Organizado por el Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente, y con la colaboración del Centro Nacional de Capacitación Agraria en San Fernando de Henares (Madrid), las empresas Agco Ibérica, New Holland, John Deere Ibérica, Same Deutz-Fahr Ibérica, Vogel Noot y Michelin, y profesores de la Escuela de Ingenieros Agrónomos de Madrid, se ha realizado a primeros de julio un curso dirigido a profesionales de la agricultura para difundir y mostrar en la práctica los medios que ofrecen los tractores actuales para lograr un uso eficiente. El curso constaba de exposiciones en el aula y ensayos prácticos en las instalaciones de la Estación de Mecánica Agrícola y en campo. En este artículo se detallan las conclusiones más destacadas.

Jacinto Gil Sierra. Doctor Ingeniero Agrónomo.

 

El curso, de tres días de duración, tuvo tanta demanda que se repitió inmediatamente a continuación aprovechando que se disponía de las máquinas aportadas por las empresas, de modo que cada grupo apenas superó la veintena de asistentes para que pudieran observar con detalle los ensayos prácticos.

Las charlas corrieron a cargo de los profesores Pilar Linares Anegón, Heliodoro Catalán y Jacinto Gil Sierra, más el técnico José Llopis, de la empresa Same Deutz-Fahr, ya que esa fue la aportación de su empresa. En las pruebas prácticas se ensayaron tractores John Deere, Fendt y New Holland, todos ellos equipados con neumáticos Michelin, y un arado de vertedera de Vogel Noot.

 

Qué se entiende por eficiencia

La primera cuestión era aclarar qué se entiende por uso eficiente o eficiencia. La eficiencia se refiere a conseguir realizar las labores gastando un mínimo de combustible. La eficiencia en el uso del tractor puede considerarse desde cuatro puntos de vista relacionados entre sí:

• La eficiencia energética, que consiste en sacar el máximo rendimiento posible del combustible consumido.
• La eficiencia de tiempo hace que se pierda poco tiempo en labores auxiliares a aquella que se está realizando, y este ahorro de tiempo se traduce en un menor consumo de combustible.
• La eficiencia en la labor es mejor llamarla eficacia, pues consiste en que las labores queden realizadas de modo que redunden en una buena producción final.
• La eficiencia del operador, que no solo es que esté protegido y cómodo, sino que se sienta tan a gusto que maneje el tractor de la mejor manera posible.

 

Fuente de energía

La fuente de energía que utilizan actualmente los tractores es el gasóleo consumido en los motores diésel. Es un sistema poco eficiente desde el punto de vista energético, pues los mejores motores del mundo apenas logran transformar en energía mecánica algo menos de la mitad de la energía calorífica que contiene el combustible, y es científicamente imposible alcanzar un aprovechamiento mucho mayor.

En los últimos años se han desarrollado sistemas que han mejorado algo el rendimiento de los motores como sustituir la inyección indirecta por la inyección directa, instalar el sistema de inyección conocido como Common Rail que, combinado con los inyectores de varios microagujeros, consigue que el combustible se queme en mejores condiciones; turbocompresores seguidos de enfriadores del aire comprimido antes de que entre en el motor que han conseguido que, para obtener la misma potencia, se utilicen motores más pequeños –los cuales tienen menos pérdidas por rozamiento y de otros tipos–; o por último, el regulador electrónico que restringe el consumo de combustible para ajustarlo a las cargas que esté teniendo que vencer el motor en cada momento.

Se indicó la existencia de otras fuentes de energía, de entre las que sólo el biodiésel parece que pueda ser utilizado a corto plazo; de hecho, el combustible actual que se suministra en las estaciones de servicio contiene una pequeña proporción de biodiésel obtenido a partir de semillas y aceites vegetales. El biodiésel puro tiene algunos problemas, como es que se convierte en gel a temperaturas bajas, y algunas ventajas como tener más lubricidad y emitir menos partículas contaminantes que el gasóleo procedente del petróleo. La mezcla de gasóleo mineral y biodiésel tiene la ventaja de que el gasóleo mineral es tóxico para las bacterias que pudiera contener el biodiesel.

El objetivo debería enfocarse en obtener los denominados biocombustibles de segunda generación, que son los obtenidos a partir de productos agrícolas no alimenticios, y reservar la producción de granos para consumo animal o directamente humano. Otras tecnologías iniciadas en la actualidad están muy lejos de aplicarse de modo amplio; entre éstas tenemos el tractor de hidrógeno y el tractor solar fotovoltaico. También parece lejano el día en que en el mundo agrícola se introduzcan los tractores híbridos, lo cual ya existe en el mundo de los automóviles y tienen la ventaja de que arrancan con el motor eléctrico porque los motores eléctricos desarrollan mucho par a velocidades de giro bajas.

 

Consumo y régimen de giro

Se dedicó bastante tiempo a hablar de las curvas del motor, que son las que muestran el par, la potencia y el consumo que un motor diésel tiene a cada velocidad de giro. Si el motor necesita funcionar desarrollando su potencia máxima o un valor muy próximo a ese máximo, no tendrá más remedio que funcionar en unas condiciones determinadas y consumir el gasóleo que esas condiciones requieran. Si la demanda de potencia que experimenta el motor está alejada de su máxima potencia posible, puede suministrar esa menor potencia girando a revoluciones altas o a otras mucho más bajas y, en ese caso, a un régimen bajo el consumo de combustible es menor. Esta circunstancia, unida al juego que da la transmisión, sobre todo las transmisiones continuas, permite que el motor gire a la velocidad que genera menos consumo y, sin embargo, el tractor avance a la velocidad requerida.

 

Tipo de neumático, presión de inflado y lastre

Otro factor importante que influye en la eficiencia general del tractor y su consumo es el tipo de neumático que lleve instalado y su presión de inflado. Se recomiendan presiones de inflado bajas para realizar trabajos en el campo y más altas al circular por carretera. Relacionado con esto está el lastre, el cual solo debe ponerse cuando se realizan labores de tiro para que haya mucho peso que fuerce a los neumáticos a agarrarse al suelo y ejercer tracción. Se destacó la importancia de un correcto mantenimiento. El filtro del aire sucio aumenta el consumo, el lastre innecesario también lo aumenta.

 

Reducción de emisiones contaminantes

Se trató también el tema de la reducción de emisiones contaminantes. Los motores instalados en los tractores que se comercializan en la actualidad emiten menos contaminantes de los permitidos por la norma Euro 5 europea o la Tier IV norteamericana. Algunas innovaciones de los motores han conseguido reducir la producción de gases nocivos; así, por ejemplo, las gotas más finas inyectadas por el sistema Common Rail y los inyectores de varios orificios han conseguido que arda mejor el gasóleo, reduciéndose la cantidad de hidrocarburos no quemados, y varios pulsos de gasóleo a alta presión en vez de inyectarlo todo de una vez reduce la producción de óxidos de nitrógeno.

No obstante, esto no es suficiente para cumplir las normas cada vez más exigentes, por lo que se describieron los sistemas complementarios que utilizan actualmente los motores de los tractores para tratar los gases de escape antes de lanzarlos a la atmósfera. Estos sistemas son:

• El catalizador de oxidación diésel (DOC), que elimina el monóxido de carbono y los hidrocarburos no quemados que hay en el escape.
• El filtro de partículas para retener el hollín y algunas partículas metálicas.
• La recirculación de los gases de escape (EGR), que devuelve al interior de la cámara de combustión del motor una parte de los gases del escape para que la temperatura que se alcanza al arder del combustible sea menor y no se formen tantos óxidos de nitrógeno.
• La reducción catalítica selectiva (SCR) que es el famoso sistema que inyecta urea en el escape, la cual necesita ser repostada en un depósito al efecto.

Evidentemente, todos estos sistemas afectan ligeramente al consumo de combustible, pues añaden elementos extraños a los motores, siendo el sistema SCR el que menos afecta al consumo de combustible, aunque tiene el inconveniente de que ocupa más espacio y requiere repostar periódicamente urea en forma de la disolución comercial conocida como AdBlue.

 

Automatismos disponibles

También se indicaron que los diversos automatismos de que se dispone en la actualidad para manejar el tractor, tanto los sistemas de posicionamiento y dirección automática como los sensores que regulan su funcionamiento en función de las condiciones del terreno y de la vegetación, ayudan a ahorrar tiempo y combustible. Como ejemplo, se mencionó la posibilidad de regular la velocidad de diversas labores en las viñas en función de la densidad de follaje captada por un sensor.

 

Ensayos realizados

Cada tarde de los tres días de duración del curso se dedicó a hacer un ensayo. En la instalación de ensayo al freno de la Estación de Mecánica Agrícola se dispuso un tractor John Deere 6130R cedido por la empresa para esta prueba. Los técnicos de la estación lo ensayaron colocando el acelerador a tope y haciendo variar la resistencia que el freno ejerce al tractor a través de la toma de fuerza, desde un valor mínimo hasta el máximo que soportó el tractor.

El motor responde empezando a girar a la máxima velocidad de giro posible con potencia cero, después la potencia sube rápidamente reduciéndose poco la velocidad de giro en la denominada zona de actuación del regulador hasta que llega a la velocidad nominal, para posteriormente perder poco a poco velocidad de giro suministrando la máxima potencia posible a cada nueva velocidad. Desde el laboratorio de control los asistentes pudieron ver cómo se van obteniendo los datos de par, potencia y consumo de combustible que va teniendo el tractor según las condiciones de cada momento.

En la pista de hormigón de la Estación de Mecánica Agrícola se ensayó un tractor Fendt 828 Vario SCR arrastrando el carro dinamométrico que le ejerce una fuerza de tiro regulable. Se ensayaron tres fuerzas de tiro, una relativamente pequeña que simula lo que puede ocurrir cuando el tractor tira de una sembradora, una mediana semejante a lo que ocurriría arrastrando un cultivador y otra mayor parecida a la que requiere un arado. Al tractor siempre se le fijó la velocidad objetivo de 7,5 km/h.

Con cada fuerza de tiro, que se mantenía durante varias vueltas a la pista, el tractor se manejaba de dos modos, un modo manual donde el conductor mantiene una velocidad de giro del motor de 1.800 rpm y un modo automático utilizando la prestación que Fendt denomina TMS (Tractor Management System) por la cual el motor y la transmisión CVT se regulan automáticamente buscando la combinación óptima que mejore la eficiencia; el resultado fue que en modo automático la velocidad de giro del motor era menor que en modo manual.

En el interior del vehículo arrastrado por el tractor se dispone de la instrumentación necesaria para medir la velocidad real de avance, la fuerza de tiro, el consumo del tractor, etc. Analizando los resultados se hicieron las siguientes observaciones:

• La velocidad real en modo automático es muy próxima a la velocidad objetivo, mientras que en modo manual la velocidad real es algo menor.
• El consumo de gasóleo expresado en litros por hora fue alrededor de 1 l/h menor en modo automático que en modo manual cuando la fuerza de tiro era baja o media, y ambos consumos fueron muy parecidos (ligeramente menor en modo automático) cuando la fuerza de tiro era grande. Si esos consumos los pasamos a litros por hectárea, suponiendo una anchura determinada al apero que hubiera podido llevar enganchado el tractor, la diferencia a favor del modo automático con TMS es aún mayor, ya que al ser la velocidad de avance un poco más rápida en modo automático que en modo manual, en cada hora de trabajo se cubre más superficie.

Quedó patente que el modo automático, por el cual el tractor busca la mejor combinación posible de régimen del motor y relación de transmisión para cumplir con una velocidad objetivo indicada por el conductor, es más eficiente que cualquier conducción manual que realice el tractorista más avezado.

La prueba en campo en el Centro Nacional de Capacitación Agraria en San Fernando de Henares (Madrid) fue más completa. Para llevarla a cabo se utilizó un tractor New Holland T7.210 Autocomand con neumático Ultraflex de Michelin tirando de un arado reversible de cinco vertederas Vogel Noot. Sobre el extremo delantero del tractor se montaron dos probetas estrechas llenas de combustible, de donde aspiraba la bomba de inyección, de modo que el combustible consumido no solo era medido, sino que se hacía patente viendo lo que descendía el nivel de las probetas.

Se hicieron cuatro pasadas de ida y vuelta en una parcela, variando las condiciones en cada pasada. En la primera el arado estaba mal regulado (la vertedera delantera profundizaba más que la trasera y las vertederas no estaban perfectamente alineadas con la dirección de avance del tractor), el neumático tenía una presión de inflado de 1,8 bar y el tractor se conducía en modo manual. En la segunda el arado se reguló correctamente y las restantes condiciones permanecieron iguales. En la tercera pasada se redujo la presión de inflado de los neumáticos (tanto los delanteros como los traseros) a 0,8 bar, permaneciendo la conducción del tractor en modo manual.

Por último, en la última pasada el tractor se condujo en modo automático, con la misma velocidad objetivo, dejando que él solo estableciera el régimen del motor y la relación de transmisión más convenientes. Por supuesto, la pasada que más gasóleo consumió fue la primera, reduciéndose progresivamente el consumo en las pasadas sucesivas conforme se mejoraban las condiciones de funcionamiento, hasta obtener reducciones de consumo superiores al 20%.

La entrega de diplomas a los asistentes fue presidida por Andrés de León, subdirector General de Medios de Producción Agrícola.

El Ministerio planea repetir el curso en el próximo otoño en varias comunidades autónomas para lograr una mejor difusión de los conceptos de uso eficiente del tractor como medio para reducir el consumo de combustible.