El uso de los restos de poda supone una oportunidad de mejora económica y ambiental para las explotaciones mediante dos vías alternativas, dejarlos en el suelo o recogerlos. En ambos casos, la rentabilidad del proceso pasa por la mecanización de las diferentes operaciones que se realizan con los restos de poda: hilerado, picado, recogida y transporte. En este artículo se detallan las características técnicas de las distintas máquinas implicadas en este proceso.

Francisco J. Castillo-Ruiz^1,2 y Gregorio L. Blanco Roldán¹. ¹Grupo de Investigación AGR 126 “Mecanización y Tecnología Rural”. Dpto. Ingeniería Rural. E.T.S.I. Agronómica y de Montes. Universidad de Córdoba. ²Grupo de investigación “Tecnología, Ingeniería y Seguridad Alimentaria”. Dpto. Agricultura y Alimentación. Universidad de la Rioja.

En los últimos años, se está pro­duciendo una importante trans­formación y tecnificación de las plantaciones de cultivos leñosos para hacerlas más productivas y adap­tar­las a una mecanización integral. Espe­cial­mente significativa es la reestructu­ra­ción y reconversión a sistemas en espal­dera que se ha llevado a cabo en la vid, pero también, teniendo a este cultivo como ejemplo, el desarrollo de las llama­das plantaciones superintensivas o en seto, implantadas primero en olivar que cuentan ya con una amplia presencia a nivel comercial, y actualmente todavía en fases experimentales en almendro, aceituna de mesa y otros frutales, como los naranjos y frutales de hueso.

Esta evolución de la estructura de las plantaciones ha generado cambios sustanciales en la poda –tanto en su metodología, para adaptar los árboles a las nuevas estructuras, como en la maquinaria a emplear, necesaria para aplicarla– y en la gestión de los restos de poda, debido al tamaño y naturaleza de los mismos, y a la necesidad cada vez mayor de realizar prácticas medioambientalmente sostenibles.

Así, la quema de los restos (operación tradicional para realizar su eliminación) se ha reducido sustancialmente de­bido también a factores económicos derivados del coste que esta práctica supone y, en las nuevas plantaciones, por la au­sen­cia de espacios en los que pueda llevarse a cabo una quema controlada, sin olvidar la reducción de trámites administrativos necesarios para obtener su autorización, ya que están prohibidas o restringidas en los periodos de tiempo de ma­yor riesgo de incendio.

Por tanto, el uso de los restos de poda su­pone una oportunidad de mejora económica y ambiental para las explotaciones mediante dos vías alternativas: de­jar­los en el suelo, para establecer así cu­biertas vegetales que lo protejan de la ero­sión y aporten materia orgánica; o re­cogerlos para su uso como fuente de ener­gía renovable (biomasa), ya sea para usos térmicos o eléctricos, directamente o a través de procesos químicos o biológicos. Esta alternativa tiene como principal limitante el coste del transporte de los restos recogidos, tarea que limita la rentabilidad de la actividad a aquellos casos en los que el punto de producción y el punto de consumo de biomasa se en­cuentran cercanos.

En ambos casos, la rentabilidad del proceso pasa por la mecanización de las di­ferentes operaciones que se realizan con los restos de poda: hilerado, picado, recogida y transporte. Actualmente estas se hacen de forma descompuesta por má­qui­nas individuales conocidas como hileradoras y picadoras de restos de poda, pero la tendencia es al desarrollo de má­quinas integrales, lo cual ya se ha conseguido en el caso de la biomasa, existiendo en el mercado algunas máquinas co­se­chadoras de restos de poda.

En la norma internacional ISO 3339 (UNE 68051), sobre Clasificación y Terminolo­gía de la Maquinaria Agrícola y Fores­tal, aunque no queda totalmente clara la inclusión de estas tipologías de equipos, sí se hace referencia a las desbrozadoras y picadoras, clasificándolas en el subgrupo 02.2. Equipos para desmonte. Am­bas máquinas, aunque son diferentes en cuanto a su función principal, pueden coincidir cuando los restos de poda son pe­queños. Los fabricantes suelen incluir sus modelos como, por ejemplo, se mues­­tra en el Catálogo Oficial de FIMA 2018, en varios grupos: desbrozadoras (Grupo 2. Equipos para trabajar el suelo), desbrozadoras forestales (Grupo 11. Equi­­pos para transformación y conservación del suelo), trituradoras de residuos (Grupo 12. Material vario) y trituradoras de residuos vegetales (Grupo 13. Jar­di­nería).

 

Equipos para el hilerado de restos de poda

En frutales, una vez realizada la poda, los restos cortados quedan esparcidos bajo los árboles, por lo que el uso de este tipo de máquinas supone un ahorro importante de tiempo respecto a un hilerado manual. Los hileradores más frecuentes son máquinas rotativas de eje vertical con unos elementos de hilerado flexible, ya sean láminas de caucho o haces de fibras de nylon u otros plásticos técnicos semiflexibles. Es frecuente que este tipo de hileradores se monten de forma frontal en el tractor y, en algunas ocasiones, se emplea el mismo tractor con el hilerador delantero acoplado al chasis y una picadora de restos de poda enganchada en el tripuntal trasero.

La unión de ambas má­quinas permite realizar dos tareas en una sola pasada, sin embargo, la combinación de una operación que suele realizarse a alta velocidad como es el hilerado, con una operación que se realiza a baja velocidad, como es el picado, no se ha conseguido realizar de forma totalmente satisfactoria hasta ahora. Además, hay una dificultad añadida, y es que el hilerado mecánico de las ramas genera una hilera de restos de poda “desordenada”, sobre todo cuando se hace en un pase único, lo que requiere que el sistema de alimentación de la trituradora esté preparado para gestionar este tipo de hileras sin dejarse un alto porcentaje de restos sin triturar o sin sufrir atascos.

El olivar supone un caso particular respecto al hilerado de restos de poda. En este cultivo se emplean equipos de hilerado rotativos adaptados del hilerado de heno y forraje, que a pesar de es­tar reforzados, se encuentran con nu­merosas dificultades durante el trabajo, especialmente cuando se hileran restos de poda de un peso y volumen considerable, como sucede con la poda de olivar intensivo y tradicional, donde las piezas de poda, una vez troceadas y preparadas para su picado, pueden tener un peso fres­co entre 1 y 15 kg, una longitud entre 0,5 y 2 m y un radio entre 0,5 y 1,5 m. La naturaleza de los restos de poda genera deformaciones en el sistema de anclaje de los distintos brazos, atascos y desgastes en el sistema de transmisión de po­ten­cia desde la toma de fuerza.

 

Equipos para picado de restos de poda

El picado de los restos de poda se realiza mediante equipos denominados picadoras o trituradoras de restos de poda. Son equipos robustos y pesados preparados para trabajar con un material lignificado que ofrece diferente resistencia en función de la especie leñosa. Funda­men­tal­men­te se clasifican en función de cómo se realiza la alimentación de los restos a la máquina, lo cual también determina la configuración del resto de componentes de la misma, distinguiéndose dos tipos: las picadoras autoalimentadas y las de alimentación manual. Las primeras disponen de un dispositivo alimentador que re­coge los restos del suelo, mientras que las segundas necesitan operarios que su­ministren los restos.

Las llamadas picadoras forestales se em­plean para restos derivados de los trabajos forestales, por lo que son equipos más robustos y pesados que los anteriores, que requieren mayor potencia de accionamiento (entre los 120 y 400 CV). En ocasiones van equipadas con sistemas que permiten el triturado directo de los restos sin que se requiera apear los árboles de pequeño y medio tamaño, ya que en su avance la propia máquina em­pu­ja estos árboles tumbándolos y triturándolos posteriormente. Esta alternativa puede emplearse para realizar el arranque de plantaciones frutales (foto 1), pu­diendo complementarse, posteriormente, con un pase de subsolador para sacar las raíces a la superficie y un nuevo pase con una picadora.

En función del sistema de acoplamiento al tractor, la mayoría son equipos suspendidos y accionados por la toma de fuer­za que trabajan con el tripuntal en po­sición flotante. En algunos casos, el tractorista trabaja hacia adelante, pasando con el tractor por encima de los restos an­tes del triturado de los mismos, aunque la operación de picado debe hacerse evitando pasar sobre el cordón de restos, para no producir daños en la parte baja del tractor. Por este motivo, el trabajo se realiza marcha atrás, lo cual es muy in­có­modo para el tractorista, pudiendo evitarse con tractores que incorporen puesto de trabajo reversible, que no son frecuentes, o en tractores con tripuntal y toma de fuerza delantera. En este caso, los tractores deben tener suficiente potencia para garantizar la ausencia de bloqueos, sin forzar excesivamente la capacidad de car­ga del tripuntal, para evitar daños en el eje delantero del tractor (foto 2).

En algunas ocasiones, en los que se une la picadora con un sistema de almacenamiento de restos picados, el peso y di­men­siones del conjunto obligan a que el equipo sea semisuspendido, para así garantizar la estabilidad del conjunto tractor-máquina. La ventaja de este tipo de equipos es que agrupan operaciones en una sola máquina, pero, en contraposición, requieren mayor espacio en las ca­beceras de las parcelas para maniobrar, lo que condiciona el diseño de plantaciones leñosas. Por último, aunque son poco frecuentes en picadoras, existen equipos autopropulsados que, o bien son equipos que de forma simultánea realizan el picado y recolección de los restos de poda (cosechadoras), o bien son equipos guiados por control remoto (foto 3), para trabajar en zonas de alta pendiente, eliminando el riesgo de atrapamiento del conductor por vuelco de la máquina.

A continuación, se describen los elementos que constituyen estas máquinas.

Sistema de alimentación

Sistema de alimentación mediante ejes de accionamiento hidráulico

En las picadoras autoalimentadas, este dispositivo consta de uno o dos ejes horizontales, accionados hidráulicamente, con placas metálicas (dedos) dispuestas longitudinalmente, que recogen los restos y los introducen dentro de la cámara de picado (foto 4). La forma de estos dedos es fundamental para favorecer una buena dinámica de los restos de poda y evitar, tanto posibles atascos, como que parte de los restos no sean recogidos por el sistema de alimentación y queden fuera sin triturar.

La gran ventaja de estos sistemas es que disminuyen la probabilidad de que en dicha cámara entren piedras, tierra u otros elementos extraños que reduzcan la vida de los elementos móviles de la picadora. En algunos modelos también se utilizan ejes verticales, situados en los extremos de la máquina, para favorecer el agrupado de los restos y dirigirlos hacia la zona de alimentación, en el caso de que la anchura del cordón de restos de poda sea excesivamente amplia (foto 5).

Sistema de alimentación móvil

En algunos casos cuando los restos vegetales que se desean introducir en la cámara de triturado son de gran volumen, se puede disponer de un sistema de alimentación móvil. Generalmente, este sistema consta de dos elementos alimentadores, uno de ellos con un grado de libertad de movimiento y otro fijo, de forma que se puede variar la distancia a través de la que se alimentan los restos vegetales (foto 6). El principal inconveniente de estos sistemas es la falta de control sobre el volumen del material alimentado, que podría dar lugar a atascos en función del tipo de material y de la potencia de la máquina que tritura.

Alimentación manual

En los equipos con sistema de alimentación manual uno o dos operarios introducen los restos en una boca de alimentación de gran tamaño que los conduce hasta la cámara de picado, pudiendo contar con sistema de alimentación que regula la velocidad a la que se trituran los restos o no. Actualmente, se encuentran en retroceso debido a su reducida capacidad de trabajo. En este caso, los restos de poda picados se expulsan contra el suelo, quedando una distribución con escasa uniformidad, aunque este aspecto puede solventarse con unas púas u otro elemento acoplado en la parte trasera de la trituradora que ayuda a mejorar la regularidad de la distribución de los restos de poda esparcidos en el suelo.

Equipos sin sistema de alimentación

En algunos cultivos pueden usarse desbrozadoras robustas para triturar restos de poda de cierta entidad. En este caso, los restos de poda son triturados contra el suelo, sin ningún sistema de alimentación, lo que provoca que si el suelo se encuentra húmedo, los restos de poda se claven en él, comprometiendo la viabilidad de la labor. Además, la máquina realiza un triturado basto de baja calidad, especialmente con restos de poda grandes, como es el caso de olivar, ya que los útiles de triturado montados en el rotor suelen ser martillos pensados para desbrozar cubiertas vegetales. La ventaja que ofrece este tipo de trabajo radica en que en un solo pase se puede realizar el triturado de restos de poda y el triturado de la cubierta vegetal en todo el ancho de la máquina.

Sistema de picado

Es el elemento principal de la máquina que confiere la estructura de la misma. Está constituido por un rotor, eje o un tambor picador, que es accionado a través de la toma de fuerza del tractor, permitiendo el soporte de las herramientas de trabajo (picado). Todos los equipos con sistema de autoalimentación, además del elemento activo (herramienta de trabajo) disponen de un elemento pasivo, configurándose con la disposición clásica de cuchilla-contracuchilla o martillo-contramartillo, realizando un picado que da como resultado partículas de menor tamaño que en los casos en los que no se dispusiera de dichos elementos pasivos.

En función del eje o rotor, las picadoras pueden ser de dos tipos:

– Eje o rotor horizontal. Son las trituradoras más empleadas. El eje se ubi­ca de forma horizontal al terreno y transversal a la dirección de avance de la máquina. Se debe emplear la posición flotante del tripuntal del tractor para permitir que la máquina se adapte al terreno sobre el que trabaja. El rotor sobre el que se montan las herramientas de trabajo puede tener diámetros que oscilan entre 200 y 600 mm según el trabajo específico para el que esté diseñada la máquina, requiriendo un equilibrado muy pre­ciso para evitar vibraciones indeseables.

El hecho de que, en general, las picadoras hayan incrementado el diámetro y peso de los rotores, para ofrecer un trabajo más estable y con menos variaciones en condiciones de campo, ha generado un nuevo problema, al incrementarse la inercia de los rotores, lo que hace que el arranque, a través de la toma de fuerza, suponga un esfuerzo muy elevado, pudiendo provocar roturas en el tractor. Este inconveniente ha sido solventado por diferentes fabricantes mediante distintos sistemas de asistencia al arranque, que suelen realizar un arranque inicial del rotor, mediante un sistema hidráulico, y cuando el rotor alcanza unas ciertas revoluciones, entonces se procede a la activación de la toma de fuerza que, en estas circunstancias, tiene que vencer una menor re­sistencia del rotor (foto 7). Estos sistemas también actúan durante el proceso de parada del rotor.

– Tambor. Se dispone sobre un eje longitudinal o transversal al de avance de la máquina, situándose las herramientas de corte sobre él, a igual se­paración y cubriendo su perímetro. Presente en máquinas de alimentación manual de aplicación agrícola y forestal y en grandes máquinas forestales alimentadas con grúa y destinadas al triturado de restos para biomasa. Las de alimentación manual que se utilizan en olivar proporcionan un triturado de gran calidad, aunque re­quieren una potencia de accionamiento media-alta, que oscila, en función del sistema de corte y de la naturaleza de los restos a triturar (olivar tradicional vs. intensivo), entre los 80 y 150 CV.

 

Foto 7. Sistema de asistencia hidráulica al arranque del rotor de la trituradora: arranque hidráulico del rotor (izquierda) y accionamiento de la toma de fuerza para proporcionar la energía necesaria para mantener la rotación del rotor (derecha). (Doc. Serrat).

 

Herramientas o útiles de trabajo

Las herramientas que realizan el picado son metálicas y presentan diferentes di­se­ños, según el fabricante, estando unidas al eje picador de forma que durante su trabajo puedan moverse o se queden fijas. Los principales modelos incorporan dos tipos de útiles:

– Martillos. Actualmente, es el tipo más ampliamente empleado. Se trata de útiles con formas y tamaños muy di­versos que golpean los restos, para astillarlos, con una parte más o me­nos roma, por lo que no requieren ser afilados a lo largo de la vida útil de la máquina, aunque por el dentado o for­ma, deben ser sustituidos tras un número de horas de trabajo de la má­quina, que generalmente suele ser ele­vado.

– Cuchillas. Estas necesitan ser afiladas cada cierto intervalo de tiempo, normalmente inferior al necesario para la sustitución de los martillos, que debe considerarse dentro del programa de mantenimiento de la máquina. Aportan gran precisión y un triturado de gran calidad para restos de poda, generando trozos de tamaño muy reducido. Presentan problemas cuando trabajan sobre superficies pe­dregosas, si se introducen piedras dentro de la cámara de triturado, y también cuando dentro de la misma entra tierra u otros elementos extraños, debido al elevado desgaste que sufren. Pueden embotarse cuando tra­bajan con madera húmeda en de­terminadas especies que producen abundante resina.

Por otro lado, en función de los grados de libertad de movimiento del útil de trabajo, se pueden distinguir varias opciones:

– Herramientas semi-retráctiles. Este sistema es más frecuente. La herramienta tiene cierta libertad de movimiento, pero esta es menor de 360^o, por lo tanto puede retraerse pero sólo hasta un cierto punto, para evitar su rotura en el caso de colisionar con alguna piedra u otro elemento extraño.

– Herramientas escamoteables o re­trác­tiles. Pueden girar libremente 360^o, respecto a su punto de acoplamiento hasta “esconderse” totalmente, evitando la colisión en una o varias revoluciones del rotor en situaciones en las que la demanda de potencia de la máquina excede la potencia disponible, evitando atascos y bloqueos (foto 8).

Este sistema se ha popularizado desde hace varios años en algunos cultivos como el olivar, pero no está exento de dificultades, ya que cuando el elemento se retrae no está realizando trabajo, de modo que si al mismo tiempo no se actúa sobre la velocidad de alimentación, sobre la velocidad de avance o sobre ambos parámetros de la máquina, el atasco podría ser incluso mayor. Además, cuando algunos elementos de triturado se retraen, los restos vegetales rozan y golpean el rotor, generando desgastes que no son uniformes y que pueden provocar un desequilibrado con los consiguientes costes de mantenimiento.

Dos variantes, dentro de este tipo de trituradoras, son aquellas con un rotor permeable a los restos de poda picados, que aumentan la velocidad de salida de los restos, y aquellas con rotor agroforestal o no permeable, en las que sólo existe una cavidad para permitir la retracción de cada uno de los útiles de triturado.

– Herramientas fijas. En este caso, las herramientas se encuentran acopladas de forma fija al rotor o eje, de for­ma que no pueden retraerse en ningún caso (foto 9). Este tipo de má­quinas requieren una mayor inercia para evitar bloqueos y atascos y suelen generar un mayor consumo de combustible. En contraposición, aportan la ventaja de que el rotor se en­cuentra más protegido del roce y desgaste contra los restos vegetales, evitando el desequilibrado prematuro del mismo. Además, aportan un mayor control sobre el tamaño de los restos picados, mejorando la calidad del picado en aquellos casos en los que se requiere que sean más finos por motivos técnicos o fitosanitarios.

Sistema de gestión de los restos picados

Equipos que depositan los restos de poda una vez picados directamente sobre el suelo

La mayoría de los equipos actúan así. En el caso de las picadoras de eje horizontal, los restos picados quedan normalmente ubicados en la misma franja del ancho de trabajo y, en las de tambor, son proyectados hacia adelante o a un lateral, a través de una canalización en forma de “cuello de cisne”.

La acumulación de restos de poda picados en el centro de la calle puede suponer un problema en aquellos cultivos que requieran el derribo del fruto al suelo y su posterior recolección, como en el caso de la almendra y otros frutos secos. También pueden suponer una limitación de la capacidad de drenaje superficial del suelo en fincas llanas y con suelos muy arcillosos.

Debido a estos inconvenientes algunos fabricantes han desarrollado un sistema de descarga lateral de los restos picados para trituradoras de eje horizontal (foto 10), que permite acumularlos bajo la hilera de árboles, evitando así su deposición en el centro de la calle.

Equipos que recogen y cargan los restos de poda

En ciertos casos, los restos de poda pueden tener un valor suficientemente alto, y un coste de recolección menor que dicho valor, para que su recogida sea rentable para su uso como biomasa. En este caso, se pueden usar distintos sistemas de transporte y almacenamiento para almacenar los restos triturados en un remolque o una tolva incorporada en la misma máquina. Existen tres sistemas de transporte de los restos de poda:

– El sistema de transporte más simple aprovecha la propia inercia de los restos al salir de la cámara de triturado y a través de una tobera o cuello de cisne lleva los restos a un remolque, big bag o tolva acoplada a la máquina. En máquinas de eje horizontal suele requerir que se invierta el sentido de giro del rotor de triturado para un correcto funcionamiento.

– Otra opción es incorporar una turbina que genera una corriente de aire para transportar los restos a una tolva o remolque, en general, suele encontrarse más alejada del sistema de trituración que en el sistema de transporte basado en la inercia de los restos. En este caso se suelen emplear tuberías con una dimensión suficiente para evitar atascos, que deben seguir una trayectoria lo más recta posible.

– La última opción es el empleo de cintas transportadoras de cangilones, aunque este último caso tiene una presencia muy testimonial en el mercado por la complejidad que aportan a la máquina y por la dificultad para transportar los restos de poda triturados siguiendo trayectorias que no sean rectas.

Equipos de empacado de los restos de poda

Determinados tipos de restos de poda de frutales, como los sarmientos en vid o poda en frutales de hueso, permiten, por su tamaño y elasticidad, ser empacados directamente con un triturado muy basto o casi inexistente. En este caso, las máquinas dejan balas de restos vegetales sobre el terreno, cuya recogida debe gestionarse posteriormente. Este tipo de equipos requieren de un sistema de picado en las instalaciones en las que se vaya a realizar el aprovechamiento de la biomasa, para reducir el tamaño de los restos o para desmenuzar las balas.

 

Avances en los equipos de picado e hilerado

A pesar del crecimiento experimentado, en los últimos años, en el uso de los sistemas de hilerado y picado de restos de poda, aún queda margen para el incremento en el uso de este tipo de máquinas dentro y fuera de nuestras fronteras, especialmente, en los equipos de hilerado para cultivos leñosos y en su uso conjunto con las picadoras. En estas máquinas, debido a la gran importancia en España de los cultivos leñosos, los fabricantes nacionales han adquirido un nivel muy elevado que les hace altamente competitivos a nivel internacional. En este sentido, los principales condicionantes para el desarrollo de los equipos de hilerado y picado de restos de poda vienen determinados por el tipo de cultivo y las características edafoclimáticas y topográficas de cada parcela.

Un reto global que afecta a todas las tipologías de máquinas es la introducción de equipos de gestión y control automático o semiautomático. Actualmente, las trituradoras actúan de forma totalmente mecánica, acumulando energía cinética durante los periodos en los que la demanda de potencia es menor, para liberar dicha energía almacenada, gracias a la inercia de los rotores, en aquellos momentos en los que la potencia demandada es superior a la que proporciona el tractor. Además, el tractorista controla de forma manual, tanto los sistemas de alimentación, como la velocidad de avance de la máquina, sin más información que la obtenida de forma visual y auditiva. De igual forma, los hileradores cuentan con sistemas de protección ante posibles bloqueos generados por una rama de gran peso y/o volumen, que suelen estar constituidos por un embrague que resbala en esos casos.

Mejorar la información disponible por el conductor es fundamental, para que este pueda tomar decisiones fundamentadas en datos para la regulación de los parámetros de funcionamiento de la máquina. La automatización total o parcial de estos procesos generaría una clara mejora de la eficiencia de las picadoras e hileradores, que especialmente en el caso de las picadoras de restos de poda procedentes de cultivos leñosos y picadoras forestales, están sometidas a un trabajo muy variable en cuanto al par resistente al que se enfrenta el rotor. Estos sistemas de gestión de la información deben permitir el acceso a los datos, tanto a fabricantes como a usuarios, para que los primeros puedan usar dicha información para la mejora y optimización de sus máquinas y los segundos para sacar el mayor provecho a su funcionamiento.