Citius, Altius, Fortius: Tractores cada vez más grandes, más pesados, más
rápidos... y casi siempre montados sobre neumáticos. Difícil dilema, difícil solución a la ecuación: neumático agrícola que debe ser capaz de transmitir al suelo el
par en las ruedas y transformarlo en fuerza de tracción pero además minimizando la compactación del suelo y reduciendo el consumo energético. ¿No es mucho pedir?:
- Economía: El neumático debe proporcionar más tracción con más capacidad de carga y con una vida útil superior. De esta forma se mejora la eficiencia y se reduce el consumo
- Ecológico o al menos cuidadoso con el medio ambiente: con menos compactación del suelo que significa, de nuevo, reducción en el consumo
- Ergonomía: además el neumático óptimo debe ser confortable sin olvidar maximizar la seguridad en la conducción
Comparativo: convencional&alta flexibilidad |
En campo: Mínima presión posible
¿Por qué? pues porque si se reduce la presión transmitida al suelo se reduce la profundidad de la rodada.
En camino: Mayor presión posible
Los datos anteriores se refieren al neumático trabajando en terreno agrícola pero ¿que ocurre al estar sobre camino o carretera? Entonces el resultado de la ecuación es el contrario: En terreno duro conviene usar la mayor presión posible puesto que se incrementa la capacidad de carga y se reduce la resistencia a la rodadura.
¿Por qué? pues porque si se reduce la presión transmitida al suelo se reduce la profundidad de la rodada.
Parámetros medios aseguran
que con carácter general si un neumático agrícola sobre terreno blando con una
presión de 1 bar dejar 6 a 8 cm
de profundidad de huella, con 4 bar la profundidad
de rodada iría a 10-15
cm .
Además, considerando un esfuerzo de tracción constante, a menor presión se
incrementa la capacidad de tiro y se reduce el deslizamiento.
Los datos anteriores se refieren al neumático trabajando en terreno agrícola pero ¿que ocurre al estar sobre camino o carretera? Entonces el resultado de la ecuación es el contrario: En terreno duro conviene usar la mayor presión posible puesto que se incrementa la capacidad de carga y se reduce la resistencia a la rodadura.
Repasemos los parámetros que debemos
ir teniendo claros:
- Aumentar el peso significa aumentar la resistencia a la rodadura
- A mayor resistencia a la rodadura más consumo
- A más peso menor deslizamiento (¡en unos límites, sin pasarse!)
- Menor deslizamiento significa más eficiencia en la tracción, o sea ¡menos consumo!
De forma aproximada se establece que la
presión transmitida al suelo es la misma que la de inflado del neumático.
Menor presión = menor compactación = mayor respeto al suelo = más
rendimiento = más productividad
Una sencilla fórmula matemática para un
fenómeno físico P = F/S: es decir que la presión (P) es el cociente entre la
Fuerza (F, peso) y la Superficie (S) y que en palabras sencillas significa: a
mayor huella en el suelo menor presión ejercida para una misma carga.
¿Cómo
se aumenta la huella?: se disponen de varias opciones
- Tractores doble tracción: hoy ya prácticamente todos los tractores son ya así
- Utilizar neumáticos de estructura radial en vez de la diagonal: los neumáticos radiales llegan al campo a comienzos de los años 80
- Incrementar el ancho de balón: los denominados neumáticos de gran volumen y alta flotabilidad
- Utilizar la banda de rodadura o la cadena: la cadena siempre ha sido la solución óptima para grandes esfuerzos de tracción pero tenía inconvenientes en transporte que han sido solucionados por la banda de caucho
- Utilizar rueda gemela: muy habitual en grandes potencias y en explotaciones donde no hay limitación por la técnica de cultivo
La App de Mitas se puede descargar aquí mientras que la de Bridgestone lo puedes hacer aquí. Ambas permiten encontrar fácilmente la presión adecuada para optimizar el comportamiento del tractor tanto en transporte como en campo. El agricultor debe proporciona a la App los datos de medida del neumático, velocidad de trabajo y peso para obtener un resultado de forma inmediata.
Fendt 828 con variación de presión de inflado |
Conociendo la relación directa entre presión y compactación parece
lógico que a un buen agricultor se le ocurra optar por variar la presión en
función del trabajo que va a hacer pero ¿cuántos lo hacen? Y sobre todo ¿Cuánto
tiempo y medios necesito para hacerlo? Algunos buenos fabricantes de tractores dotan
a sus máquinas con sistemas de variación de inflado, pero no es una solución
barata.
Cambio de presión desde el puesto de conducción:
Es el caso por ejemplo que presenta Fendt en algunos de sus tractores y que le denominan Variogrip . En realidad el sistema de Fendt es el primer sistema de ajuste variable de la presión de inflado del neumático comercializado para tractores que ya viene integrado en el diseño del tractor. En el caso de Fendt es posible almacenar dos configuraciones de presión para los ejes delantero y trasero, esto permite trabajar a presiones más bajas y circular a presiones más altas.
Cambio de presión desde el puesto de conducción:
Es el caso por ejemplo que presenta Fendt en algunos de sus tractores y que le denominan Variogrip . En realidad el sistema de Fendt es el primer sistema de ajuste variable de la presión de inflado del neumático comercializado para tractores que ya viene integrado en el diseño del tractor. En el caso de Fendt es posible almacenar dos configuraciones de presión para los ejes delantero y trasero, esto permite trabajar a presiones más bajas y circular a presiones más altas.
Concepto VF: presión constante a cualquier velocidad (Mitas) |
Si hasta ahora el límite mínimo de presión
de inflado podía estar en 1 a
1,2 bar con neumáticos de baja presión se puede seguir descendiendo. Hasta
ahora sobrepasar a la baja los 1-1,2 bar significaba tener problemas de fatiga
en los flancos y llegaba a ser peligroso si se quiere rodar rápido en
transporte.
Con neumáticos de tecnología clásica la
regla que rige el comportamiento afirma que la presión es función de la carga y
la velocidad. La regla la marca el denominado Índice de flexión:
Si la carga aumenta, la presión
aumenta; y si la velocidad aumenta, la presión aumenta.
Los neumáticos de baja presión pueden trabajar y circular a menos de 1 bar
sin fatiga, es decir se “rompe” la regla anterior.
El
objetivo de la baja presión es maximizar la capacidad de tracción limitando la
compactación del suelo. Son neumáticos que flexionan lo máximo posible
soportando carga sin hundirse en el suelo. Además al flexionar tanto aumenta la
superficie de huella y se reduce la compactación.
Sin
embargo los neumáticos de baja presión deben ser capaces de optimizar la
presión independientemente de la velocidad (en un intervalo). La clave está en
ser capaz de desarrollar una tecnología que proporciona una deflexión
importante de los flancos, permitiendo que el neumático pueda usarse a una
presión de inflado menor.
Un neumático de baja
presión adopta un perfil cuya banda de rodadura es más plana que en uno
convencional, es decir la diferencia radica en el diseño especial
de la carcasa y la construcción del talón, que permiten un mayor grado de
flexión de los costados.
Comparativa de pisada y compactación |
Al comparar un neumático estándar
con uno de alta flexibilidad (baja presión) se concluye que:
- El neumático de baja presión es capaz de transportar la misma carga a menor presión o son capaces de transportar más carga con la misma presión de inflado, es decir son más eficientes en transporte
- Menor presión significa huella más larga y ancha que a su vez significa menor compactación del terreno
- Más huella significa más tacos en contacto con el suelo, es decir mejor tracción
Indudablemente la
tecnología de la baja presión es más cara que la convencional. ¿Por qué?, bueno
pues en primer lugar porque se trata de una tecnología novedosa y hay que
amortizar las inversiones de los departamentos de I+D de las empresas (sí, los
ingenieros tienen la mala costumbre de cobrar por lo que hacen, bueno esto no es
una máxima generalizada siempre queda algún romántico que trabaja gratis pero
eso es otro tema)
El agricultor
está harto que unos y otros le aseguran “esto no es un gasto, debes
contabilizarlo como inversión” (vaya “absurdez” pensará el agricultor puesto que
al final yo lo que hago es rascarme la cartera, como siempre)
Si se acepta que efectivamente es una inversión (en realidad lo es), se debe tener la posibilidad del retorno de la inversión. ¿Y en base a qué
calculo el retorno de mi gasto, perdón de mi inversión? ¿Cómo puedo
amortizarla? De nuevo la respuesta a estas dos preguntas es que el retorno será vía a la mejora del rendimiento energético del
tractor y la menor compactación del suelo.
Algunos fabricantes ofertan neumáticos de alta
flexibilidad pero con el inconveniente que no pueden montarse en las mismas
llantas. El reto es que los neumáticos ultraflexibles usen llantas estándar.
Tweel (Michelin) |
OFERTA
BAJA PRESIÓN
Casi todos los fabricantes punteros
disponen ya de oferta en baja presión. Michelin, Bridgestone-Firestone,
Mitas-Continental-Cultor, Trelleborg… llevan, o llevarán, en sus catálogos este
tipo de neumáticos. Además todos los fabricantes han hecho exhaustivas pruebas
para constatar las ventajas de la tecnología y poder contar con los
certificados de laboratorios oficiales e institutos tecnológicos que validen
los resultados: incremento de huella en el suelo, reducción de esfuerzo de
rodadura, aumento de capacidad de tracción, disminución de deslizamiento….
En la actualidad todos los fabricantes están
presentando sus novedades en las diferentes ferias internacionales de renombre:
EIMA, SIMA, Bolonia… Por supuesto la oferta aún es relativamente pequeña y los
fabricantes optan principalmente por ofrecerlos en primer lugar en potencias
más grandes para ir extendiéndose por su gama.
OTROS
Dentro de “otros” quiero ofrecer algunos de los “inventos” o desarrollos
que están haciendo los fabricantes punteros y algunos centros de investigación
y que me han gustado especialmente.
- Pneutrac: El fabricante Mitas con su socio tecnológico GalileoWheel obtuvieron el premio EIMA a la innovación técnica en la feria de Bolonia. Se trata de un neumático que puede trabajar a presión nula y además tiene una mejor eficiencia de tracción (según el fabricante la huella de este neumático es un 50 % mayor que la de su homólogo convencional. De momento sólo está en fase de pruebas y con unas dimensiones muy concretas, pero los vídeos que circulan por Internet son realmente muy interesantes
- TweelTM: Dos conceptos que persiguen la misma idea que el Pneutrac y es la posibilidad de rodar sin aire. En este caso es Michelin quien lo ha desarrollado. El Tweel no es un neumático si no la fusión del neumático con la llanta. Se ha diseñado en base al uso de tecnología de materiales compuestos (composites) La estructura de la Tweel está compuesta por una banda de rodamiento de caucho, unida a la rueda por radios flexibles, lo que simplifica enormemente las operaciones de montaje y desmontaje. A día de hoy el Twell sólo se monta en vehículos de poco peso pero con la idea de desarrollarlo para grandes vehículos off-road. El fabricante habla de las mismas prestaciones de un neumático radial y mejorar el sistema de suspensión del vehículo.
Ensayos en laboratorios oficiales |
A continuación muestro algunos vídeos que me han parecido muy interesantes en cuanto al desarrollo y pruebas de un neumático que promete mucho: el pneutrac.
- Comparativa de tiro entre neumático convencional y pneutrac
- Proceso de concepción del Pneutrac
- Comparativa de huella entre neumático convencional y pneutrac
- Comparativa de maniobrabilidad entre neumático convencional y pneutrac
- Comparativa deslizamiento y power hops con neumático convencional y pneutrac
- Nuevos conceptos de movilidad por Galileo Wheel
Demostración Michelin en Demoagro 2017 |