INTRODUCCIÓN Para una mayor comprensión de los temas inherentes al tractor, comenzaremos describiendo las partes del mismo en la primera figura. En la figura que sigue se puede observar mejor desde una vista posterior el levante hidráulico y demás mecanismos DIMENSIONES DEL TRACTOR
Las dimensiones de uso corriente en la descripción exterior del tractor son las que se detallan a continuación TIPOS de MOTORES Podemos clasificar a los motores utilizados en tractores agrícolas en dos tipos: Combustión Externa. Son los que primero aparecen, se los conoce como motores de vapor. En estos motores el combustible (carbón o leña) calienta una caldera con agua que al generar vapor a altas presiones, mueve un pistón. Combustión Interna. En estos motores la combustión se produce dentro de un cilindro que contiene al pistón, el cual toma movimiento al producirse la explosión del combustible. Podemos mencionar dos clases: Carburación externa. El primero motor de combustión interna en aparecer fue diseñado por el especialista en maquinaria alemán Nikolaus A. Otto o motor naftero, en estos, se carbura (mezcla el combustible con aire) externamente el combustible y luego ingresa al cilindro. Los primeros tractores funcionaban con motores de ciclo Otto, a nafta o a agricol (mezcla de nafta querosén), el elevado precio actual de estos combustibles determinó que estos tipos de motores se dejaran de utilizar en tractores agrícolas. Carburación interna. Posteriormente Rudolf Diesel diseña un motor que consume una fracción menos refinada de combustible (gas-oil), este combustible es difícil de carburar externamente, dado que es un aceitoso. El gas-oil no tiene tiempo de mezclarse externamente con el aire; estos motores o de ciclo Diesel están provistos de una bomba inyectora que como su nombre lo indica inyecta el gas-oil al cilindro, lugar en donde se produce la carburación. Los motores de ciclo Diesel son los que se uti1izan en la, actualidad para los tractores agrícolas.
ELEMENTOS DEL MOTOR COMBUSTIÓN INTERNA El punto más alto del pistón dentro del cilindro se denomina PMS (punto muerto superior); cuando el cigüeñal gira 180º el pistón se encuentra en el PMI (punto muerto inferior). La distancia existente entre el PMS y el PMI es llamada “carrera del pistón". El espacio que queda entre el PMS y la tapa de cilindros se llama cámara de compresión o combustión como se observa en la figura siguiente. MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA DE 4 TIEMPOS La cilindrada del motor se calcula de la siguiente manera:
Cilindrada = [(superficie del pistón * carrera del pistón) + volumen cámara de combustión]
V1 V2 La relación existente entre estos dos volúmenes V1/ V2 se denomina relación de compresión (en los motores de ciclo Otto es de 7-8:1 y, en los de ciclo Diesel 20-21:1. El diámetro del pistón es un poco más pequeño que el del cilindro, debido a que los metales por acción del rozamiento se dilatan. La función que cumplen los aros del pistón es impedir las fugas del cilindro para que este mantenga la estanqueidad y por lo tanto la compresión del cilindro. A la salida del cigüeñal se encuentra el volante, cuyo tamaño está en relación al número y tamaño de los cilindros; la finalidad del volante es acumular inercia. El cárter es el depósito de aceite del motor y a partir del cual se lubrican las zonas de rozamiento del mismo.
DESCRIPCION DE LOS 4 TIEMPOS DEL MOTOR Primer tiempo-Admisión: El pistón se encuentra en el PMS, cuando el pistón empieza a descender se abre la válvula de admisión y la válvula de escape se encuentra cerrada, la presión interna del cilindro es menor a 1 atmósfera, de esta manera el cilindro se carga de aire por diferencia de presión con la atmósfera; el tiempo termina cuando el pistón llega al PMI. Segundo tiempo-Compresión: El pistón comienza su carrera ascendente desde el PMI, en ese momento se cierra la válvula de admisión y la de escape permanece cerrada y se produce así la compresión del aire admitido en el cilindro. Un poco antes de llegar al PMS se inyecta combustible y ocurre la mezcla de este con el aire comprimido (carburación), en ese momento hay 35 atmósferas y entre 600-700 ºC. Tercer tiempo-Explosión expansión: Dadas la elevada presión y temperatura existentes en el cilindro se produce la explosión del combustible que empuja al pistón hacia el PMI. Las válvulas de admisión y escape se encuentran cerradas.
Cuarto tiempo-Escape: Debido a la inercia obtenida de la expansión e1 pistón empieza a ascender desde el PMI, en ese momento se abre válvula de escape y el pistón empuja los gases de la explosión que quedaron en el cilindro. La válvula de admisión se encuentra cerrada, y se inicia un nuevo ciclo. Cada tiempo se realiza en 1/2 giro del cigüeñal en los motores de 4 tiempos. En los de 2 tiempos por cada 1/2 giro se producen 2 tiempos. COMPARACIÓN DEL MOTOR DE CICLO OTTO CON EL DE CICLO DIESEL OTTO DIESEL Combustible nafta gas-oil Carrera del pistón menor Mayor Relación de compresión 7-8 : 1 20-21: 1 RPM a régimen (regulando) menor Menor Duración del motor menor
Mayor Costo de mantenimiento menor Mayor Investigación desarrollada y enviada por: Ing. Fernando Reyes; Escuela de Educación Agraria Nº 1 San Vicente, Buenos Aires – Argentina
[email protected] BIBLIOGRAFÍA UNLP. FCAyF (1979). Guía de Trabajos Prácticos de Maquinarias Agrícolas. RURAL FIAT. (1979). Anuario ’79. Talleres Gráficos Methopress. 240 pp. MICROSOFT. (2005). Enciclopedia Encarta.
MAQUINARIA AGRICOLA Se puede definir a la mecanización agraria como el proceso en el cual la energía mecánica es puesta al servicio de la producción agraria, ofreciendo la oportunidad de realizar en menor tiempo todo tipo de tareas, como por ejemplo pulverizaciones, labranza, siembra, desmalezado, manejo de la cosecha entre otros. En la actualidad no es posible pensar en una producción moderna y económica sin la intervención de equipos mecánicos que reduzcan o faciliten las tareas rurales. LABOREO La función y objetivo de la labranza no es otra cosa que proveer un ambiente propicio para el desarrollo de las plantas cultivadas. También lo podemos definir como la práctica de modificar el estado del suelo con el fin de proporcionar a los cultivos las condiciones favorables para desarrollarse. Por laboreo del terreno se entiende al conjunto de operaciones realizadas con equipos mecánicos encaminadas a conseguir un mejor desarrollo de las semillas y de las plantas cultivadas. En esencia se trata de promover, en el suelo, una serie de transformaciones regidas por fenómenos físicos, químicos y biológicos.
Los fenómenos físicos que se producen en el suelo son: a) dar al suelo capacidad para el contenido de aire. (espacio poroso) b) aumentar la capacidad para almacenar la mayor cantidad de agua. (espacio poroso) c) prevenir el lavado del suelo. d) tratar que el exceso de agua pueda penetrar al subsuelo evitando la escorrentía superficial. e) consolidar el suelo mezclándolo con los restos vegetales y disminuir así, los efectos de la erosión. Los fenómenos químicos son: a) oxidación necesaria para la nitrificación. b) humificación de la materia orgánica resultante de la destrucción de la flora y de la microfauna. c) modificación del pH del suelo. Los fenómenos biológicos son: a) fomentar el desarrollo de los microorganismos que transforman la M.O. de los distintos animales y vegetales en humus. b) destrucción de las malezas. c) destrucción de insectos. Todos estas transformaciones enunciados, con interdependencia entre si, contribuyen a vitalizar el suelo y proveer o mantener su fertilidad. Nuevas ideas sobre la labranza. En los últimos años muchos agricultores han dejado los métodos tradicionales de labranza. El moderno trabajo ingenieril les ha provisto de nuevas máquinas que han hecho abreviar muchas operaciones de la labranza como ejemplo la mínima labranza, labranza cero o siembra directa. En muchos casos la eliminación de las malezas se hace con herbicida y, para la siembra, no se hace ningún tipo de preparación del suelo, excepto remover solo una pequeña franja en donde se deposita la semilla. Esto nos demuestra que en lo que hace a la preparación del suelo para la siembra han cambiado mucho las normas generales, lo que hasta hace poco tiempo eran principios considerados fundamentales se ha visto que tienen muy poca significación en la práctica.
Por otra parte, la experiencia muestra repetidamente la importancia de una buena preparación de la cama de siembra para cultivos de raíz u hortalizas. No se pueden establecer reglas concretas sobre que maquinarias (aperos) son necesarias para producir los mejores resultados en cada caso. Además de esto, puede decirse que existen indicaciones, procedentes de un gran número de ensayos, en el sentido de que no hay ninguna razón para hacer las labranzas a gran profundidad. Como norma general, entre 20 y 25 cm son suficientes para cultivos de raíz, y entre 15 y 20 cm para la mayoría de los cultivos. Tener en cuenta que cada día está prendiendo mas la idea del menor trabajo de la tierra para prevenir la erosión (en determinadas regiones) y conservar la estructura y la fertilidad en general. TRACTORES Definición: El tractor es una "máquina agrícola motorizada para arrastre o acoplamiento de otras máquinas las que no poseen su propio elemento propulsor". Funciones básicas que debe cumplir un tractor. 1) traccionar implementos y máquinas agrícolas. 2) dar movimiento a máquinas estacionarias. 3) traccionar máquinas y simultáneamente accionar elementos de máquinas. 4) cargar implementos de montaje. Tipos de tractor a) por rodado: • de orugas o carriles. • de ruedas neumáticas. b) por tracción: • de dos ruedas motrices. • de cuatro ruedas motrices. c) por su especialización agrícola. • estandar. • fruteros. • viñateros • hortícolas • altos d) por el combustible empleado en su alimentación. En la actualidad todas las fábricas de tractores del país los fabrican con motor a gasoil (diesel), pero aún pueden encontrarse tractores alimentados a gasolina y a kerosene
(antiguos, todavía en uso para ciertas actividades). TRACTOR ARTICULADO con cubiertas duales para disminuir el compactado del suelo y eliminar el patinaje. PARTES DE UN TRACTOR: El tractor consta de un motor que es el encargado de poner a disposición la energía necesaria para la tracción y su autotransporte, a continuación del motor se encuentran otros mecanismos que tienen por función transmitir la potencia del motor a las ruedas y a la toma de potencia ( toma de fuerza), que constituyen la transmisión. Otros mecanismos de importancia lo constituyen la barra de tiro y el mecanismo de levante hidráulico de tres puntos y control remoto. Todos los tractores de fabricación nacional deben responder a ciertas normas en lo referente a sus características principales y a los ensayos que deben realizarse para su homologación . Ello responde a la necesidad de uniformar criterios. De la Comisión Panamericana de Normas Técnicas han salido las siguientes normas que analizan las siguientes características: Trocha: Así se llama a la distancia que existe entre los planos medios de dos ruedas del mismo tren. Las trochas de los tractores pueden ser fijas o variables Peso: Se deberá determinar el peso que báscula en el tren anterior y posterior. Esto tiene suma importancia en lo que hace a la tracción y equilibrio. TRACTOR CONVENCIONAL DOBLE TRACCIÓN Contrapesos: Diversos elementos (fundición, agua, etc.) que se colocan por lo general en las ruedas traseras con objetivos varios. También se pueden encontrar en la parte delantera del tractor. Despeje (luz libre): Esta es una distancia que media entre el plano de apoyo del tractor y la parte mas baja del mismo. Patinamiento: Este se puede medir en la polea (toma de fuerza) y en las ruedas, estas determinaciones se realizan por la importancia que tiene en lo referente al aprovechamiento de esfuerzos y en lo negativo de su presencia, dado el malgasto de combustible, neumáticos y horas de trabajo. Sistema de refrigeración La cantidad de refrigeración necesaria depende del tamaño y tipo del motor, y de las
condiciones de utilización. La refrigeración en los motores de los tractores que se fabrican en nuestro país puede ser: • por agua • por aire. TRACTOR CONVENCIONAL DOBLE TRACCIÓN ARADOS La labor del arado es primordial en la preparación del terreno. Su característica principal es la separación y el volteo de la tierra, de forma que cualquier vegetación o estiércol que se encontrase en la superficie queda enterrada y una parte del suelo que se hallaba a una determinada profundidad se lleva a la superficie donde queda expuesta a los agentes atmosféricos. La tierra arada queda dispuesta en surcos, cuya forma depende del tipo de arado utilizado y de la naturaleza del suelo. Arar suele ser la operación mas importante de las explotaciones agrícolas, no solo por la naturaleza de la labor, sino también desde el punto de vista de la potencia exigida. ARADO DE REJAS Y VERTEDERAS Rueda de cola Barra de tiro Chassis Cilindro Hidráulico C Remoto Vertedera Reja R de surco Cuchilla circular. PARTES DEL ARADO DE REJAS Los términos usados corrientemente para denominar los principales componentes del arado son muy variados, de manera que daremos a continuación una lista de términos que son aceptados y que pueden encontrar en distintos libros y apuntes. Cuerpo: Se aplica al conjunto completo de piezas de trabajo para un surco. Pueden ser de utilidad general, para labores profundas, etc. Reja: realiza el corte horizontal que separa el prisma del suelo que queda por debajo, está montada en la parte delantera del cuerpo. Las rejas de arado al igual que las vertederas, tienen formas muy variadas. Vertedera: es la pieza que voltea el pan de tierra, está sujeta con tornillos a la cama. Es
convexa en toda su longitud. Dental: Es la parte que recibe el empuje lateral debido al volteo del pan de tierra. Cuchilla: realiza un corte vertical separando el prisma de tierra del surco de la que no está labrada. La cuchilla circular (disco) cumple con la función de realizar un corte vertical que favorece el corte de la cuchilla (sobre todo en suelos pesados) comúnmente no encontramos en los arados en nuestra zona. ARADOS DE DISCOS Características de los arados de discos Una de las mayores preocupaciones existentes para los agricultores, así como para los fabricantes de arados es disminuir el rozamiento entre el suelo y las partes metálicas del arado por que esto es una parte importante del gasto de energía necesaria para la labor. Después de varios intentos se llegó a la conclusión de que la solución más eficaz era el arado de discos, sobre todo en aquellos terrenos que, por su textura (sobre todo arenosa), provocan gran desgaste en las piezas de trabajo. Se trata de un arado formado por discos en forma de casquete esférico que giran alrededor de unos ejes unidos al bastidor (1). Estos ejes forman un cierto ángulo con la dirección de avance, encontrándose, por otra parte, inclinados con respecto al plano horizontal. La tierra cortada por el disco lo presiona y lo hace girar. El disco entonces arrastra y eleva el suelo que al alcanzar cierta altura desvía la trayectoria de las partículas, que caen al fondo del surco provocando de esta manera el volteo (en algunos casos puede presentar una pequeña vertedera que ayuda en el volteo) *Para diferenciarlo del otro arado, que también utiliza discos como órgano de roturación, (arado rastra, rastrón o arado múltiple), se debe tener en cuenta que en este arado cada de uno de los discos tiene su propio eje, que es totalmente independiente de los otros. Cuando se trabaja con este tipo de arados, no están definidas la pared y el fondo del
surco, como ocurre con los arados de vertedera. Este arado está particularmente indicado para: - terrenos pesados y adherentes, en los que existe gran dificultad de deslizamiento del suelo sobre la superficie de volteo, así como en aquellos suelos en los que se ha formado piso de arado. - terrenos secos y duros en donde es muy difícil la penetración del arado de rejas. - terrenos con gran cantidad de piedras y raíces, ya que el disco rueda sobre el obstáculo en lugar de engancharlo como lo hace la punta de la reja. - terreno en los cuales por razones tanto de su constitución, textura y/o de estructura, el arado no debe invertir totalmente la banda de tierra (erosión) ( ya veremos que hay otros arados menos erosivos aún) - terrenos muy abrasivos en los cuales se produciría un serio desgaste de las piezas, que no sean giratorias como en el arado de discos. Elementos de trabajo. a) Disco: Constituye el elemento fundamental en estos arados, ya que es quien realiza el trabajo. Estos casquetes tienen diámetros y radios de curvatura de dimensiones diversas, adaptadas a las distintas labores y suelos. Los discos se construyen a partir de una chapa de acero laminada, la cual es estampada y tratada térmicamente para conseguir mediante esta última operación la dureza superficial necesaria para disminuir los posibles desgastes, sobre todo del borde. b) Brazo portadisco o cama: Se trata de un conjunto de elementos que unen el disco con el bastidor del arado. c) Rasqueta: Es una reja situada en el interior del disco, su misión es ayudar al desprendimiento de la tierra que queda adherida al mismo. No confundir con una pequeña vertedera que se puede adicionar para mejorar el volteo del pan de tierra. d) Rueda trasera: Situada en la parte posterior su misión es guiar el arado según la dirección de marcha. Esta pieza tiene una cierta inclinación sobre el fondo del surco, de manera que permite
asentar mejor el arado, a la vez que absorbe el empuje lateral realizado por el terreno sobre el disco. Algunas veces se utilizan contrapesos en la rueda trasera cuando la penetración es difícil, sobre todo en suelos duros . Estos contrapesos también ayudan a que la rueda de cola mantenga el arado trabajando con mayor estabilidad. Rueda de cola Levante de tres puntos bastidor (1) Disco e) Rueda de surco: esta rueda se encuentra en la parte delantera del arado y trabaja sobre el surco que realizó el último disco en la pasada anterior. f) Rueda de rastrojo: esta es la que rueda sobre el terreno que aún no a sido trabajado Ventajas y desventajas de los arados de disco: • pueden utilizarse en terrenos pedregosos con menor riesgo de rotura. • debido al giro de los discos, cuando trabajan, se disminuye el rozamiento y, en consecuencia, el desgaste rápido. Es de conservación y mantenimiento mas sencillo que el arado de rejas. • la fuerza de tracción necesaria es ligeramente inferior para un mismo tipo de labor, por reducir considerablemente los rozamientos. • los discos realizan un mullido mas perfecto, pues rompen mucho mejor la estructura del suelo, dejando una capa de suelo mas homogénea en cuanto a tamaño y distribución de poros. • realizan un mejor enterrado de cantidades importantes de materia orgánica (M.O). Esto no quiere decir que la cantidad de materia orgánica enterrada sea mayor sino que realiza un mejor mezclado de la misma. Como inconvenientes podemos citar: • la penetración del arado con frecuencia es insuficiente, lo que obliga a que los constructores diseñen aperos mas pesados; ello trae consigo un mayor precio de adquisición. • realizan un volteo incompleto del suelo, por lo que el efecto de la labor es menos vistoso, sobre todo cuando la operación va acompañada de enterrado de rastrojo y malas hierbas. ARADO RASTRA Por su diseño, concepción y tipo de labor resultan intermedios entre el arado de discos y la rastra de disco, es decir, los discos son de tamaño grande y están montados en un único bastidor o cuerpo (chasis), asemejándose a los arados, pero todos los discos están a menor distancia entre si, son verticales y solidarios en un eje (no son independientes como en el arado de discos) como en el caso de las rastras. Sirven
tanto para labores primarias como secundarias aunque son típicos arados rastrojeros. El arado rastra hace un trabajo similar al arado de discos, pero se diferencia por ser menos entrador y por que queda una mayor cobertura en superficie (esto está también favorecido por la mayor proximidad entre los discos) Se utiliza para suelos livianos (arenosos o sueltos), y con la misma potencia de tractor hace mayor trabajo que el arado de discos debido a la menor penetración de los discos. El diámetro de los discos varía entre 22 y 24 pulgadas, es decir de 560 a 610 mm, el espesor es de 5 mm. La separación entre ellos de 200 a 250 mm. El eje toma un ángulo de 35º a 45º respecto a la dirección de avance. Rueda de surco Barra de tiro Rueda de rastrojo (Es utilizado frecuentemente combinado con una tolva sembradora (cajón sembrador. para arar y sembrar en una sola operación en lo que se llama equipo de mínima labranza. La ventaja del uso de este arado es que deja mayor cantidad de residuos en superficie de manera que evita la erosión eólica por dejar el suelo cubierto de residuos vegetales y por la misma razón evita la erosión hídrica (efecto golpeteo) ya que protege al suelo de la acción erosiva de las gotas de agua (planchado del suelo). rueda de cola Rueda de rastrojo Rueda de surco Tren de discos (todos unidos a un solo eje) ARADO DE CINCELES El arado de cinceles esta formado por púas verticales que penetran en el suelo y que al ser arrastradas por el tractor lo remueven sin invertir el pan de tierra, por ello incorpora poco material superficial ( MO ), entre el 20 al 30%, la capa removida y la que no lo fue no tiene un límite definido. Esto se debe a que este arado debe utilizarse con suelo seco. Las púas, que son flexibles y vibran, resquebrajan el suelo no solo verticalmente sino también horizontalmente y por lo tanto no queda un límite definido entre lo
trabajado y el que no lo fue. (esto no ocurriría si el suelo estuviera húmedo). El órgano de roturación de un arado de cinceles está compuesto por dos piezas: el cincel o púa y el arco. El cincel se encuentra fijado en el extremo del arco, está construido de acero y en algunos casos está reforzado(acorazado) para evitar un rápido desgaste. El arco, también de acero está sujeto al chasis del arado de modo tal que le es posible vibrar para resquebrajar el suelo, además también tiene una cierta vibración propia. Para evitar la rotura de los arcos en lugares donde puedan encontrarse piedras o troncos enterrados cada arco puede tener lo que se llama zafe. Hay distintos tipo de zafe de acuerdo al fabricante, pero en definitiva lo que permite que la púa, al encontrarse con un obstáculo enterrado, se levante y de ese modo evitar la rotura. El chasis o bastidor de este arado es totalmente distinto a los vistos anteriormente. Este es rectangular con dos rueda (parece un remolque de dos ruedas). Cincel o púa zafe Chassis Arco Cilindro de C. Remoto
