El

Foto 1. Cabezales parapicadoras autopropulsadas.

Fuente: Claas

cuanto a los cabezales existen diferentes ti-pos que satisfacen las diversas necesida-des en el proceso de la recolección: cabeza-les recogedores de hierba previamente sega-

rIWINTetileteMefflere

Esquema del flujo de material.Fuente: John Deere.

Técnica

La precisión en las cosechadoras defoil* autopr l'Osadas

Natalia Hernández y Belén Diezma.E UIT Agrícolas. ETS!. AgrónomosUniversidad Politécnica de Madrid.

L

as cosechadoras de forraje autopro-pulsadas, también llamadas picado-ras de forraje de precisión, constitu-yen una elección casi obligada en los

procesos de recolección de forraje paraconsumo en verde y ensilado, donde se pre-cisa un picado suficientemente fino y unifor-me. También son necesarias en aquellas si-tuaciones en las que se exige cubrir grandessuperficies por campaña, con largas distan-cias de desplazamiento y/o con maíz forra-jero entre los cultivos a manejar. En los últi-mos años han aparecido en el mercado pi-cadoras que incorporan motores de granpotencia (375-750 kW) permitiendo asígrandes capacidades teóricas de trabajo(hasta 10 ha/h en la recolección de forrajede prados y pastos; y hasta 6 ha/h en la re-colección de maíz).

Esquemáticamente, las cosechadorasde forraje están formadas por un cabezal ypor el cuerpo o base de la máquina. En

da e hilerada, cabezales para la siega de ce-reales y/o leguminosas, cabezales para la re-colección de maíz forrajero siguiendo la líneade plantas y cabezales de discos rotativosque trabajan de forma independiente a la di-rección de las hileras del cultivo (foto 1). En

la base de la máquina se encuentra el dispo-sitivo de alimentación, el sistema de picado,el transportador neumático del forraje picadoy la conducción de descarga sobre el remol-que que ha de seguir en paralelo la trayecto-ria de la cosechadora (figura 1).

La maximización del número de horasde utilización de una picadora es un aspec-to clave para su adquisición, por lo que la fá-cil y rápida adaptación de varios tipos de ca-bezales a un mismo cuerpo es un aspecto

resuelto mediante acoplamientos rá-pidos y/o sistemas adaptadores másespecíficos que permiten el acopla-miento de los clásicos cabezales deordeño de maíz y de cosechadoras decereales, u otros de desarrollo recien-te para la cosecha de madera de es-pecies de rápido crecimiento destina-das a la generación de energía.

Dispositivo dealimentación

El dispositivo de alimentaciónestá formado por parejas de rodillos(dos o tres, según modelos), a travésde las cuales pasa el forraje en un ta-piz uniforme que es arrastrado a la ve-locidad periférica de los rodillos. Ge-

En este artículo se presentan los principales aspectos de funcionamien-to, regulación y mantenimiento de los elementos claves en la obtenciónde un picado de precisión: el dispositivo de alimentación y el dispositivode picado. Se indicarán, además, las innovaciones técnicas más rele-vantes incorporadas a los mismos por las distintas casas comerciales.

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•

Técnica

neralmente los rodillos in-feriores están montados so-bre ejes fijos, mientras quelos superiores son de mayordiámetro y están sometidosa la acción de muelles quecomprimen el material paraproducir una capa densa yhomogénea. Su configura-ción permite además la su-jeción del forraje de formaque se facilita el corte porel dispositivo picador.

El arrastre del materialse consigue mediante unasbarras longitudinales quepueden utilizarse por am-bos lados, tanto por el pla-no como por el dentado(foto 2). Los grandes diá-metros de los rodillos pre-vienen el arrollamiento delmaterial. El rodillo inferiormás próximo al cilindro pi-cador es de pequeño diá-metro y liso para evitar elarrastre de material haciaabajo, fuera de la accióndel picador.

La velocidad tangen-cial de los rodillos de ali-mentación es determinan-te en la longitud de picadoobtenida ya que estableceel avance del forraje en ladirección del cilindro pica-dor. Para unas revolucio-nes del cilindro picador yun número de cuchillas da-dos, la longitud de picadovariará en el mismo sentidoque lo haga el régimen delos rodillos de alimenta-ción. Esta velocidad puedevariarse de forma discretamediante transmisionesmecánicas (4 a 6 velocidades) con lo quese consiguen valores discretos de la longi-tud de picado. En los modelos de alta gamala longitud de picado puede regularse deforma continua y sobre la marcha, permi-tiendo una óptima adaptación a las exigen-cias de uso del forraje. Este control precisoy continuo es posible gracias al acciona-miento sin escalonamiento de los rodillosmediante transmisiones hidrostáticas (foto3). Este tipo de transmisión también hace

posible la detención e inversión del sentidode giro de los rodillos casi instantáneas.

La incorporación de sensores a lo largode la máquina para la monitorización deparámetros del cultivo como la producciónsuperficial y el contenido en materia seca,permiten el conocimiento de estos pará-metros durante el proceso de recolección,la implementación de sistemas automáti-cos que actúan en tiempo real sobre pará-metros de funcionamiento de la máquina y

Foto 2. Rodillos del dispositivo de alimentación.Fuente Krone ,

Foto 3. Accionamiento mediante motor hidráulico deldispositivo de alimentación. Fuente: Neu Holland

Foto 4. Sensor del grado de madurez en cabezal para maiz.Fuente: Krone

posibilitan, combinados con antenas GPS,la elaboración de mapas de rendimiento.

Especial interés han demostrado lasprincipales casas comerciales en el desa-rrollo de sistemas que permitan el controlautomático de la longitud de picado duran-te el proceso de recolección. Se ofrece en elmercado un cabezal para maíz con un sen-sor integrado que detecta el grado de madu-rez de la planta según su color (foto 4). An-tes de comenzar el trabajo, el conductor eli-ge unas longitudes de picado mínima y má-xima. Dentro de este intervalo las medidasdel sensor dirigen automáticamente el ajus-te continuo de la velocidad periférica de losrodillos de alimentación. La longitud de pi-cado es visualizada en la pantalla del moni-tor de cabina.

La tecnología NIR (reflectancia en el in-frarrojo cercano) es un método ampliamen-te utilizado en los laboratorios para la deter-minación de la calidad de los ensilados, es-timando entre otras variables su contenidoen humedad.Algunos modelos de alta gamaincorporan dispositivos NIR en la conduc-ción de descarga para la determinación delcontenido de humedad del producto ya pi-cado. Un rayo de luz incide en el flujo de pro-ducto a medida que pasa por un punto deltubo de descarga; los materiales con mayo-res contenidos en humedad tienden a ab-sorber mayor cantidad de luz. Utilizando lacantidad de luz reflejada en cada momentose estima el contenido en humedad de lamuestra, con un error, según la casa comer-cial, de + 2% (foto 5). En función de este va-lor se actúa sobre la velocidad de alimenta-ción de los rodillos, mediante transmisioneshidráulicas como se ha indicado anterior-mente, para modificar en consecuencia lalongitud de picado del producto y adecuarlaa su destino final según la consignas intro-ducidas por el operador en el sistema decontrol.

Con la lectura de ambos sensores ópti-cos se controla la longitud de picado, esta-bleciendo los valores menores para produc-to con menor humedad. Este criterio respon-de a la experiencia y resultados de estudiosprevios en los que se demuestra que para

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Técnica

CUADRO I. Densidad del material ensilado enfunción de la longitud de picado y su contenido enhumedad.

Longitud depicado (mm)

Densidad de ensilado (kg/m8)

73% humedad 64% humedad

4 205 180

7 192 175

14 173 157

Fuente: John Deere.

alcanzar las densidades óptimas para ensi-lado son necesarias menores longitudescuanto menor es el contenido en humedad(cuadro 1).

Por otro lado, la capacidad de procesa-do de la máquina (t/h) está condicionadapor la velocidad tangencial de los rodillosalimentadores y por la sección de paso delcanal de alimentación, ya que determinan lacantidad de forraje que alcanza el dispositi-vo picador por unidad de tiempo (foto 6).En lo que respecta a la sección de paso, enalgunos modelos los rodillos superiores sepueden desplazar hasta 180 mm aumenta-do considerablemente dicha sección, per-mitiendo así mantener la velocidad de tra-bajo en condiciones de producciones super-ficiales elevadas (foto 2). Así mismo los mo-delos de gran capacidad de procesado in-corporan rodillos alimentadores de más de850 mm de ancho. Además, la transmisiónhidrostática de los rodillos de alimentaciónpermite automatizar la sincronización entresu velocidad y la del rodillo sinfín del cabe-

zal, lo que se ofrece en algunasgamas de estas máquinas. Elajuste de la velocidad de giro dedicho sinfín es continuo en fun-ción de la velocidad de avancede la máquina de forma que lacantidad de forraje que entra enel proceso, y que depende de laproducción de la finca, no superela capacidad de la máquina.

La estimación de la produc-ción puede realizarse mediante

sensores ubicados en la cámara de alimen-tación. Éstos establecen la distancia entreparejas de rodillos y combinan su valor conel régimen de giro para determinar el flujode material en t/h. Según los fabricantes loserrores cometidos en la determinación es-tán comprendidos entre el 3 y el 6%, siem-pre que se haya procedido a realizar una ca-libración del sistema para cada uno de losproductos cosechados.

Del material que pasa a través de la cá-

r IIF 11111~Detección de metales.Fuente: New Holland.

mara de alimentación hande eliminarse los elemen-tos extraños para asegurarque éstos no llegan al sis-tema picador ni al produc-to final, lo que supondríaun riesgo tanto para la má-quina como para el gana-do. Con este fin se imple-mentan en las picadorasde precisión dispositivosespecíficos de detecciónde estos elementos. El sis-tema de alimentación alojaen el rodillo inferior delan-tero una serie de imanesque actúan como detecto-res de metales (figura 2),así mismo disponen de sis-temas para la detección depiedras u otros cuerpos ex-traños. Algunos de estossistemas muestran en losmonitores de cabina la posición en la que seha detectado el metal, facilitando así su lo-calización y retirada (foto 7). El sistema de

Foto 5. Sensor de humedad en conducción de descarga.Fuente: John Deere.

Foto 6. Sección del canal de alimentación. Fuente: Krone.

MAO-Vida Rural 11 /Febrero/2009)

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detección de piedras en una de las marcas en el mercado se basaen un sensor instalado en el rodillo de alimentación superior de-lantero que detecta el movimiento brusco hacia arriba producidocuando se recoge una piedra de grandes dimensiones, activándo-se entonces el sistema de protección. El sistema de protección con-siste en una válvula intercalada en el circuito hidráulico que, de for-ma instantánea, evita que llegue el caudal de aceite a los motores hi-dráulicos de accionamiento de los rodillos de alimentación. Se pro-voca así la parada automática cuando un metal o un objeto extrañoes detectado. Seguidamente, los rodillos de alimentación giran ensentido inverso para la expulsión de esos elementos ajenos al forra-je. Algunos modelos de cabezal recogedor permiten el cambio delángulo de las púas retráctiles para facilitar la expulsión. La sensibili-dad de la detección se puede graduar, si fuera necesario, a lo largode la jornada de trabajo desde la cabina. Ciertos modelos constande seis rodillos de alimentación, en lugar de los cuatro habituales,para disponer de mayor distancia de seguridad entre el rodillo quealoja el detector de metales y el cilindro picador, disponiendo de mástiempo para parar completamente el movimiento de la alimentaciónantes de que el objeto alcance el rotor picador (figura 3).

Dispositivo de picado

El elemento principal del dispositivo de picado es el rotor pica-dor, en cuya periferia se monta un conjunto de cuchillas, respon-sables, con ayuda de una contracuchilla, de cortar el forraje congran precisión en trozos con una longitud mínima de 3 mm. El diá-metro y la longitud del tambor picador dependen de las dimensio-nes de la máquina. Así, las de mayor capacidad de trabajo incor-poran tambores de gran anchura, hasta 885 mm, con diámetrosde 600 a 710 mm. Con el aumento de anchura se busca distribuirel producto en una mayor longitud, disminuyendo el espesor de lacapa de forraje y la demanda de potencia para el picado. La velo-

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es

El mundo agroalimentarioes muy amplio

Foto 7. Retlrada de elementos extraños en cabezal. Fuente: Krone

Técnica

figuraDispositivo alimentador con tres parejas de rodillos.Fuente: Krone.

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cidad de giro está normalmente comprendi-da entre 1.000 y 1.200 r/min consiguién-dose mediante la transmisión de potenciapor correas trapezoidales directamente des-de el motor (figura 4).

El cilindro de picado incorpora cuchillascontinuas o segmentadas, rectas o helicoi-dales según los fabricantes. En la mayor par-te de los modelos de gran capacidad actua-les las cuchillas se disponen helicoidalmen-te y segmentadas (foto 8), tratando así deminimizar la demanda máxima de potenciaya que, al realizar un corte progresivo se re-ducen los puntos de contacto entre cuchi-llas y contracuchilla a lo largo del corte (es el"efecto tijera"). El número de cuchillas mon-tadas en el cilindro es variable, incidiendo

ura 4.Transmisión de potencia directamentedesde el motor al rodillo picador.Fuente: Claas.

Las picadoras

autopropulsadas bienmerecen su calificación de"precisas". Las mejoras y

avances implementados porlas principales marcas delsector contribuyen a queaparezcan en el mercadomodelos con prestaciones

muy avanzadas

también en la longitud de picado, pues unmayor número de cuchillas implica una fre-cuencia de corte mayor y por lo tanto unalongitud menor. Normalmente se incorporan

Foto 8. Detalle de rodillo picador y contracuchIlla.Fuente: Krone

dos filas de seis a veinte cuchillas, sujetas alcuerpo del rotor por tornillos que permitensu fácil montaje y desmontaje. También en-contramos fabricantes que disponen cuatrofilas de diez, doce o catorce cuchillas (foto9). Con ello, las longitudes de corte varíanentre un mínimo de 3-6 mm y un máximo de25-90 mm, siendo la longitud de corte realmás próxima a la teórica en las plantas detallo rígido (como maíz y sorgo).

La capacidad, calidad y eficiencia delcorte dependen de las características y es-tado de las cuchillas y de la contracuchilla.Las casas comerciales ofrecen cuchillas dealta resistencia con distintas característicasadaptadas al trabajo con hierba o maíz(foto 10). El trabajo en hierba supone unmayor peligro de entrada de piedras en elflujo de material ya que el recogedor se des-plaza próximo al suelo; así mismo, la hierbaresulta más corrosiva que el maíz por lo quelas cuchillas deberán ser más resistentes.En este sentido, los diferentes modelos decontracuchillas también se adaptan tanto acondiciones de trabajo normales como acondiciones especialmente duras asocia-das al trabajo en hierba. En relación al huel-go entre contracuchilla y cuchilla el ajustepuede establecerse de forma precisa sien-do habitual distancias de 0,1 a 0,2 mm, lle-gando a separaciones mínimas de hasta0,01 mm en algunos modelos.

Las picadoras de precisión incorporandispositivos de afilado automático de accio-namiento hidráulico con activación desde lacabina, o desde unos mandos externos si-tuados sobre una de las ruedas delanterasde la máquina. El ángulo de corte de las cu-chillas estará comprendido entre 30 y 45 0,

El MAR-Vida Rural (1/Febrero/2009)

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(13 JOHN DEERE La calidad es nuestra fuerza

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Técnica

Ii

Foto 9. Rodillo picador de múltiples filas de cuchillas. Fuente: John Deere. Foto 10. Detalle de cuchillas y contracuchIllas. Fuente: Krone. Foto 11. Afi lado automático de cuchillas. iuente:Claus. Foto 12. Apertura lateral del dispositivo de alimentación. Fuente: Claas.

siendo no recomendable bajar de los 30°ya que un filo excesivamente fino sufre ma-yor desgaste. Lo más habitual es que el biselsea exterior, aunque también podemos en-contrar cuchillas con biselado interior, loque reduce la frecuencia del afilado, e inclu-so cuchillas de doble filo. El afilado se llevaa cabo haciendo girar el cilindro picador enel mismo sentido en el que corta o en elcontrario, dependiendo del diseño del afila-dor (foto 11). La piedra de afilar se despla-za a lo largo de unos carriles en recorridosde ida y vuelta. Su posición desciende encada tramo para garantizar el contacto conlas cuchillas. El desplazamiento de la piedrase consigue mediante la extensión y retrac-ción del vástago de un cilindro hidráulico.Seguidamente debe reajustarse la posiciónde la contracuchilla, siempre con el cilindropicador en marcha, y verificarse el huelgo.Un huelgo excesivo aumentará la energíaconsumida en el corte y disminuirá el "efec-

to tijera". El desplazamiento del bastidorque sustenta la contracuchilla se realizamediante motores eléctricos y puede sercontrolado de dos formas, según modelos.En el primer caso la aproximación hacia elrotor picador se deja en manos del operarioque debe controlar de forma precisa elavance de la contracuchilla, guiándose porel silbido producido por el rozamiento. Enotros modelos se lleva a cabo de forma auto-mática mediante el uso de sensores de apro-ximación que detienen el avance una vez al-canzada la posición. Este equipamiento deafilado automático y ajuste del huelgo redu-ce notablemente los tiempos dedicados almantenimiento y cambio de cuchillas.

Facilitar la accesibilidad al rotor picadory a la contracuchilla para las tareas de man-tenimiento, sobre todo en campo, es crucialen este tipo de máquinas. Con este fin los di-ferentes modelos del mercado ofrecen dis-tintas soluciones para la apertura del dispo-

sitivo de alimentación. En algunos casos laalimentación junto con el cabezal puedeabatirse hacia delante mediante un sistemahidráulico, dejando un hueco superior. Enotros modelos la apertura del dispositivo dealimentación es completa y lateral una vezdesenganchado el cabezal (foto 12).

Conclusión

A la vista de lo expuesto en estas pági-nas podemos concluir que las picadoras au-topropulsadas bien merecen su calificativode "precisas". Las mejoras y avances imple-mentados por las principales marcas delsector contribuyen a que aparezcan en elmercado modelos con prestaciones muyavanzadas. Con esta apuesta por el desa-rrollo se consigue dar respuesta a las nuevasnecesidades que surgen en relación a las ta-reas de picado, como son las demandadaspor los emergentes cultivos energéticos. •

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