Control total, un paso más hacia la robotización

Hablar sobre la robotización en la producción agrícola parece ser demasiado exagerado pero diversas innovaciones hacen que estemos cada vez más cerca de lograrlo, al margen de las discusiones sobre efectos que la robotización pueda causar sobre la sociedad. Lo cierto es que es una realidad totalmente posible y nuestro país no está marginada de ello. El nivel de adopción de tecnología de Argentina es elevado y el agricultor es altamente adoptante de tecnología, obedeciendo al recambio generacional y al impacto positivo que producen estos avances tanto en la productividad como en el medio ambiente.

Aproximadamente el 65% de las sembradoras grano grueso que se vendieron en el 2016 y en lo que va del 2017 fueron equipadas con dosificador neumático, lo cual establece un crecimiento exponencial en adopción de tecnología de distribución de semilla especialmente en pos de una siembra de maíz altamente precisa. En el 2016, el 10 % de las sembradoras salieron equipadas con estabilizador entre los que se encuentran el sistema hidroneumáticos Baratec y el sistema neumático Precision Planting. En 2017 el porcentaje ascendió a 15%, y por cada 2 equipos hidroneumáticos Baratec se vendió 1 sistema estabilizador neumático Precision Planting, lo que establece gran predominio de la industria argentina. Respecto a los dosificadores, la dosificación variable ha crecido mucho, en el 2016 un 30 % de sembradoras salieron equipadas con este sistema y en lo que va del 2017 se han vendido un 30% de sembradoras equipadas con dosificación variable de las cuales 50% con actuadores eléctricos y 50% con sistema hidráulico y cajas electromecánicas.

Actualmente en Argentina existen equipamientos de control y estabilizadores de cuerpos que obedecen a la tendencia de control total de la sembradora para maximizar la precisión. Ensayos realizados en INTA Manfredi ha arrojado un incremento de un 8% en la producción de granos de maíz utilizando estabilizadores en cuerpo de siembra. Se realizaron pruebas comparativas con sembradoras equipadas con sistema tradicional de resorte y Actuador Hidroneumático de Presión Variable Baratec y Sistema Neumático Air Force de Precision Planting, en los cuales se relevaron uniformidad en la profundidad de siembra y uniformidad en la distribución de semillas sobre la línea.

Por medio de presión hidráulica se modifica la presión existente dentro de una cámara neumática compuesta por un pulmón y actuadores hidroneumáticos. Estos últimos poseen un vástago que es el encargado de transformar dicha presión en fuerza de empuje, que instalados sobre un cuerpo sembrador son capaces de controlar la profundidad de siembra haciendo a esta más uniforme y amortiguar las oscilaciones que generan los desniveles del suelo, haciendo que la distribución y la profundidad de semillas sea más estable.

Este sistema instalado sobre un cuerpo sembrador permite controlar la fuerza de las ruedas sobre el terreno, siempre constante, sin importar la posición del cuerpo generada por las irregularidades del terreno. La fuerza del actuador puede ser regulada en función de la necesidad que determine el tipo de suelo que se va a trabajar.

Para amortiguar los movimientos oscilatorios del cuerpo sembrador evitando vibraciones y/o rebote, el extremo de vástago que se encuentra en el interior de la cámara hidráulica tiene una válvula que posee pasos calibrados por los cuales fluye aceite, oponiendo una resistencia controlando la velocidad en compresión y expansión del vástago del actuador.

Los resultados de los ensayos fueron contundentes tanto con la uniformidad en la profundidad de siembra como en la uniformidad en la distribución de semillas. La uniformidad en la profundidad se puede visualizar en el Grafico 1, en donde la concentración de semilla entre rangos aceptables para una correcta germinación y una emergencia uniforme fue mayor en la siembra con copiado controlado respecto al copiado con resorte tradicional. En caso de la siembra programada a 6 cm de profundidad, copiado con amortiguador, el 94 % de las semillas fueron depositadas entre 45.8 y 54.2 mm de profundidad, mientras que con resorte la cantidad de semillas que representan ese rango aceptable alcanzó solo un 55%. Las semillas depositadas superficialmente o a una profundidad excesiva son prácticamente nulas en el sistema de copiado con carga constante, estos valores para el copiado con resorte convencional representan un 10%, compuesto por un 5% de semillas depositadas a una profundidad inferior a 29.2 mm y un 5% de semillas depositadas a una profundidad superior a 70.83 mm.

Se encontró un efecto de los diferentes sistemas de copiado sobre la uniformidad en la distribución de plantas. La concentración de plantas dentro de rangos aceptables en cuanto al espaciamiento dentro del surco es mayormente favorable para la siembra con copiado controlado respecto al copiado con resorte tradicional, debido a que con el amortiguador se lograron menor cantidad de plantas muy cercanas unas de otras o extremadamente alejadas. (Gráfico 2)

El Air Force utiliza el aire para aumentar o reducir la fuerza de copiado de forma automática sin ejercer demasiada fuerza sobre el suelo y con suficiente peso para mantener el cuerpo de siembra sembrando a una profundidad adecuada.

Es un dispositivo que consiste en unas bolsas de aire ubicadas en el paralelogramo. Este sistema incluye los sensores inteligentes que miden la fuerza con la que el cuerpo actúa sobre el suelo y calcula el exceso de peso que podría ser quitada disminuyendo la presión de las bolsas manteniendo la profundidad de siembra constante, este control se hace surco por surco.

Ensayos realizados para evaluar el sistema estabilizador neumático se logró un desvío estándar de 4.49 mm, mientras que el copiado con resorte lo hizo con 6.92 mm de DE. Lo que manifiesta mayor estabilidad en la uniformidad de profundidad que el resorte tradicional disminuyendo la dispersión de los datos en 2.13 mm lo que equivale a un 30% Si diferenciamos según velocidad de siembra la diferencia entre dispersión de los datos del sistema con resorte y del sistema con pulmón se mantuvo similar tanto para la siembra a 6 km/h como a 9 km/h, disminuyendo 2.16 y 2.10 mm respectivamente la dispersión de los datos.

La uniformidad en la distribución de la semilla sobre el surco lograda con el cuerpo equipado con pulmón neumático fue de 6.47 cm de DE, el cuerpo equipado con resorte lo hizo con 7.14 cm de DE. Lo que manifiesta mayor estabilidad en la uniformidad en la distribución de semillas que el resorte tradicional disminuyendo la dispersión de los datos en 0.67 cm. Si diferenciamos según la velocidad con la que se sembró a 6 km/h el amortiguador disminuyó la dispersión en 0.13 cm (DE Resorte - DE Pulmón), a 9 km/h el pulmón disminuyó la dispersión en 0.06 cm (DE Resorte - DE Pulmón).

Tendencias que se imponen

La tendencia en sembradoras es la del control automático total. A través de diferentes dispositivos se puede controlar con precisión la presión de los barre rastrojos y de la presión del cuerpo de siembra sobre las ruedas limitadoras. Esto posibilita ejercer la presión justa de todos los componentes de la sembradora sin excederse para no generar demasiada presión especialmente importante en las condiciones de EEUU ya que al remover la tierra la deja mullida y propensa a la compactación, pero en las condiciones de Argentina es también importante. Por lo contrario, al no remover el suelo se trabaja el mismo tal cual es su naturaleza ya que no se empareja con el arado sino que donde el tipo de suelo cambia o si existe alguna compactación por huella es cuando se necesita reacción y automatismo para que la profundidad de siembra sea la adecuada.

El sistema que se está imponiendo es el que manufactura la empresa DAWN, esta empresa logró desarrollar un sistema mixto que actúa en función de las condiciones de dureza del suelo medido por un sensor ubicado en el tope de la rueda limitadora a la vez que es capaz de amortiguar el movimiento del cuerpo de siembra a través de un contenedor de Nitrógeno. Al sistema lo están incorporando empresas como AgLeader, John Deere y Kinze.

Si el cuerpo de siembra golpea con un obstáculo este desplaza el aceite más rápido de los que el acumulador puede absorber, la válvula de retorno tiene un orificio restrictor que solo es abierta si el flujo de aceite es demasiado alto o demasiado bajo respecto a la presión positiva de la línea. Mientras la presión positiva o negativa no sea excesiva este movimiento es absorbido por el Nitrógeno Presurizado que se encuentra separado físicamente del aceite por una membrana; esto permite que el sistema absorba los movimientos oscilantes que se producen con la siembra sobre un terreno rugoso. Si la presión excede ciertos límites entra en función la compensación hidráulica que se encarga de mantener la presión constante. El sistema hidráulico además ajusta la presión necesaria para que el cuerpo de siembra trabaje con la presión necesaria, corrigiéndola en función de la dureza del suelo.

Dawn también desarrollo REFLEX model 5028, este sistema hidráulico es capaz de actuar bidireccionalmente, es decir de incrementar la fuerza hacia abajo en caso de que el suelo incremente la resistencia, si no que es capaz de alivianar levantando el cuerpo en caso de que el peso del mismo aún sea excesivo, con una rápida repuesta.

Otro sistema diseñado con el propósito de la regulación automática es el Air Force de Precisión Planting el cual continuamente ajusta la presión en función de las condiciones del suelo, con el doble airbag que no solo es capaz de incrementar la fuerza hacia abajo en caso de que el suelo incremente la resistencia si no que es capaz de alivianar levantando el cuerpo en caso de que el peso del mismo aún sea excesivo. Precision Planting también provee un sistema de regulación automática hidráulico denominado DeltaForce, este equipo solo regula la presión hacia abajo y no tiene la posibilidad de alivianar, pero se le atribuye, mayor velocidad de reacción ante los cambios que el sistema neumático.

Todos los compontes descriptos son activos es decir que trabajan en función de sensores que miden la presión sobre la rueda limitadora, cambiando la presión ejercida, para que esta no sea excesiva y compacte el suelo, a la vez que impide que por una resistencia mayor por parte del suelo las cuchillas abresurco no se claven lo suficiente dejando una profundidad deuniforme y con semillas muy cerca de la superficie.

Pero el control total de la sembradora comprende no solo al cuerpo de siembra si no que también existen desarrollos para el control del resto de los componentes y que necesitan un especial cuidado en el monitoreo de su regulación, como lo son los barre rastrojos y las ruedas tapadoras.

Es el caso de Neumatic Closing Wheels de John Deere en donde los ajustes se realizan desde la cabina de su pantalla 2630 y se puede configurar hasta 20 ajustes diferentes en función de las condiciones del terreno. Con este sistema de ajuste de las ruedas tapadoras, puede tardar hasta 10 segundos para ajustar una sembradora de 24 hileras. Los ajustes se pueden hacer sobre la marcha por medio de un botón. Hasta ahora solo es posible controlar en dos tramos y no cuerpo por cuerpo y no es actico, es decir no existe ningún sensor que mida la presión que ejercen las ruedas y por, ende que se regule automáticamente.

En cuanto a controladores de presión en barrerastrojos Yetter y Precision Planting con sistemas neumáticos y Dawn con un sistema hidráulico, están compitiendo con productos revolucionarios que permiten desde la cabina controlar la presión necesaria para lograr la labor que se requiera.

En cuanto a automatismo de control de la sembradora el que ha sobresalido es el sistema integral que ofrece Dawn denominado Sistema de Control Reflex. Este sistema de siembra automatizado compuesto por tres componentes: Active Down Pressure (ADP), Active Control de profundidad (ADC) y un sistema de cierre de surco (ACS). En forma conjunta realizan las regulaciones en forma totalmente activa, sincronizadas e integradas del control de profundidad, del control de presión de los cuerpos y del control de presión de la rueda tapadora. Aún no hay mucha información al respecto en cuanto a su performance pero una de las novedades es que en lugar de controlar el trabajo de la sembradora mediante una presión hacia abajo, el sistema de automatización de siembra Reflex controla la profundidad hidráulicamente mediante un sistema de sensado del fondo de surco, mide constantemente la profundidad de siembra y el Reflex actúa para mantenerla siempre en la misma profundidad independientemente de las condiciones de suelo. La idea es que los productores no tengan que tocar físicamente sus cuerpos de siembra para regular la profundidad de siembra y la presión de las ruedas tapadoras ni del cuerpo de siembra. Para los productores que trabajan diferentes tipos de suelo en un solo campo, este sistema podría ser especialmente útil ya que la profundidad puede ser cambiada automáticamente en todas las condiciones de suelo que puede haber en un lote.

(Más información en revista Chacra impresa de noviembre)