martes, 20 de julio de 2021

CONTROL DE POSICIÓN Y ESFUERZO EN EL TRIPUNTAL DEL TRACTOR

¡SERÁ POSIBLE!

A veces me sorprenden algunas preguntas que se me hacen en referencia a algunos mecanismos del tractor. Hoy es ese el caso.

Se trata de un lector habitual de www.masquemaquina.com y que a través de una foto de las palancas del elevador de su tractor, me pregunta para que sirve una determinada palanca… En realidad se trata de la palanca del control de esfuerzo del elevador de su tractor, un tractor que él mismo posee desde hace más de 25 años…

Si el caso fuese “único” pues se podría calificar de “rareza”, pero es que preguntas a tractoristas con tractores con control de posición y control de esfuerzo y observas que hay muchos en la misma situación…

ELEVADOR

¿Para qué sirve?: El elevador hidráulico es el encargado de posicionar y regular el apero y es capaz de conseguirlo ya sea en la situación de transporte como de trabajo.

Enganche de tres puntos: Indiscutiblemente uno de los “grandes inventos” del tractor. El tripuntal del tractor aparece normalizado por la ISO 730.

Está formado por 2 brazos inferiores, denominados de tiro, que están unidos al tractor y al apero mediante rótulas. Ese plano que forman los brazos inferiores, se conjunta con un 3º brazo extensible que se denomina tercer punto.

Además, existen dos brazos superiores (sobre los que actúa el pistón del elevador) Entre los brazos superiores e inferiores se colocan sendos brazos regulables en longitud o tirantes. Por último, unos tensores laterales evitan movimientos en horizontal.

Cilindros de elevación: Lo habitual es que un tractor disponga de un cilindro interior, bajo la tapa del elevador, y, en función de la capacidad de elevación, se puede encontrar con uno o dos externos adicionales. Lo más habitual es encontrar que el cilindro hidráulico sea de simple efecto, pero hay tractores con cilindros de doble efecto para aumentar el par de elevación y, sobre todo, la facilidad de manejo.

Capacidad de elevación: Depende tanto de la geometría del enganche como del volumen y presión del aceite en los cilindros. Es una cifra importante en la especificación del tractor. Para poder comparar tractores en las mismas condiciones es por lo que se debe dar esta cifra como marca el código OCDE y que es la capacidad máxima de elevación de una carga situada a 610 mm de las rótulas y durante todo el recorrido del elevador.

Elevador mecánico Ebro series "pesadas"

El sistema funciona mediante potencia hidráulica que viene suministrada por una bomba (de pistones, caudal variable, o de engranajes, caudal constante) La bomba, habitualmente se comparte con los servicios externos.

TIPOS DE ELEVADOR

Elevador mecánico

Se trata de un sistema en el cual todo el conjunto de mecanismos de mando se realiza mediante varillaje.

Elevador mecánico con control de posición: Los tractores de baja especificación suelen tener solamente una palanca para controlar la subida y bajada de los brazos.

Elevador mecánico con control de esfuerzo y posición: Los tractores modernos y en su gran mayoría, disponen de 2 palancas, una para control de carga y otra para el control de profundidad. Normalmente incluso ambas palancas se diferencian en el color del pomo para facilitar su reconocimiento.

Elevador electrónico

A pesar de que el sistema “mecánico” funciona perfectamente y lo lleva haciendo más de 45 años, en tractores más modernos, y con más especificación, se sustituye el varillaje clásico por un sistema electrónico, en el cual la interacción del operador se realiza mediante reóstatos o potenciómetros.

MANEJO

Elevador electrónico en MF 8S
Sea un sistema mecánico o electrónico, el operario actúa sobre los controles de posición y tiro. Cada fabricante tiene su disposición, pero las diferencias son mínimas y basta leer el manual de instrucciones para hacer un buen uso del sistema. En el ejemplo de esta lectura se usa el sistema de los Ebro pesados de sus últimas series (6000, 8000 y H)

En un tractor con sistema de varillaje mecánico del elevador, el usuario encontrará a la derecha, dos palancas, que son las más visibles, y que se trata del control del elevador. Una de las palancas es para el control de posición y la otra para el tiro o modulación de presión.

La varilla de posición solo controla la posición de los brazos, pero la varilla de esfuerzo en realidad interviene varios varillajes.

Se empieza a trabajar colocando la palanca de control de tiro en posición intermedia. Se observa el comportamiento, sobre todo en terreno duro, y así se va reajustando la palanca de tiro.

Control de posición o profundidad: Con este control se puede regular la posición del apero con relación al suelo. Los brazos quedan fijos a la altura seleccionada por la palanca del control de posición. Se consigue una profundidad de trabajo uniforme, independiente del tiro que efectúa el tractor y de la presión del cilindro.

Control de esfuerzo Kubota K-1
Control de carga o esfuerzo: Se trata de que la resistencia ofrecida por el apero esté en un rango más o menos constante. De esta forma el apero podrá profundizar poco en terrenos duros y más en los blandos. Además, con esta capacidad podrá responder ante sobreesfuerzos imprevistos por una piedra, una raíz…

Trabajando con control de esfuerzo en un terreno heterogéneo, la profundidad de labor quedará desigual. A cambio la ventaja es que la demanda de potencia al tractor es constante y se puede responder ante sobreesfuerzos.

El sistema dispone de un eje de sensibilidad (11) que, a través de una biela (9) de una leva (8) y del varillaje actúa sobre la válvula de control (5) Cuando disminuye la carga, el eje de sensibilidad retorna a su posición inicial, la biela, ayudada por el resorte (6) vuelve a su posición y se libera la válvula principal situándose de nuevo en su posición.

Trabajo solo con control de posición

En este caso, la palanca del control de tiro-presión irá en el 0 o mínimo (no interviene)

El control de tiro detecta la tensión adicional en el enganche y permite que el arado se eleve lo suficiente para atravesar el punto duro, volviendo inmediatamente a la profundidad deseada.

Cuando se trabaja con control de posición solamente, y aumenta la carga de tracción, se puede producir un patinamiento de las ruedas o la parada del motor, a menos que se eleven los brazos del elevador.

Trabajo solo con control de esfuerzo

La palanca de posición se llevará al mínimo, mientras que la de esfuerzo se colocará en el tiro que se estima necesario. Los brazos entonces tienden a situarse a la posición más baja y seguirán ahí mientras no suba el esfuerzo.

Si se trabaja solamente con el control de esfuerzo entonces la profundidad de trabajo no se puede mantener constante si la dureza del terreno cambia considerablemente.

Posición palancas en Ebro series "pesadas"

Trabajo con control mixto

Es la forma correcta de trabajar cuando se emplean aperos de tiro. Se trata de combinar el control de esfuerzo con el de posición. Hay una cierta respuesta del control de esfuerzo e ídem con el control de posición. De esta forma se obtiene una profundidad de labor constante, seleccionada por la palanca de control de posición siempre y cuando el esfuerzo de tiro del tractor sea inferior al seleccionado por la palanca correspondiente. Se produce una disminución de profundidad de labor si aumenta la dureza del terreno o la velocidad del tractor y haga que aumente el tiro experimentado superando al valor seleccionado.

Para posicionar las palancas, primero se regula la profundidad utilizando la palanca de posición y después el control de esfuerzo.

En realidad, es la forma más correcta de trabajar cuando se emplean aperos de tiro.

Trabajo en posición de brazos flotantes

Tirante derecho y 3º punto hidráulico (doble efecto)
Tractor A. Carraro
Los aperos con ruedas reguladoras de profundidad pueden requerir el funcionamiento en flotación para poder seguir el contorno del suelo. Así se debe trabajar con aperos arrastrados, los brazos están totalmente flotantes y el apero irá copiando las irregularidades del terreno.

Se coloca la palanca de posición en la mínima altura y la de presión también en su posición más baja. Así los brazos quedan flotantes y es la posición ideal para facilitar el enganche a mano de los aperos.

Los tensores laterales pueden ajustarse para flotación lateral.

Algunas entradas relacionadas

Sistema hidráulico de centro abierto y centro cerrado

Brazos inferiores del elevador, ¿Y tú cómo los llevas?

El tercer punto, ¿y tú, cómo lo regulas?



sábado, 10 de julio de 2021

LA INQUINA AL DIESEL Y SU FUTURO EN LAS MÁQUINAS AGRÍCOLAS

Valtra Biogas
¿SE MERECE EL DIESEL LA PERSECUCIÓN A LA QUE SE LE SOMETE?

¿Se merece el motor diésel el castigo, vía impuestos, que tanto desde la UE como desde EEUU se le está sometiendo?

Se le acusa de “contaminante” y de ahí la subida impositiva que solo gracias a los precios "relativamente bajos" del crudo no ahogan más a los castigados usuarios en general y agricultores en particular.

Lo más patético del caso es comprobar como algunos políticos, incultos en estas lides, realizan sus desafortunadas declaraciones, sin la más mínima noción de tecnología en motores, ni base científica que les ampare. Desgraciadamente ocurre así cada día, ahora por la preocupación por la salud de sus conciudadanos y su tasa de ingesta de carne, ahora por la contaminación que producen las vacas, ahora por los humos de los diésel... 

Particularmente, veo el 2015 como el comienzo de la última gran ofensiva contra el motor diésel. El hito lo marcó el escándalo de Volkswagen, allá en EEUU, el denominado dieselgate. Aquel escándalo hizo que los norteamericanos “montaron en cólera” castigando al diésel; los europeos, con menos personalidad que una veleta, les seguimos.

Pero la tormenta pasó y ahora es el momento en el que los técnicos deben hablar. Algunas Administraciones parecen entrar en razón escuchando a sus ingenieros; otros, que nos toca muy cerca, siguen hablando del “sexo de los ángeles”.

Los vecinos franceses y también alemanes parecen que se han decidido por dejar hablar a los técnicos. Por ejemplo, el Bundestag alemán, en mayo 2019, ya se refiere a lo absurdo y sin sentido que sería prohibir motores diésel E6, E5 e incluso E4 con emisiones menores a 270 mg NOx/km. Otro ejemplo a citar es el francés que está estudiando dar la máxima calificación ambiental a los motores diésel E5 y E6.

¡Ojo!: En un estudio publicado en abril del 2019 por el Institute Centre for Economic Studies, CESifo GmbH, se recoge que un Tesla Clase 3 es más contaminante que un moderno diésel Euro 6. Para el estudio se realizó una comparativa según el mix energético alemán y el análisis de las emisiones de CO2 en toda la vida útil de ambos coches.

Desnudando al moderno motor diésel

Quien hoy califique a un moderno motor diésel de “sucio”, ruidoso o lento, es que es un ignorante o un malvado mentiroso.

Hoy un motor diésel sigue siendo robusto, ideal para las aplicaciones en las que se le usa y que, sin perder esa característica, ha ido evolucionando desde la inyección indirecta a la electrónica y el common rail, desde la aspiración atmosférica hasta la turboalimentación y sus variantes, y todo ello aderezado con inyectores multipunto o la alteración de mapas motor desde el puesto de conducción. Una realidad que ha conseguido que apenas se reconozcan aquellos motores diésel “sucios”, lentos, ruidosos. Pero es que además se han unido las mejoras en los sistemas de postratamiento de gases de escape como la reducción catalítica selectiva (SCR), filtros de partículas (DPF), recirculación de gases de escape (EGR), catalizadores de oxidación (DOC)…

Otras entradas que pueden resultar interesante al lector:

Novedades en motores, reinventando el motor diésel (Parte I)

Novedades en motores, reinventando el motor diésel (Parte II)

Catalizador y filtro de partículas, sobrecoste necesario

John Deere, Tier IV y SCR

Objetivo, reducción de emisiones contaminantes

A mi vecino le han robado el catalizador

Motores que limpian el aire de las ciudades

No es ciencia ficción; hoy un motor cumpliendo la Euro 6, e incluso la Euro 5, puede actuar como aspirador de partículas (PM) en ciudades muy contaminadas. Los filtros de partículas (DPF) son capaces de reducir el nivel emitido por debajo del valor medio atmosférico en ciudades contaminadas como es el caso de algunas ciudades muy contaminadas como son aquellas que siguen usando el carbón como principal fuente energética para la generación de electricidad y calefacción.

Introducción de las sucesivas etapas de gases contaminantes en Agricultura:

Tier 1 (1996): introducción en el sector agrícola de las emisiones de gases contaminantes

Tier 2 (2002): reducción de partículas (PM) y óxidos de nitrógeno (NOx)

Tier 3 (2006): mayores requerimientos de control para los NOx

Tier 4A (2011): reducción más drástica de PM y NOx

Tier 4B (2014): controles más exhaustivos de las emisiones de NOx

Tier V (2019): enfoque tanto en la cantidad como en el volumen de partículas

Fendt e-100 eléctrico
DIÉSEL Y AGRICULTURA: HAY QUE LEER ALGO MÁS QUE LOS “TITULARES”

Las regulaciones de emisiones no son la única amenaza para el motor diésel, pero la realidad de hoy es que el robusto motor diésel es inherente a la actividad agrícola y, quede bien como titular o no, hoy aún no existen alternativas al gasóleo en la agricultura.

El error de legislar mirando los “votos”

La sociedad actual tiene a centrarse en “titulares” y no en el “núcleo de la noticia” y aunque es cierto que se está experimentando con combustibles como metano, hidrógeno, gas natural, electricidad… no pueden verse estos intentos, con la tecnología actual, como alternativas reales. Se investiga y se avanza, pero de momento los intentos solo son el camino que hay que recorrer para ver la viabilidad de los mismos.

Impacto de las emisiones: No conviene perder el factor de escala. Según Greenpeace España solo el 13 % de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) son achacables al transporte de mercancías. La FAO baja ese porcentaje al 10 %.

En cuanto a las emisiones de la actividad agrícola, su suma total en Europa es de 470 M de toneladas de CO2 sobre un total de 5000, y ¡solo sería achacable a los motores agrícolas menos del 1% del montante total!

Exceso de impuestos al gasóleo

La UE está castigando, vía impuestos, sobremanera al gasóleo, ¿por qué? Pienso que puede ser por la enorme necesidad de dinero que tienen las “agigantadas” Administraciones y también por un mal entendimiento de la “moda” de la acusación al motor diésel de contaminante, me refiero al “postureo” político para justificar una preocupación medioambiental. Asombra escuchar a políticos sin la más mínima noción de tecnología en motores, ni base científica que les ampare, hablar como si estuviesen defendiendo su propia tesis doctoral.

Evolución precios gasóleo A mayo 2020-julio 2021.
¡Un 27 % en 14 meses!
(Elaboración propia con datos Ministerio Transportes)

En varios países europeos, incluyendo a España, durante los últimos años se han ido reduciendo los impuestos de matriculación de los vehículos con motor diésel debido a sus menores emisiones de CO2; pero este hecho ha cambiado en los últimos 2-3 años y su gravamen se ha incrementado por encima de los que usan gasolina. Una forma de “recaudar más” a la par que subes a la “moda de la demonización” del diésel. Para más “bochorno” europeo es que la moda ni tan siquiera es original de nosotros si no que se ha copiado la “moda norteamericana”.

El resultado y lo preocupante es que la Administración se erige en juez acerca de cuál es la alternativa ganadora sin considerar que el futuro energético es totalmente incierto.

Por si alguien se lleva a engaño, afirmo que se debe invertir en reducir emisiones, pero con conocimiento de causa. La sensación que tengo, es que nuestros “gobernantes”, sin un aparente sustento tecnológico, marcan directrices hacia el vehículo eléctrico. ¿Realmente saben lo que eso significa? A ver si dentro de 25 o 30 años se descubre que el camino elegido no era tan “verde” como parecía.

Otros usuarios del gasóleo

No solo en la agricultura se usa el “diésel”, pero mientras que veo que se cuestiona el uso del gasóleo, y se “excomulga” a sus usuarios, en transporte pesado, autocares, tractores… no veo que se cuestione su uso en los grandes barcos.

Así que a veces esta paranoia da risa. Quien critica la compra de un motor diésel para un coche o un tractor debería saber la importancia del gasóleo en la flota mercante.

Transport&Environment: Un estudio publicado por esta agencia aclara que, por ejemplo, un buque carguero portacontenedores, de los que recorren constantemente nuestros mares y abastecen nuestros supermercados, quema 10000 toneladas de combustible en un viaje de ida y vuelta entre Asía y Europa. Pero es que hay 10000 buques cruzando los mares y océanos cada día… El resultado es que los 50 buques más grandes de la marina mercante mundial contaminan tanto como los 800 millones de automóviles del planeta… O que solamente los cruceros del Mediterráneo contaminan más, en términos de óxidos de azufre que todo el parque automovilístico europeo…¿Y si hablamos de flota pesquera, flota de guerra y de aviones?

Motor barco (Foto Man Diesel)

ELECTRICIDAD E HIBRIDACIÓN COMO ALTERNATIVA

Hay proyectos muy loables de estos tractores ya trabajando en aplicaciones concretas, municipales y/o ganaderas. Pero estos proyectos no significa que el camino esté ya marcado. Es cierto que los fabricantes han iniciado un rápido desarrollo de los vehículos híbridos y eléctricos pero se debe avanzar mucho en encontrar tecnología de baterías eficientes.

La “alternativa eléctrica” queda bien como titular pero no se debe estar ciego ante las contrapartidas.

De momento, la electricidad, solo es un “vector energético”; esto significa que una batería no es una fuente de energía si no un acumulador de energía.

Para valorar a un “vector energético” hay que analizar todo el ciclo, de principio a fin; o lo que es lo mismo, se debe considerar la emisión de CO2 producido en la fabricación de baterías y de motores eléctricos.

Antes de mandar ir en una dirección se deben explicar algunas cuestiones como: ¿Cuál es el camino para el reciclaje de las baterías? O ¿cuáles son las emisiones electromagnéticas de las baterías en situación de recarga? O ¿Cuál es el coste “energético”, huella de carbono, de fabricar un vehículo eléctrico? O peor aún, ¿se adivina que ocurrirá con el uso de los materiales “nuevos” del planeta, hay suficiente materia prima como se requiere, litio, cobalto, níquel… y que provienen, en gran medida, de países con derechos laborales a años luz de los preconizados por el mundo occidental? (Foto 6)

Disposición de Volvo Fe hybrid engine

De Cobalto: En la fabricación de un coche eléctrico (¡no digamos en un tractor eléctrico) se necesitan de 5 a 6 kg de cobalto para la fabricación del ánodo de las baterías de ión litio, que en gran medida proviene de la República Democrática del Congo con grandes tasas de trabajo infantil e inseguridad en el trabajo

A ver si al final la fabricación de una batería o su propio reciclaje se convierte en un auténtico desastre ecológico. Y ojo, donde recargamos el vehículo eléctrico, porque no queremos “centrales nucleares” pero quizá solo estamos promocionando el consumo eléctrico de las grandes empresas de generación y distribución de electricidad y que en gran medida proviene de fuentes “tan contaminantes” como la nuclear.

En resumen, que se debe analizar todo el ciclo de vida de un vehículo para pronunciarse si el vehículo eléctrico es o no menos contaminante que el térmico. Los legisladores se deberían dejar asesorar por expertos antes de ordenar ir a los fabricantes en una dirección. La legislación en base a “contextos emocionales” es un desastre probado, los experimentos en casa y con gaseosa.

Grupo electrógeno diésel para recargar vehículos eléctricos...

Ojo con los datos: Algunas fuentes como la Agencia de Medio Ambiente y Control de la Energía, ADEME, aseguran que la fabricación de baterías es tan contaminante que, en tasa de producción de CO2, un vehículo eléctrico deberá recorrer entre 60000 y 100000 km para empezar a ser menos productor de CO2 que un coche térmico; pero con el agravante de que un eléctrico emite todo el CO2 en “el primer kilómetro” de su vida.

CONCLUYENDO

Es cierto que en un motor térmico, la eficiencia energética (relación entre la energía contenida en el combustible y la energía mecánica ofrecida) no es superior al 25 % pues existen importantes pérdidas por el calor generado en la combustión.

También es cierto que en un motor eléctrico el rendimiento energético (relación entre la energía eléctrica absorbida y la energía mecánica ofrecida) los datos son superiores al 90 % pero ojo porque estos datos, una vez más, pueden ser engañosos y de nuevo hay que analizar la diferencia en todo su conjunto. Solo si somos capaces de ir incrementando las fuentes de energías renovables se puede afirmar que la electricidad produce sensiblemente menos CO2.

Y si la subida del gasóleo asusta, la de la electricidad,
en plena temporada de riegos, es una película de terror.

El motor de combustión interna en general y el diésel en particular, deben seguir desarrollándose. Una línea está claramente en la investigación de catalizadores y por supuesto que otra línea será la de incrementar los componentes de “hibridación”, electrificando el tractor para mover motores eléctricos de aperos, turbos para eliminar el retardo de respuesta, compresores de aire acondicionado… En verdad un mundo apasionante.