Sembradoras modernas
Trasmisiones electrónicas.
Estas trasmisiones aparecen asociadas a la agricultura de precisión, debido a que en conjunto con un navegador satelital, una computadora de comando y un software específico, resultan apropiadas para sembrar y/o fertilizar con dosis ajustadas a la ubicación geográfica del lote, o dicho de otra manera, de acuerdo al ambiente. Es decir son las transmisiones que permiten cambiar la densidad de siembra y la dosis de fertilización sin detener el avance del equipo. Por ello se las llama de “dosis variable” y, si bien los mecanismos componentes son totalmente distintos, por su variación continua recuerdan a las transmisiones de tractores denominadas Continuously Variable Transmissions Tractor.
Las transmisiones para dosis variable que ofrece el mercado son electrohidráulicas o electromecánicas. En ambas los elementos de una transmisión mecánica sustituidos en las transmisiones electrónicas son: la rueda motriz, las ruedas dentadas, cadenas que trasmiten movimiento desde dicha rueda hasta los ejes de los dosificadores, incluidas las cajas de cambio y los variadores de velocidad.
Las transmisiones electrónicas permiten calibrar la densidad de siembra con menor margen de error comparado con los sistemas convencionales, con simplicidad de manejo debido a la ausencia de cajas de velocidad y a la reducción significativa de engranajes y cadenas del cinemático. Por otra parte, no se requiere la tabla de densidad de siembra ni de dosificación de fertilizante para su calibración y se simplifica el trabajo de mantenimiento. Sólo se cargan los valores de siembra en la computadora de comando en la cual es posible programar varias alternativas diferentes. El comando del sistema se ejecuta a través de un conjunto de elementos electrónicos e hidráulicos.
Sistemas
de operación
Las
sembradoras con transmisión electrónica admiten su operación bajo dos maneras
diferentes: 1) Operación manual: se practica a partir de la pantalla de la computadora de abordo pulsando manualmente los botones que ofrece la misma.
2) Operación desde una tarjeta de memoria, cuando el equipo cuenta con antena receptora de señal del sistema satelital GPS (Global Position Sistem), la sembradora puede ser operada desde una tarjeta previamente grabada con las prescripciones referidas a densidad de siembra, dosis de fertilización y la ubicación georeferenciada de cada punto del lote a sembrar y fertilizar.
En ambas situaciones la forma de operar corresponde a la corrientemente denominada dosis variable, ya que es posible cambiar la densidad de siembra y/o la dosis de fertilización “sobre la marcha”. Asimismo, el sistema admite operar la sembradora como si fuera una máquina con cajas de cambio, es decir dosis fijas, ofreciendo el beneficio de la facilidad y agilidad de calibración de la máquina en comparación con la transmisión mecánica.
Funcionamiento
La
bomba del sistema, puede ser del hidráulico del tractor o del sistema de la
sembradora, abastece los motores
hidráulicos de tipo orbital como los que siguen: a) un motor para la turbina de succión de aire (en el caso
que se trate de una sembradora con de dosificación neumática de semilla; b) un
motor para el comando de la dosificación de semilla; c) un motor para la dosificación de fertilizante y d) un segundo motor también para fertilizante para el caso de que el
equipo ofrezca la posibilidad de doble fertilización. Cada uno de estos lleva
montado sobre él, un bloque de conductos (manifold en inglés)
para la distribución del fluido hidráulico y un controlador electrónico que gobierna una electroválvula. Esta última es el eslabón entre la zona
programadora y la zona ejecutora del circuito de regulación. Un sensor
de velocidad de giro lee la velocidad de giro a la salida del motor
hidráulico e informa a la consola dicho
valor. Por último de cada motor parte el tren
cinemático hacia los ejes de los dosificadores correspondientes (semilla o
fertilizante).
FIGURA 2.23. Sistema electro
hidráulico de siembra.
Referencias: para dosis variable
con dosificación neumática, e y fertilización simple. Izquierda: circuito
hidráulico independiente. Derecha: circuito hidráulico del tractor. 1) conexión ISOBUS a la
computadora de mando; 2) central de computación; 3) motor de densidad de
siembra; 4) motor de dosificación de fertilizante; 5) rueda con sensor de
régimen para medir velocidad de avance, y embrague electrónico; 6) filtro
sistema hidráulico independiente del tractor; 7) depósito hidráulico; 8)
radiador; 9) bomba hidráulica conectada a la toma de potencia del tractor; T)
turbina de la dosificación neumática con motor hidráulico en su eje. Con
sembradora de dosificación mecánica no corresponde la referencia T).
Cuando la máquina
tiene doble fertilización se agrega un motor hidráulico con su conjunto de
elementos de comando.
FIGURA: Detalle de
motor hidráulico y relacionados.
Referencias: Vistas de diferente
ángulo del mismo equipo. a) Controlador electrónico; b) electroválvula; c)
manifold; d) tren cinemático; e) motor; f) conexión a la computadora de
siembra; g) toma de presión; h) sensor de régimen; i) conducto de retorno; j)
conducto de presión.
(Agrometal)
Como
trabaja la dosis variable: El controlador electrónico (a) gobierna
el solenoide de la electroválvula (b), la cual es de dos vías, entrada – salida,
y resulta ser el órgano que actúa de eslabón entre la zona programadora y la
zona ejecutora del circuito de regulación. Se trata en esencia de un
distribuidor longitudinal de corredera, de construcción muy precisa, gobernado
por un sistema electromagnético que permite (a diferencia de los distribuidores
usuales) el posicionamiento de la corredera en cualquier punto comprendido
entre los extremos y el centro. Independientemente del modelo constructivo de
la electroválvula, el posicionamiento de la corredera es siempre proporcional a
la intensidad de corriente eléctrica de excitación de la bobina y varia de sentido según el
signo de esta.
En definitiva, según la señal
enviada por el controlador electrónico (a) restringe o aumenta el flujo de
aceite a presión hacia el manifold de conexión del motor hidráulico, logrando
de esta manera, variar el régimen de r.p.m. (de acuerdo a la dosificación
deseada), al cual se acopla un tren cinemático (d) adecuado hasta un eje de
dosificación de semilla o fertilizante. Dicho tren cinemático debe, en todo el
rango de rpm del eje dosificador, lograr un torque que supere la resistencia a la rotación de los
dosificadores de semilla o fertilizante. El sensor de velocidad de giro (h), es
inductivo ya que lee la velocidad de giro a la salida del motor hidráulico e
informa a la consola dicho valor. El tren
cinemático (d) transmite el movimiento hacia los ejes de los dosificadores. El
manifold (c) es un bloque de distribución de aceite, que permite la conducción
de flujo, lo cual le confiere al sistema flexibilidad y sencillez en las
conexiones. Junto con las válvulas de dirección, los manifold (o
“distribuidores fijos”) son los desvíos de la óleodinámica. A partir del motor hidráulico orbital (e) se transforma la energía hidráulica en energía mecánica de
rotación. El motor recibe aceite con presión desde la bomba a través del conducto
(j) y el manifod (c). Por el conducto de retorno (i), se conduce el aceite a
baja presión hacia el filtro y luego al depósito. El comando del controlador
electrónico es a través de una conexión ISOBUS (f), desde la computadora de
siembra en la cabina del tractor. El sistema de comunicación ISOBUS, basado en la norma
ISOBUS (ISO 11783), donde los elementos (motores, monitor, sensores) comparten
un medio de conexión por medio del cual intercambian datos con la computadora,
que minimiza el cableado en el equipo y facilita el mantenimiento y
reparaciones eventuales. La toma de presión (g), se utiliza para medir la
presión del circuito con un manómetro de escala de 0 a 200 bar.
Beneficios
de una transmisión electrónica
-
Mejor aprovechamiento de los insumos para la implantación de cultivos. Es
decir, ahorro de semilla y fertilizante, lo cual genera un beneficio económico
por la mejor administración de recursos y un beneficio para el ambiente al
hacer más eficiente el uso del fertilizante.
-
Mayor capacidad de trabajo debido a que se reducen los tiempos de calibración.
Permite calibrar la densidad de siembra sin cambiar ruedas dentadas, sin operar cajas de cambio y sin uso de la tabla
de densidad de siembra.
- Admite programar de manera sencilla varias
densidades de siembra y/o dosis de fertilizante diferentes de manera tal que es
posible ajustar esos valores a los datos del ambiente. Por ejemplo densidad
para una loma, densidad para un nivel medio del lote y densidad para el bajo.
- Reducción de los tiempos y costos de
mantenimiento.
- Mejoramiento en los rindes de los cultivos
debido a la gran exactitud de distribución. Brinda gran exactitud en la
densidad de siembra al reducir el margen de error admitido en los sistemas
convencionales de transmisión como el patinamiento de la rueda motriz originado
en el arrastre de las cadenas y de las ruedas dentadas.
- En caso de necesidad es posible aplicar el
sistema de transmisión mecánica convencional.
La aplicación de
la electrónica a la operación de los sistemas hidráulicos y mecánicos ha
permitido importantes avances en el manejo de la maquinaria agrícola. Con estos
nuevos recursos en los trabajos mecanizados, se han logrado superar los umbrales
de capacidad de trabajo y rendimiento del mismo, como también se ha reducido el
error. Si a estos elementos se le suman los navegadores satelitales se arriba a
la llamada agricultura de precisión.
Hidráulico para la
electrónica
Se utiliza el sistema
hidráulico del tractor cuando éste cuenta con las siguientes características
como mínimo: bomba de caudal variable
y un caudal mínimo disponible que
resulte compatible con el consumo de
potencia hidráulica del equipo.
Sistema hidráulico independiente: El término sistema hidráulico independiente se
refiere a un conjunto de elementos independientes del hidráulico del tractor. Se
recurre a este tipo de sistema, cuando el tractor no cuenta con un sistema
hidráulico adecuado. Este hidráulico independiente se compone por una bomba hidráulica accionada por la toma de potencia del tractor que gira
al régimen normalizado de 540 r.p.m.
El mismo sistema requiere ser operado por tractores que cuenten con doble embrague. Asimismo, este sistema
hidráulico cuenta además con un depósito
de aceite, mangueras y acoples, filtros y radiador. En algunos casos,
un multiplicador de régimen puede ofrecer a la bomba acoplada a la toma de
potencia, el adecuado para su funcionamiento.
En un
circuito hidráulico, la energía no aprovechada como trabajo mecánico, se
transforma en calor. Cuando la bomba es de caudal constante y envía fluido
hidráulico cuando no es necesario, el mismo es devuelto al tanque con el
inevitable rozamiento contra las paredes del circuito. Ello produce calor, que
de no ser disipado por un radiador, será absorbido por el aceite, aumentando su
temperatura. Si ésta resulta excesiva se desnaturaliza el fluido hidráulico, el
cual pierde sus propiedades específicas con las consecuencias conocidas como el
daño en la bomba, y en las partes susceptibles del todo el sistema. Ello no
ocurre en los tractores equipados con sistemas hidráulicos de caudal variable.
Alta
exigencia: con sus grandes dimensiones y pesos,
juntamente a una profusa cantidad de mecanismos accionados desde el sistema
oleo hidráulico del tractor, las sembradoras demandan de este, altas
prestaciones.
El sistema
hidráulico es el conjunto de
elementos que trasmiten la potencia
necesaria para las funciones del tractor como dirección, frenos, y
eventualmente algunos otros como el accionar de la toma de potencia, y de la
sembradora como levantar y bajar la máquina o los surcadores, levantar y bajar
los marcadores. Si la sembradora es de dosificación neumática y/o de conducción
neumática, se debe agregar el giro de la turbina que genera el flujo de aire
para el funcionamiento de todo el sistema de dosificación de semilla y/o la conducción
de la semilla y del fertilizante. Otra función que cumple el hidráulico cuando
la sembradora es con dosificación variable, es alimentar los motores que mueven
los ejes de los dosificadores.
En las máquinas que
dosifican y conducen por aire, es decir las air drill con dosificación
neumática, la misma turbina alimenta el sistema de dosificación y
conducción.
Es importante elegir el
tractor considerando los aspectos que hacen a su sistema hidráulico.
Aspectos de la siembra comunicada
Los distintos tipos de transmisión en las sembradoras:
El beneficio central es ahorro de
insumos, de tierra, de agua, de tiempo
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