Dar   respuesta   a cómo, cuándo y con qué hacerlo es fundamental  en las operaciones agrícolas mecanizadas y constituye un objetivo básico del estudio de procesos de mecanización agrícola.   Por la mecanización de las operaciones de campo debe entenderse el empleo de un conjunto o sistemas de máquinas, inclusive la tracción animal, y las herramientas operadas manualmente, de forma técnica y económicamente organizadas en tareas exigidas  por  la  actividad  agrícola,  buscando  obtener el máximo rendimiento con el mínimo desperdicio de energía, tiempo,   dinero y sin mayor impacto sobre el medio ambiente.

En el proceso de incorporación de tecnología mecánica, deberá conocerse el suelo con su composición característica (sólidos, agua, aire y organismos) conforma en términos físicos, una estructura cuya resistencia a la deformación o al rompimiento depende de la naturaleza y relación de los componentes y del tipo de cargas y acciones a las 

cuales sea sometida. Los equipos de labranza producen una modificación artificial de la disposición natural de los sólidos del suelo y en consecuencia una deformación del espacio poroso que existe entre ellos. Cuando esa alteración es excesiva, perjudica la estructura y reduce el espacio poroso, originando consecuencias negativas para la producción de los cultivos (2).

 

Un caso a presentar es el de los suelos excesivamente fraccionados por la acción de los arados y rastras de disco, en los cuales se reducen los macroporos durante el reacondicionamiento de partículas y con frecuencia se forman sellos superficiales o pequeñas capas endurecidas a escasa profundidad, que constituyen barreras físicas para el intercambio gaseoso, la penetración de agua y raíces o la emergencia de las plántulas (3).

En síntesis, la mecanización es un sistema de organización económica que debe provocar un crecimiento o el bienestar social, por la reducción de los precios, por el aumento de la cantidad y por el mejoramiento de la calidad de los productos. La mecanización como proceso planificado, implica la selección de los recursos humanos y mecánicos necesarios (fuentes de potencia, implementos, herramientas, etc.).

Análisis funcional de la maquinaria agrícola. Una máquina o equipo agrícola tiene muchos componentes que trabajan juntos como un sistema, para que desarrollen una tarea. En orden, para entender cómo trabaja la máquina es esencial considerarla como una colección de muchos subsistemas.

Una máquina agrícola puede dividirse en dos subsistemas: los propios del proceso y los sistemas de apoyo. Los sistemas propios del proceso son aquellos componentes de la máquina que actualmente desarrollan las funciones, para las cuales está diseñada: cortar, separar, mezclar, etc. Los sistemas de apoyo son las partes que soportan o ayudan a los sistemas del proceso en realizar su función, y pueden ser categorizados como sistemas de control  y cubierta.  Los de cubierta consisten de todas las partes estructurales de la máquina, su función principal es mantener todas las partes de la máquina juntas, para que ellas puedan actuar apropiadamente.

La energía para operar la máquina, normalmente es suministrada por la unidad de potencia (MCI). Las máquinas autopropulsadas contienen la fuente de poder y un medio para transmitirlo, muchas otras dependen del tractor como fuente de potencia, para transmitirla por cadenas, ejes,  ruedas, etc.; juntos estos dispositivos forman el sistema de potencia y propulsión, el cual condiciona  todo el proceso.  La función del sistema de control es proveer la regulación, sobre el todo el proceso; los controles pueden ser automáticos o manuales (6).

Como los sistemas de apoyo, los sistemas de procesos pueden ser divididos en tres (3) tipos.   Estos son reversibles, no reversibles y direccionales. Los procesos reversibles son aquellos que pueden ser revertidos como la separación, levantado y compactado; los no reversibles son los que no pueden ser revertidos, por ejemplo, cortado; los no direccionales son los que no tienen dirección, un ejemplo es el transporte almacenamiento y empacado de materiales.

Procesos básicos de la maquinaria agrícola.  En este documento se destaca el sistema de proceso de la máquina agrícola, el cual incluye todas las partes que desarrollan los procesos reversibles, no reversibles y no direccionales; estos procesos son las funciones, para las cuales la máquina fue diseñada; por ejemplo, la enfardadora de pastos, la cual fue diseñada para empacar material.  En orden, para realizar esta tarea, muchos procesos deben intervenir el material; entre estos, hay no reversibles como cortado, reversible como levantado y compactado y no direccionales como transporte y empacado.

Diagramas de procesos.   Es una herramienta que puede ayudar en el entendimiento de los procesos que ocurren en una máquina, es dibujar un diagrama de los procesos que a lo largo de la  operación se ejecutan. Un diagrama se hace a partir del seguimiento del flujo de un material, a través de una máquina, y listando los procesos en el orden que ocurren. Estos procesos pueden conectarse con líneas, para indicar el flujo del material a través de la máquina. Algunos de los procesos pueden ocurrir con la totalidad de la máquina o con alguna parte móvil; cuando una parte movible participa en el proceso, este debería encerrarse en una caja, si participa toda la máquina debería encerrarse en un círculo o elipse.

Unos pocos ejemplos deberían ser útiles en el entendimiento del proceso de diagramado. Primero se debe determinar que procesos ocurren cuando el arado se mueve sobre la tierra. El segundo paso es determinar que procesos son dependientes del movimiento hacia delante. Los conceptos de los sistemas de la máquina y la diagramación de procesos son introducidos acá como herramientas, para ayudar en el aprendizaje de construcción y manejo de la maquinaria agrícola. Es de esperar que estos conceptos aporten nuevas y más interesantes visiones, para estudiar las máquinas agrícolas.

Estudio de operaciones agrícolas (9). Todos los trabajos de producción agrícola se caracterizan por: 

• Ser realizados por etapas.
• Las etapas se distinguen cronológicamente
• Ejecutadas   en   función   de   periodicidad   de   las condiciones edafoclimáticas y fases de desarrollo del   • cultivo o de los animales

El estudio de las operaciones agrícolas involucra consideraciones sobre:

Aspectos técnicos: dosis a ser empleada, tipo de aplicación, máquina  a ser  usada.

Tiempo consumido: este dato, determinado por el inicio y final de la operación ejecutada.

Capacidad  y  eficiencia de  campo  de  las  máquinas utilizadas: ha/h, h/ha, E (Eficiencia) (%), CM (capacidad de material-kg/h).

Costos de operación ($/h, $/ha, $/kg, $/m, $/m3, $, etc.): costo de la máquina empleada y el costo de los productos o insumos utilizados.

Balances de energía incorporada por operación o cultivo (julios/ha, julios/kg).

Rendimiento de los cultivo (t/ha, kg/ha).

Ejecución del análisis de operaciones. En la evaluación de operaciones se deben distinguir tres fases:

• División del trabajo en etapas.
•  Estudio individual de las etapas.
•  Planeamiento de las actividades en cada etapa

Igualmente, se deben considerar las condiciones iniciales y finales de la actividad:

Condiciones iniciales:

• Cultivo en el campo.
• Producto o insumos empacados o envasados

Condiciones finales:

• Total     de     insumos     (semillas,     agroquímicos, combustibles, aceites repuestos, etc.) utilizados.
• Máquina limpia en el galpón.
• Registro  de  operaciones  y  control  administrativo.

Operación contabilizada.

 En la figura 4, de manera esquemática se podría señalar el proceso de realización de una operación cualquiera.

 

Ejemplo  ilustrativo (10).  Según  el  flujo  anterior,  el procedimiento para llevar a cabo una labor con un determinado equipo y tomando como ejemplo una operación de siembra, podría ser el siguiente:

1ª.  Etapa. Preparar máquinas y equipos:

• Acoplamiento de la sembradora al tractor.
•  Pruebas preliminares para verificar las condiciones de funcionamiento.
• Eliminación de residuos u obstrucciones.
• Ejecución de ajustes y pequeñas reparaciones
• Máquinas en el galpón

2ª.  Etapa. Regular la máquina:

• Determinación de espaciamiento entre tolvas o las salidas y su respectivo posicionamiento. Definición de la pauta o marcador.
• Selección de la velocidad de desplazamiento. Cálculo, simulación y dosificación de siembra.

3ª. Etapa: aplicación en el campo:

• Área  a ser sembrada.
•  Verificar condiciones   de   funcionamiento   de   la máquina (velocidad, distancias, altura).
•  Registro  de    tiempos    preparación,    regulación, transporte, reabastecimiento y aplicaciones.  Anotar tiempos muertos y trabajo efectivo.
•  Evaluar cantidad de producto aplicado.
•  Evaluar calidad de la labor.

 4ª.      Etapa.   Limpieza   y   mantenimiento   de   la maquinaria:

•  Lavar máquina y/o descontaminarla.
•  Desacoplar o desenganchar equipos.
•  Hacer mantenimiento diario.
•  Anotar en registros de control de mantenimiento.

 5ª.  Etapa: control de operaciones y costos:

•  Registro y control de operaciones.
•  Contabilidad de operaciones.

En resumen la producción agrícola, desde la instalación del cultivo hasta la obtención del producto en condiciones de ser comercializado, involucra siempre la ejecución de las siguientes operaciones generales:

Adecuación y preparación del suelo. Inicial o periódico. Siembra o trasplante.

• Fertilización o correctivos.
•  Mantenimiento,  riegos,     aplicación     productos fitosanitarios, control de malezas e identificación de arvenses.
•  Cosecha (corte), cargue y transporte.
•  Secamiento y beneficio.

Guías para el cambio de maquinaria. Las razones más importantes para cambiar una máquina son:

Aumento del costo promedio por unidad: el momento para cambiar la máquina es aquel cuando el costo anual comienza a exceder el costo promedio en el tiempo completo que ha tenido la máquina. Así mismo,   los costos de reparación aumentan con los años del equipo o máquina. Por otro lado, los costos fijos disminuyen con la edad. Cuando los costos de reparación promedio anuales comienzan a aumentar más rápido que los costos fijos anuales promedio (que están disminuyendo), significa que la curva de costo acumulado promedio comenzará a subir.

La máquina es obsoleta en comparación con los modelos nuevos: las maquinarias pueden volverse obsoletas antes de que estén completamente desgastadas. Los tractores son básicamente unidades de potencia y, por lo tanto, no se vuelven obsoletos tan rápidamente como las cosechadoras. Una máquina puede considerarse obsoleta cuando:

• Un nuevo modelo de la misma máquina puede tener un cambio de diseño, obteniendo así mayor eficiencia y aumento de capacidad.
• El aumento de potencia y la capacidad resultante, pueden necesitarse debido a un aumento de operaciones en el campo o a la disminución de mano de obra disponible.
• Se ha introducido un nuevo concepto o tecnología para esa maquinaria.

 La máquina perdió su confiabilidad para trabajar: cuando una máquina pierde su confiabilidad, no se considera digna de confianza para completar el trabajo en el tiempo disponible. La mayoría de los expertos están de acuerdo en que es difícil reparar una máquina y económicamente volver a recuperar el nivel apropiado de confiabilidad, una vez que ha comenzado a tener averías periódicas. Si una máquina comienza a tener problemas a menudo, la cantidad de reparaciones necesarias, para restaurarla a un nivel aceptable de confianza puede ser prohibitiva. Esto es especialmente válido, para las máquinas más grandes y complejas.

Es difícil determinar exactamente cuándo una máquina deja de ser confiable. Mientras mayor es la cantidad de uso anual o más grande la capacidad de la máquina, mayor debe ser la confiabilidad. Hay que tener en cuenta que si se practica un buen mantenimiento y una correcta operación de la maquinaria, se puede contar con el uso de una máquina durante el 95 por ciento o más del tiempo de trabajo disponible.

La máquina está desgastada: en ocasiones es sugerible cambiar una máquina cuando está desgastada o cuando, simplemente no realiza su trabajo adecuadamente, aún realizando reparaciones. Aquí nuevamente existe una tremenda diferencia entre el tiempo total transcurrido, desde nueva hasta desgastada. Todo depende de la clase de cuidado que haya tenido la máquina y, como haya sido usada. El cuidado diario, los servicios periódicos y el hecho de no sobrecargar o maltratar la máquina, puede duplicar o hasta triplicar su vida útil.

Se pueden presentar situaciones en las cuales se aumente el tamaño de cierta operación agropecuaria (por ejemplo incrementos en el área de trabajo), lo que puede hacer que la máquina sea demasiado pequeña, para efectuar el trabajo en el tiempo requerido. Por lo anterior es factible considerar la posibilidad de cambio de  maquinaria.

Tendencias en maquinaria agrícola: en general se estarán presentando los siguientes cambios, que deben ser considerados al momento de selección:

• Mayor tamaño,  capacidad  de  trabajo,  autonomía, potencia y confort.
•  Mayor automatización  del  manejo  en  máquinas autopropulsadas, muchos de ellos con autocontrol, independizando al operario de las regulaciones. Motores con curva de potencia constante, mediante la asistencia electrónica en las bombas de inyección de combustible.
•  Autoguía en manejo mediante sistemas satelitales (GPS), banderilleros satelitales, láser, etc