A pesar de que el cultivo de la patata está bastante normalizado en cuanto a los marcos de plantación y las labores culturales, la estructura de la propiedad y el desarrollo económico de cada comarca hacen que exista una gran diversidad de máquinas empleadas en la recolección, que van desde las arrancadoras de una línea hasta las cosechadoras autopropulsadas de cuatro líneas. Cada tipo de máquina también suele presentar diversas variantes para adaptarse a las características del suelo y su estado de humedad. En este artículo se analizan éstos y otros aspectos referentes a la recolección mecanizada de la patata.

Jacinto Gil Sierra.
Doctor Ingeniero Agrónomo.

Las máquinas para la recolección de la patata elevan la franja de tierra que contiene los tubérculos y los separa de las piedras, tierra, terrones, follaje y malas hierbas que los acompañen, produciéndoles el menor daño posible.
Las patatas suelen cultivarse en caballones, desarrollándose prácticamente todos los tubérculos en los primeros 15 cm de profundidad, que es aproximadamente la altura del caballón cuando llega el momento de la recolección.

Antes de emplear la máquina de recolección hay que eliminar el follaje (las matas de patatas y las malas hierbas que puedan acompañarlas). Para ello, se suelen utilizar herbicidas dos o tres semanas antes de la recolección. Las desbrozadoras que tienen un eje rotativo dejan menos restos vegetales sobre el caballón, pero hay que tener cuidado de que las cuchillas o cadenas giratorias no alcancen la superficie del terreno.

La ventaja de eliminar la parte aérea antes de la recolección es que durante las dos o tres semanas que los tubérculos permanecen enterrados después de eliminar al follaje y antes de ser cosechados, se endurecen y se vuelven más resistentes a los daños mecánicos. Algunos modelos de cosechadoras autopropulsadas tienen en la parte delantera de la máquina un eje desbrozador que va eliminando la parte aérea delante del dispositivo de arranque.

Arrancadoras de patatas

Lo más habitual en las explotaciones familiares de superficie reducida es mecanizar el arrancado mediante la utilización de arrancadoras de patatas. Constan de una reja arrancadora seguida de un conjunto de varillas vibrantes o cadenas transportadoras que deshacen el caballón y dejan pasar la tierra, cayendo al final las patatas más o menos limpias para que queden hileradas en la superficie. Existen dos tipos de arrancadoras de patatas:

• Las arrancadoras de parrilla oscilante, que provocan impactos que pueden producir daños en tubérculos de variedades sensibles.
• Las arrancadoras de cadenas, que deshacen el caballón de forma semejante a como lo hacen las cosechadoras de patatas.

Son máquinas relativamente baratas y, en explotaciones pequeñas, la mano de obra familiar puede ser suficiente para recoger los tubérculos que quedan a la vista sobre el terreno. Recoger a mano las patatas arrancadas puede necesitar 10 horas de trabajo de una persona por cada tonelada, por lo que para recoger la producción habitual de una hectárea se necesitarán alrededor de doce jornales.

Cosechadoras de patatas

En medianas y grandes explotaciones es impensable recolectar las patatas sin cosechadora, que dejan las patatas cargadas sobre tolva, remolque, o incluso ensacadas. En los primeros años de penetración de las cosechadoras, llegaron a España muchas unidades de segunda mano procedentes de Alemania.

El tipo de cosechadora preponderante en España todavía es la arrastrada por tractor, aunque a nivel europeo las cosechadoras autopropulsadas están ganando mucho terreno. Se ofrecen modelos con una, dos o cuatro líneas de trabajo. La tendencia actual es dotar a las máquinas de elementos que contribuyan a realizar el trabajo en el menor tiempo posible para reducir los costes de recolección. Todas las cosechadoras realizan el arranque, tragándose todo el caballón; siguen elementos que eliminan las impurezas, una selección final que suele ser a mano sobre la propia máquina y la carga en tolva o en un remolque o camión que circule en paralelo.

Para aumentar las horas de uso de estas máquinas y abaratar costes, algunas están preparadas para cosechar otros productos además de patatas. Esos otros productos, tales como cebollas, zanahorias, ajos, remolacha de mesa, etc., habrán sido previamente arrancados e hilerados sobre el terreno. Sustituyendo el dispositivo de arranque de la cosechadora de patatas por un dispositivo recogedor, se recoge cualquier hortaliza situada sobre el terreno y se aprovechan los sistemas de limpieza y carga de la cosechadora de patatas.

Dispositivos de arranque

El dispositivo de arranque consta de una reja arrancadora que discurre bajo el terreno y está partida en dos o tres elementos, un rodillo en forma de diábolo que rueda sobre el caballón y dos discos circulares verticales que cortan los laterales del caballón. Se debe utilizar la reja de dos hojas en suelos pesados y la de tres hojas en suelos medios y ligeros. Se ofrecen rejas unidas al bastidor con un fusible que se rompe y la reja se desprende si encuentra un gran obstáculo, lo cual evita que las rejas se deformen o rompan en terrenos pedregosos. La separación entre los discos determina la anchura de caballón que entrará en la máquina y suele ser regulable en torno a 50-60 cm.

Se ofrecen diábolos de más o menos anchura en función de la separación entre los discos (la anchura del diábolo es siempre menor que la separación entre discos). El diábolo se apoya sobre el caballón y va rodando sobre él; mantiene el dispositivo de arranque centrado sobre el caballón y evita que el caballón se disgregue antes de entrar en la primera cinta de selección, ya que lo sujeta por la parte superior; también contribuye a romper terrones superficiales y permite regular la profundidad de trabajo. La presión del diábolo sobre el caballón se debe regular haciendo que sea poca en terrenos arcillosos y húmedos para que no se formen terrones, también poca en terrenos pedregosos para que las piedras no se compriman contra las patatas, y más fuerte en terrenos arenosos para que el caballón no se disgregue antes de ser arrancado e introducido en la máquina.

La primera regulación que requiere la máquina es la profundidad a la que penetra la reja, dado que toda la tierra situada por encima de ella se introduce en la máquina. La reja debe pasar por debajo de los tubérculos, pero si va demasiado profunda puede alcanzar zonas del terreno compactadas y aumenta la presencia de terrones que acompañan a las patatas. La profundidad de trabajo se ajusta haciendo que la reja baje más o menos respecto al diábolo; se ofrece ajuste con husillo (accionado a mano) y con cilindro hidráulico accionado desde el puesto de conducción.

Es importante que el dispositivo de arranque encuentre el caballón intacto. En las cosechadoras arrastradas, el diábolo y la reja van excéntricos respecto al tractor, cuyas ruedas transitan sobre la franja ya cosechada. En las autopropulsadas de cuatro líneas de trabajo, el dispositivo de arranque de las patatas va colocado delante de las ruedas delanteras para que éstas no alteren el caballón antes de ser introducido en la máquina. En las de dos líneas, la máquina tiene una rueda delantera excéntrica que discurre sobre la franja de terreno ya cosechada y paralelos a ella van los dispositivos de arranque de las dos líneas.

Algunas cosechadoras autopropulsadas que tienen en el extremo delantero el dispositivo de desbrozado carecen de diábolo; tanto el eje rotativo de desbrozado como la reja arrancadora están unidos a ruedas de acero que transitan por el fondo de los surcos entre caballones y regulan la altura del desbrozado y la profundidad de la reja. En estos casos, las ruedas tienen rascadores muy próximos a ellas para que las mantengan limpias y no varíen sus diámetros porque se les adhiriera tierra.

Elementos de separación

Dado que la cantidad de impurezas que entra en la máquina es mucho más voluminosa que la de patatas, los elementos de separación son los que más espacio ocupan. Hay varios dispositivos para eliminar la tierra suelta, los terrones, las piedras y los restos de parte aérea. La sucesión de cintas de limpieza están a varios niveles para tener unas encima de otras de modo que el tamaño total de la máquina no sea demasiado grande; para pasar del nivel inferior al superior se utilizaba tradicionalmente un carrusel de cangilones que cada vez es más raro en las cosechadoras modernas. También hay cortos desplazamientos del producto a derecha o izquierda.

La primera separación se produce en la cinta de varillas situada inmediatamente a continuación de la reja que eleva el caballón. Está formada por dos cadenas situadas a derecha e izquierda y un conjunto de varillas transversales entre las cadenas. Algunos modelos montan rodillos de goma sobre los que giran las cadenas en su movimiento completo de ida y vuelta para que el funcionamiento sea más suave. Las cadenas a las que se unen las varillas tienen salientes elásticos para evitar daños a las patatas, ya que les impiden rozar con los remaches que unen los extremos de las varillas con las cadenas. Esta cinta recibe la masa de tierra y patatas y la va elevando e introduciendo hacia la parte de atrás de la máquina. Las varillas están separadas de 40 a 50 mm entre sí.

La cinta de varillas, además de su movimiento hacia atrás, también está sometida a un vaivén que hace que las barras que forman la cinta se muevan arriba y abajo para que la tierra y piedras pequeñas se cuelen en los espacios entre barra y barra y caigan de vuelta al terreno. Los mecanismos agitadores –que puede haber hasta tres a lo largo de la cinta–, son estrellas de pocas puntas o rodillos oscilantes. En algunos se regula a mano la intensidad del agitado, por ejemplo cambiando las estrellas por otras de puntas más cortas o largas; mientras que en otros el ajuste lo hace el conductor desde la cabina y hasta puede dejarlos desconectados. La inclinación de esta cinta, elevándose a medida que se dirige hacia atrás, tiene un ángulo mayor que las siguientes cintas, ya que en ese tramo las patatas están acompañadas por abundante tierra y es difícil que rueden hacia abajo.

La velocidad de esta primera cinta de varillas debe estar ajustada a la velocidad de avance de la máquina; su valor estará comprendido entre 0,8 veces la velocidad de avance (en suelos secos y/o arenosos donde la tierra se desprende con facilidad) y 1,2 veces la velocidad de avance (suelos húmedos y/o arcillosos donde la tierra se desprende con mayor dificultad y esta mayor velocidad de la cinta reduce el espesor de la masa acumulada sobre ella). Una humedad excesiva necesita sacudidas más enérgicas en las varillas para separar la tierra. Con el suelo demasiado seco, los terrones son duros y cortantes, y dañarán los tubérculos al golpearlos y rozar con ellos.

A partir de esta primera cinta que deja caer la tierra, pequeños terrones y piedrecillas, hay cierta diversidad en los restantes elementos de limpieza. Las patatas, junto con las piedras, terrones grandes, restos de parte aérea y todavía algo de tierra caen desde la primera cinta de limpieza a la que elimina los restos de parte aérea. La cinta desbrozadora tiene mucha pendiente y sigue dirigiéndose hacia la parte trasera de la máquina; en ella hay unos dedos en los que se enredan los restos de parte aérea y grandes huecos para que las patatas se cuelen entre ellos hasta otra cinta situada debajo. Los restos de parte aérea llegan a la parte alta de la cinta de desbroce situada al final de la máquina y caen al terreno.
En las modernas cosechadoras suele haber otras dos cintas de cadenas, la situada bajo la cinta de desbroce y otra más. Las patatas y toda la masa de impurezas que las acompañan en cada momento son transferidas de una cinta a otra, y la altura de transferencia debe ser la menor posible para reducir los golpes a las patatas. En estas otras cintas de cadenas es raro que haya mecanismos agitadores.

A continuación hay que separar las piedras que tienen un tamaño semejante al de las patatas y algunos terrones que no se hayan roto y desprendido previamente. Según las características del terreno donde trabaje la máquina, se ofrecen varias opciones, ya sea un rodillo deflector para suelos sin terrones ni piedras, una cinta de dedos con rodillo para suelos con terrones y pocas piedras, o una cinta de cepillos para suelos pedregosos o rodillos acanalados (llamado en el argot cinta de erizos) que limpian por fricción a los tubérculos, eliminando la tierra que tuvieran adherida debido a la humedad. En cualquier caso, la respectiva cinta eliminará la mayor parte de las impurezas que acompañaban a las patatas hasta ese momento.

Antes de la selección manual final suele ofrecerse como opción un bloque de rodillos calibradores que, situados en posición transversal con cierta separación entre ellos, dejan caer las patatas que tienen un tamaño menor que la separación entre rodillos. Los rodillos calibradores no tienen todos la misma velocidad, sino que sus velocidades van en aumento en el sentido del flujo para que las patatas que pasan sobre ellos se alejen unas de otras. Estas patatas pequeñas se pueden recoger en una tolva de mucho menor tamaño que la principal, de donde son evacuadas hacia el remolque con una cinta elevadora.

La última cinta es la de inspección, con operarios situados a uno y otro lado para retirar las últimas impurezas que acompañan a las patatas. Su anchura está en torno a los 60 cm para que los operarios la alcancen en su totalidad. Suele estar montada en posición horizontal y en paralelo discurre otra cinta más estrecha para que depositen en ella los desperdicios; esta cinta de desperdicios desemboca en una pequeña tolva que puede tener el fondo abierto para dejarlos caer al suelo. En algunas cosechadoras la cinta de selección manual tiene una pendiente ascendente y los operarios están situados a dos alturas para tener diferentes perspectivas sobre la cinta. La velocidad de paso óptima de los tubérculos en la mesa de selección debe de ser entre 250 y 300 por minuto y operador, lo que equivale a 1,5 – 1,8 t/h.

Aunque hace años que se idearon sistemas electrónicos que diferencian las patatas de las piedras por la radiación de determinada luz que las atraviesa, apenas se han montado estos dispositivos en cosechadoras comerciales en sustitución de la selección manual final.

Funcionamiento de la tolva

La prolongación de la cinta de inspección desemboca en la tolva. El extremo puede subir o bajar respecto al fondo de la tolva. Cuando la tolva está vacía, el extremo de la cinta está a pocos centímetros sobre el fondo; un sensor detecta la altura que van alcanzando las patatas en la tolva y va haciendo subir la cinta para que la altura de caída siempre sea pequeña. El fondo de la tolva es móvil con ondulaciones para facilitar el posterior vaciado y de material plástico para reducir el golpe de los tubérculos sobre él. Para optimizar el llenado de la tolva y que las patatas no se acumulen solamente bajo el lugar donde desemboca la cinta, el fondo móvil se desplaza a velocidad lenta para ayudar a extender las patatas que van cayendo sobre la tolva, y un portón de goma desplazable hace que las patatas se acumulen contra él hasta la máxima altura posible; desplazando el portón de goma hasta el final de la tolva, toda ella queda totalmente llena de patatas.

El tamaño de la tolva varía con el número de líneas, de modo que las cosechadoras arrastradas de una línea tienen tolvas con una capacidad de 2 a 4 toneladas, en las autopropulsadas de dos líneas la capacidad de las tolvas aumenta hasta 5 a 7 toneladas, y las de cuatro líneas las tienen de 10 o más toneladas. Para ahorrar tiempo, algunos modelos de cosechadoras pueden hacer la descarga sobre camión o remolque mientras siguen trabajando, de modo que siguen llegando patatas a la tolva mientras ésta se descarga.

En la mayoría de los casos el conjunto de la tolva tiene que elevarse para descargarla y durante ese proceso no pueden seguir llegando patatas hasta ella. El fondo móvil de la tolva se prolonga en un grueso cuello de cisne extensible que llega hasta el camión o remolque. La altura de caída es la menor posible, por lo que al comienzo de la descarga el cuello de cisne desciende hasta muy cerca del fondo de la caja del camión o remolque y se va elevando según van depositándose las patatas. Las cosechadoras que no tienen esta variación de la altura del canal de descarga cuentan con un embudo-freno de lona que amortigua la caída de las patatas sobre el remolque. Algún fabricante ha emprendido un camino diferente de esta carrera por tolvas grandes y en el mercado se ofrece algún modelo de cosechadora autopropulsada de cuatro líneas con tolva relativamente pequeña ideada para cargar solamente en algún momento puntual y que la máquina trabaje siempre en paralelo con un remolque.

En las cosechadoras arrastradas, cuyo menor precio no exige una gran capacidad de trabajo para abaratar la recolección, es donde algunos fabricantes instalan dispositivos de llenado de sacos y las patatas salen del campo ya ensacadas. Los sacos son de gran tamaño y se acoplan al extremo del canal de vaciado de la tolva. A estas cosechadoras ya ha llegado el sistema de conexión CAN-Bus con el tractor. La aplicación más destacada de esta conexión es enviar a una pantalla situada a la vista del tractorista las imágenes de cámaras de vídeo situadas en varios lugares de la cosechadora para ver el funcionamiento de sus diferentes órganos. Estas cámaras y pantalla también se instalan en las cosechadoras autopropulsadas.

 

Otras características

Las cosechadoras autopropulsadas son máquinas muy grandes y pesadas (pueden llegar a 14 m de longitud y más de 20 t de peso en vacío) en las que se instalan neumáticos de gran anchura para minimizar la compactación del suelo y permitir el trabajo cuando el suelo esté húmedo. Algunos modelos tienen orugas de gomas en el eje trasero (el que soporta más peso)y ruedas delanteras. La tracción es hidráulica, con un motor hidráulico en cada rueda que permite una variación continua de la velocidad de avance variando el caudal que la bomba envía a los motores.

Tienen dos gamas de velocidades, una para trabajo en el campo que llega hasta un máximo de alrededor de 13 km/h, y otra para desplazarse hasta la finca que va hasta casi 30 km/h. El sistema de dirección es muy variable de unos modelos a otros para conseguir una buena capacidad de maniobra con estas máquinas tan grandes. Algunas cosechadoras tienen una única rueda trasera de gran anchura que es directriz; otros tienen una sola rueda delantera excéntrica (en paralelo con los dispositivos de arranque) que es la única rueda directriz; y por último, los hay en los que tanto las ruedas delanteras como las traseras (u orugas) son directrices y ambos ejes pueden desviarse a derecha o izquierda. En las cosechadoras arrastradas se tiene la posibilidad de dotar de sistema de dirección a las ruedas de apoyo para desviarlas con un cilindro hidráulico cuando el tractor hace una maniobra y así necesitar menos espacio.