con la misma ecología, en donde la compactación es también causada al caer las lluvias sobre las capas secas rastreadas, la cual es la forma común de hacerlo por el problema del tiempo oportuno de operación, ocasionando las costras.
Para discos lisos: Praderas 235,44 N/disco Rastrojos 313,92 N/disco Restos de cosechas de gran parte 343,35 N/disco
Para discos dentados: Praderas 294,30 N/disco Rastrojos 353,16 N/disco Restos de cosechas de gran parte 392,40 N/disco
La velocidad de trabajo varía entre 6 y 10 Km/h. Para 10 Km/h y un máximo de requerimiento de tiro por disco de 392,40 Newton, nos da un requerimiento de 1090 W/disco. Para los efectos de cálculos podremos considerar un requerimiento de potencia de 2 kw/d.
MATERIALES Y PROCEDIMIENTOS
Materiales: Tractor de tracción sencilla o doble (8 x 2) Rastra de discos a tiro Dinamómetro Cintas métricas de 5, 20 y 50 m Cronómetro Estacas y varilla de medición de profundidad Equipo de muestreo Uhland
Procedimientos: Escuchar la charla dictada por el profesor referente a los siguientes puntos: La influencia de las propiedades físicas del suelo sobre la calidad de las labores de labranza secundaria. Efectos de la velocidad de avance sobre el requerimiento de tiro, porcentaje de deslizamiento, profundidad de labor y calidad del desmenuzamiento. Efectos de la variación de los ángulos horizontales de los cuerpos de la rastra, sobre el requerimiento de tiro, porcentaje de deslizamiento, profundidad de labor y calidad del desmenuzamiento. Pasos para la conformación del tractor con un implemento a tiro.
Enganchar la rastra al tractor e intercalar el dinamómetro entre ellos. Realizar la operación de rastreo con el ángulo del cuerpo delantero de la rastra y el ángulo del cuerpo trasero en las siguientes combinaciones respectivas (14º - 16º); (16º - 18º) y (18º - 20º) esta operación debe realizarse a distintas velocidades de avance desde primera hasta la cuarta velocidad con diez pases o repeticiones. En el apartado anterior se deben realizar las siguientes mediciones: - Requerimiento de tiro - Ancho de corte Índice de variabilidad del ancho de corte (Ivb) Profundidad Velocidad de avance (Va) Deslizamiento (i) Humedad gravimétrica (%w)
ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
Cuadro 1.1 Determinación de la velocidad de avance en una práctica de labranza secundaria realizada con una rastra de tiro de 20 discos y con un Tractor 4WD (8x2) en primera velocidad y en tracción doble. Potreros de la Unidad de Bovinos, Jusepín, UDO Monagas. Distancia, (m) = 20,00 Velocidad de Avance (km/h)
Tiempo (s)
Pases
Capacidad Operativa (ha / h)
IDA
VUELTA
IDA
VUELTA
IDA
VUELTA
1
26,00
27,00
2,77
2,67
0,41
0,39
2
28,02
29,00
2,57
2,48
0,38
0,36
3
29,01
28,23
2,48
2,55
0,36
0,37
4
27,10
28,53
2,66
2,52
0,39
0,37
5
28,70
28,02
2,51
2,57
0,37
0,38
2,60
2,56
0,38
0,38
Media
Cuadro 1.2 Determinación de la velocidad de avance en una práctica de labranza secundaria realizada con una rastra de tiro de 20 discos y con un Tractor 4WD (8x2) en tercera velocidad y en tracción doble. Potreros de la Unidad de Bovinos, Jusepín, UDO Monagas.
Distancia, (m) = 20,00 Velocidad de Avance (km/h)
Tiempo (s) Pases
Capacidad Operativa (ha / h)
IDA
VUELTA
IDA
VUELTA
IDA
VUELTA
1
12,00
10,43
6,00
6,90
0,88
1,01
2
12,90
13,30
5,58
5,41
0,82
0,80
3
12,73
12,95
5,66
5,56
0,83
0,82
4
12,07
12,71
5,97
5,66
0,88
0,83
5
12,46
12,74
5,78
5,65
0,85
0,83
5,80
5,84
0,85
0,86
Media
Cuadro 1.3 Determinación de la velocidad de avance en una práctica de labranza secundaria realizada con una rastra de tiro de 20 discos y con un Tractor 4WD (8x2) en tercera velocidad y en tracción doble. Potreros de la Unidad de Bovinos, Jusepín, UDO Monagas.
Distancia, (m)= 20,00 Velocidad de Avance (km/h)
Tiempo (s) Pases
Capacidad Operativa (ha / h)
IDA
VUELTA
IDA
VUELTA
IDA
VUELTA
1
8,50
9,03
8,47
7,97
1,25
1,17
2
9,35
9,51
7,70
7,57
1,13
1,11
3
9,40
9,36
7,66
7,69
1,13
1,13
4
9,26
10,01
7,78
7,19
1,14
1,06
5
9,50
10,75
7,58
6,70
1,11
0,98
7,84
7,43
1,15
1,09
Media
Cuadro 2.1 Determinación del índice de variabilidad del ancho de corte (Ivb) en una práctica de labranza secundaria realizada con una rastra de tiro de 20 discos y con un Tractor 4WD (8x2) en primera velocidad y en tracción doble. Potreros de la Unidad de Bovinos, Jusepín, UDO Monagas. Punto 1
Pases
LECTURAS (m)
ANCHO DE CORTE (m)
IDA
VUELTA
IDA
VUELTA
0
1,10
1,10
-
-
1
2,99
2,86
1,89
1,76
2
4,54
4,50
1,55
1,64
3
6,50
6,39
1,96
1,89
4
8,30
8,50
1,80
2,11
5
10,25
9,85
1,95
1,35
Media, (m)
1,83
1,75
Desviación estandar
0,15
0,25
Ivb
8,26
14,49
Cuadro 2.2 Determinación del índice de variabilidad del ancho de corte (Ivb) en una práctica de labranza secundaria realizada con una rastra de tiro de 20 discos y con un Tractor 4WD (8x2) en tercera velocidad y en tracción doble. Potreros de la Unidad de Bovinos, Jusepín, UDO Monagas. Punto 1 LECTURAS (m)
ANCHO DE CORTE (m)
Pases IDA
VUELTA
IDA
VUELTA
0
1,10
1,27
-
-
1
3,40
2,90
2,30
1,63
2
4,72
4,70
1,32
1,80
3
6,70
6,50
1,98
1,80
4
8,30
8,20
1,60
1,70
5
10,30
9,93
2,00
1,73
Media, (m)
1,84
1,73
Desviación estandar
0,34
0,06
Ivb
18,59
3,71
Cuadro 2.3 Determinación del índice de variabilidad del ancho de corte en una práctica de labranza secundaria realizada con una rastra de tiro de 20 discos y con un Tractor 4WD (8x2) en quinta velocidad y en tracción doble. Potreros de la Unidad de Bovinos, Jusepín, UDO Monagas. Punto 1
Pases
LECTURAS (m)
ANCHO DE CORTE (m)
IDA
VUELTA
IDA
VUELTA
0
1,10
1,09
-
-
1
2,68
2,83
1,58
1,74
2
4,30
4,60
1,62
1,77
3
6,10
6,20
1,80
1,60
4
7,77
8,12
1,67
1,92
5
9,56
9,70
1,79
1,58
Media, (m)
1,69
1,72
Desviación estandar, (S)
0,09
0,12
(ivb)
5,25
7,20
Cuadro 2.4 Determinación del índice de variabilidad del ancho de corte (Ivb) en una práctica de labranza secundaria realizada con una rastra de tiro de 20 discos y con un Tractor 4WD (8x2) en primera velocidad y en tracción doble. Potreros de la Unidad de Bovinos, Jusepín, UDO Monagas. Punto 2
Pases
LECTURAS (m)
ANCHO DE CORTE (m)
IDA
VUELTA
IDA
VUELTA
0
0,86
1,10
-
-
1
2,55
2,10
1,69
1,00
2
4,20
4,87
1,65
2,77
3
6,10
6,50
1,90
1,63
4
8,10
8,40
2,00
1,90
5
9,90
10,20
1,80
1,80
Media, (m)
1,81
1,82
Desviación estándar
0,13
0,57
Ivb
7,18
31,25
Cuadro 2.5 Determinación del índice de variabilidad del ancho de corte (Ivb) en una práctica de labranza secundaria realizada con una rastra de tiro de 20 discos y con un Tractor 4WD (8x2) en tercera velocidad y en tracción doble. Potreros de la Unidad de Bovinos, Jusepín, UDO Monagas. Punto 2 LECTURAS (m)
ANCHO DE CORTE (m)
Pases IDA
VUELTA
IDA
VUELTA
0
0,90
1,20
-
-
1
2,70
3,20
1,80
2,00
2
4,50
5,10
1,80
1,90
3
6,40
6,80
1,90
1,70
4
8,55
8,60
2,15
1,80
5
9,90
10,70
1,35
2,10
Media, (m)
1,80
1,90
Desviación estandar
0,26
0,14
Ivb
14,38
7,44
Cuadro 2.6 Determinación del índice de variabilidad del ancho de corte en una práctica de labranza secundaria realizada con una rastra de tiro de 20 discos y con un Tractor 4WD (8x2) en quinta velocidad y en tracción doble. Potreros de la Unidad de Bovinos, Jusepín, UDO Monagas. Punto 2 LECTURAS (m)
ANCHO DE CORTE (m)
Pases IDA
VUELTA
IDA
VUELTA
0
1,00
1,00
-
-
1
3,10
2,45
2,10
1,45
2
4,70
4,50
1,60
2,05
3
6,30
5,80
1,60
1,30
4
7,70
7,75
1,40
1,95
5
9,70
9,30
2,00
1,55
Media, (m)
1,74
1,66
Desviación estandar, (S)
0,27
0,29
(ivb)
15,25
17,50
Cuadro 3.1 Determinación de la profundidad promedio en una práctica de labranza secundaria realizada con una rastra de tiro de 20 discos y con un Tractor 4WD (8x2) en primera velocidad y en tracción doble. Potreros de la Unidad de Bovinos, Jusepín, UDO Monagas. LECTURAS IDA (cm)
LECTURAS VUELTA (cm)
Pases L1
L2
L3
L4
L5
L1
L2
L3
L4
L5
1
17,00
20,00
16,00
14,00
13,00
16,00
17,00
20,00
14,00
18,00
2
16,00
12,00
16,00
14,00
10,00
20,00
19,00
20,00
19,00
20,00
3
19,00
15,00
14,00
15,50
16,50
18,00
19,00
20,00
20,00
18,00
4
16,00
17,00
16,00
13,00
17,50
19,00
20,00
19,00
18,00
18,00
5
18,00
15,00
15,00
18,00
16,50
19,00
17,00
19,00
21,00
18,00
Media, (cm)
15,60
18,64
Cuadro 3.2 Determinación de la profundidad promedio en una práctica de labranza secundaria realizada con una rastra de tiro de 20 discos y con un Tractor 4WD (8x2) en tercera velocidad y en tracción doble. Potreros de la Unidad de Bovinos, Jusepín, UDO Monagas. LECTURAS IDA (cm)
LECTURAS VUELTA (cm)
Pases L1
L2
L3
L4
L5
L1
L2
L3
L4
L5
1
15,50
15,00
9,00
8,00
10,00
18,00
22,00
19,00
22,00
22,00
2
11,00
18,00
18,00
11,00
13,50
22,00
21,00
20,00
22,00
20,00
3
16,00
16,00
13,00
12,00
14,50
21,00
20,00
21,00
22,00
22,00
4
14,50
17,00
14,50
15,00
10,00
21,00
20,00
22,00
20,00
20,00
5
14,50
15,50
16,00
11,00
16,00
21,00
20,00
20,00
22,00
23,00
Media, (cm)
13,78
20,92
Cuadro 3.3 Determinación de la profundidad promedio en una práctica de labranza secundaria realizada con una rastra de tiro de 20 discos y con un Tractor 4WD (8x2) en quinta velocidad y en tracción doble. Potreros de la Unidad de Bovinos, Jusepín, UDO Monagas. LECTURAS (m)
ANCHO DE CORTE (m)
Pases L1
L2
L3
L4
L5
L1
L2
L3
L4
L5
1
18,00
16,00
15,00
10,00
16,00
18,00
22,00
22,00
21,00
21,00
2
15,00
10,00
10,00
15,00
18,00
20,00
21,00
18,00
21,00
20,00
3
18,00
17,00
18,00
13,00
15,00
21,00
22,00
20,00
21,00
22,00
4
17,00
12,00
15,00
14,00
12,00
20,00
21,00
21,00
23,00
22,00
5
16,00
19,00
16,00
15,50
16,50
19,00
22,00
20,00
22,00
21,00
Media, (cm)
15,08
20,84
Cuadro 4.1 Determinación del porcentaje de deslizamiento en una práctica de labranza secundaria realizada con una rastra de tiro de 20 discos y con un Tractor 4WD (8x2) en primera velocidad y en tracción doble. Potreros de la Unidad de Bovinos, Jusepín, UDO Monagas. Zona 1. DRSC, (m) = 25,92 DRCC, (m)
DESLIZAMIENTO, (%)
Pases IDA
VUELTA
IDA
VUELTA
1
22,28
22,40
14,04
13,58
2
22,38
22,36
13,66
13,73
3
22,35
22,73
13,77
12,31
4
22,50
22,62
13,19
12,73
5
22,64
22,88
12,65
11,73
Media
22,43
22,60
13,46
12,82
Cuadro 4.2 Determinación del porcentaje de deslizamiento en una práctica de labranza secundaria realizada con una rastra de tiro de 20 discos y con un Tractor 4WD (8x2) en tercera velocidad y en tracción doble. Potreros de la Unidad de Bovinos, Jusepín, UDO Monagas. Zona 1. DRSC, (m) = 25,92 DRCC, (m)
DESLIZAMIENTO, (%)
Pases IDA
VUELTA
IDA
VUELTA
1
22,95
22,47
11,46
13,31
2
22,65
22,79
12,62
12,08
3
22,91
22,20
11,61
14,35
4
22,84
22,83
11,88
11,92
5
22,60
22,66
12,81
12,58
Media
22,79
22,59
12,08
12,85
Cuadro 4.3 Determinación del porcentaje de deslizamiento en una práctica de labranza secundaria realizada con una rastra de tiro de 20 discos y con un Tractor 4WD (8x2) en quinta velocidad y en tracción doble. Potreros de la Unidad de Bovinos, Jusepín, UDO Monagas. Zona 1. DRSC, (m) = 25,92 DRCC, (m)
DESLIZAMIENTO, (%)
Pases IDA
VUELTA
IDA
VUELTA
1
22,86
22,66
11,81
12,58
2
22,88
22,79
11,73
12,08
3
22,49
22,43
13,23
13,46
4
22,60
22,90
12,81
11,65
5
22,13
23,16
14,62
10,65
Media
22,59
22,79
12,84
12,08
Cuadro 5.1 Determinación del contenido de humedad gravimétrica y densidad seca de un suelo franco arenoso sometido a una práctica de labranza secundaria realizada con una rastra tiro de 20 discos y con un Tractor 4WD (8x2) en primera velocidad y en tracción doble. Potreros de la Unidad de Bovinos, Jusepín, UDO Monagas.
Muestra, (Nº)
Masa Humedad, (g)
Masa Seca, (g)
1
501,98
449,4
Muestra, (Nº)
Masa Humedad, (g)
Masa Seca, (g)
2
559,16
510,78
Humedad Densidad Seca, Gravimétrica, (%) (g/cm3) 11,70
1,58
Humedad Densidad Seca, Gravimétrica, (%) (g/cm3) 9,47
1,80
Cuadro 5.2 Determinación del contenido de humedad gravimétrica de un suelo franco arenoso sometido a una práctica de labranza secundaria realizada con una rastra tiro de 20 discos y con un Tractor 4WD (8x2) en tercera velocidad y en tracción doble. Potreros de la Unidad de Bovinos, Jusepín, UDO Monagas.
Muestra, (Nº)
Masa Humedad, (g)
Masa Seca, (g)
1
545,93
487,1
Muestra, (Nº)
Masa Humedad, (g)
Masa Seca, (g)
2
482,98
438,04
Humedad Densidad Seca, Gravimétrica, (%) (g/cm3)
12,08
1,71
Humedad Densidad Seca, Gravimétrica, (%) (g/cm3) 10,26
1,54
Cuadro 5.3 Determinación del contenido de humedad gravimétrica de un suelo franco arenoso sometido a una práctica de labranza secundaria realizada con una rastra de tiro de 20 discos y con un Tractor 4WD (8x2) en quinta velocidad y en tracción doble. Potreros de la Unidad de Bovinos, Jusepín, UDO Monagas.
Muestra, (Nº)
Masa Humedad, (g)
Masa Seca, (g)
1
483,75
440,53
Muestra, (Nº)
Masa Humedad, (g)
Masa Seca, (g)
2
508,14
462,64
Humedad Densidad Seca, Gravimétrica, (%) (g/cm3) 9,81
1,55
Humedad Densidad Seca, Gravimétrica, (%) (g/cm3) 9,83
1,63
VELOCIDAD DE AVANCE
La práctica se realizo sobre una distancia de 20 m se tomo en cuenta la Ida del Tractor y la Vuelta del. En primera velocidad se obtuvo un tiempo promedio de 30 segundos con una velocidad de avance promedio de 2,60 Km/h de Ida y 2,55 Km/h de vuelta. A medida que se aumentaba la velocidad del tractor para la labor de labranza la velocidad de avance se incrementaba. Hasta obtener a una velocidad de 7,84 Km/h en la Ida y 7,43 Km/h en la vuelta respectivamente, con el tractor en la quinta velocidad.
Para la Capacidad Operativa en la primera velocidad se obtuvo 0,38 ha/h en la Ida y 0,38 ha/h en la Vuelta, a medida que se incremento la velocidad del tractor se incrementaba también la Capacidad Operativa hasta obtener en la quinta velocidad del tractor una Capacidad Operativa promedio de 1.12 ha/h.
ANCHO DE CORTE Y PROFUNDIDAD
Cuando se trabajo con el tractor en primera velocidad el ancho de corte promedio fue de 1,79 m y en la quinta velocidad fue de 1,70 m. Se pudo evidenciar que a medida que se aumenta la velocidad del tractor disminuye la capacidad operativa efectiva de la maquina.
Al operar el tractor en primera velocidad la profundidad promedio se ubico en 17,12 cm en la vuelta, al llegar a la quinta velocidad, la profundidad alcanzo 17,96 cm. Variando las velocidades del tractor de primera a quinta, la profundidad de la labor se mantuvo, a pesar que el aumento de la velocidad del tractor provoca el levantamiento de la rastra, la causa de este efecto pudo haber sido el peso de la misma.
DESLIZAMIENTO
Al trabajar el tractor en las diferentes velocidades de la primera hasta la quinta, se encontró que el % de deslizamiento fue de 13,14 y 12,46 respectivamente, se pudo constatar que el aumento de la velocidad no afecto significativamente dicho parámetro.
HUMEDAD
Se realizaron pruebas de humedad a tres muestras con dos repeticiones de suelo (franco arenoso) en los potreros de la Unidad de Bovinos, Jusepín. En las diferentes velocidades operadas en el tractor se encontró que la humedad disminuía a medida que la velocidad aumentaba.
CONCLUSIÓN Las diferentes labores de labranza convencionales tienen generalmente un efecto negativo sobre la conservación del suelo si no se manejan de una forma planificada y controlada, de esta forma evitar de degradación del suelo en sus propiedades físico-químicas y biológicas, incrementar los problemas de erosión y perdida de la productividad de los suelos,
Las actividades de labranza producen un efecto secundario debido a su sobre utilización o mala utilización; dentro de sus efectos esta la oxidación y degradación de la materia orgánica en forma acelerada. Además de preceder la formación de capas compactadas profundas conocidas como pisos de arado, las cuales anulan la infiltración, y disminuyendo el área de asimilación de los nutrientes y la aireación del suelo. Las prácticas conservacionistas de disminución de la actividad mecánica, mejoran notablemente los efectos negativos antes mencionados, aumentando el contenido de materia orgánica y estabilizando la estructura del suelo de forma que puede ser penetrado por las raíces y conservar los poros necesarios para una buena aireación de estas.
RECOMENDACIONES De acuerdo con los resultados se puede recomendar que a mayor velocidad mayor deslizamiento y a mayor velocidad menor sea la profundidad. Para disminuir este efecto es necesario es conocer las condiciones optimas para la labranza como humedad del suelo, grado de compactación. Siempre utilizar la velocidad que mejor se adapte a la labor y mejore el desempacho de la maquina en el terreno.
Para un mejor efecto del cultivo, es necesario dejar solamente el espacio de la cosecha de hilera finamente labrado, y esto se puede conseguir con las rastras de discos, dejando el suelo abierto y áspero después de pasar los discos y utilizando rejas acanaladas o abridores de discos en el sembrador, para cortar a través de los residuos y de las levas.
Se debe realizar varias pruebas con distintas velocidades para conocer la velocidad óptima que se debe utilizar en el terreno.
BIBLIOGRAFÍA Guzmán, J. 1990. Maquinaria agrícola moderna y sus implementos de labranza. Primera edición, Espasande – S.R.L. Editores. Caracas – Venezuela: 331 p. Hernanz, J. y Ortiz, J. 1988. Técnica de la mecanización agraria. Tercera edición, Mundiprensa. España: 641 p.
Hoppen, H. 1970. Aperos de labranza para las regiones áridas y tropicales. Segunda edición, Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, F.A.O. Roma – Italia: 154 p. Hossne, A. 1976. Mecanización agrícola. Primera edición, Departamento de Ingeniería Agrícola, U.D.O. Núcleo Monagas. Monagas – Venezuela: 118 p. Instituto Nacional de Cooperación Educativa. 1973. Aperos de labranza: Rastras. Primera edición, Departamento de material didáctico, Dirección de programación y Servicios técnicos del I.N.C.E. Caracas – Venezuela. Ortiz, J. 1995. Las máquinas agrícolas y su aplicación. Quinta edición, Mundiprensa. España: 465 p. Pearson, H. 1975. Maquinaria y equipo agrícola. Segunda edición, Omega. España: 571 p.
Secretaría de educación pública de México y F.A.O. 1982. Manuales para educación agropecuaria. Labranza secundaria. Área: Mecánica agrícola 40. Primera edición, Trillas, S.A. México, D.F.: 64 p.
