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Cabezal Draper Maizco DM 135F

Prueba a campo en cosecha de cultivo de soja

INTRODUCCIÓN De todas las operaciones que realiza la cosechadora en soja (corte y captación, alimentación, trilla, separación, limpieza, almacenaje, descarga y desparramado de los residuos de cosecha), la recolección es la parte más importante, dado que cuando este cultivo está en condiciones de ser cosechado, es muy susceptible al desgrane y exige un buen tratamiento durante el corte de la planta y su introducción a la máquina. Sin dudas, los cabezales draper, con traslado del material cortado mediante bandas de caucho, son una de las innovaciones más destacadas en la mecanización agrícola de la última década. Si bien su invención se remonta a la década del cuarenta, cuando eran utilizados en cosechadoras de arrastre y autopropulsadas que trasladaban el material cortado mediante lonas, en aquellos años estaban construidas con algodón curdo y solo se las protegía con aceite de lino, por lo que tenían una corta vida útil. Este hecho condicionó la evolución hacia diseños construidos con materiales más resistentes, como los sinfines de chapa. El regreso de los cabezales Draper, se debe a la imposibilidad de superar los 35 pie de ancho de trabajo en los cabezales estándar, dado que sus sinfines concentradores comienzan a presentar problemas estructurales (fatiga de materiales); además el traslado de la mies cortada, desde los extremos del cabezal hacia la embocadura no es uniforme, generándose amontonamientos de material retorcido. Esta situación genera

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ineficiencias en la alimentación de la máquina, produciendo picos en la demanda de potencia solicitada al motor, por parte del sistema de trilla. En función de esta situación, se volvió hacia diseños con lonas acarreadoras, pero esta vez construidos en base a compuestos que le otorgan mayor durabilidad. En nuestro país, la historia de los cabezales draper se inició hace más de 9 años, existiendo en la actualidad un mercado de 10 empresas que permitieron equipar 852 cosechadoras con este tipo de cabezales, a las que hay que sumar 140 reformas de cabezales a sin fin transformados a lona. Se debe destacar los importantes aportes y desarrollos que ha hecho la industria nacional para la difusión y adopción de los draper. Una de las empresas nacionales que presenta mayor participación en este mercado es Maizco, la cual realizó la presentación de su producto Draper en la muestra Expoagro del año 2011. En esa oportunidad se dio a conocer la versión DM100F que presentaba un diseño con 4 lonas (dos laterales y dos centrales) con mando mecánico, barra de flotación hidráulica y sistema de corte flexible con doble mando de cuchillas. En el año 2012 se inicia la comercialización del producto en versiones de 35 (DM135F) y 40 pies (DM140F) y un año después se incorpora a la gama la versión de 30 pies denominada DM130F.

Figura 1: en el año 2012 comienza la comercialización del producto en versiones de 35

y 40 pies, DM135F y DM140F. También en el año 2013 todas las series de este producto, abandonan el sistema de mando mecánico e incorpora transmisión hidráulica en las lonas laterales; destacándose por utilizar un tanque de aceite y circuito hidrostático independiente al de la cosechadora, ubicando dicho depósito de aceite en el tercio central de la viga superior del cabezal. En el año 2015 se incorpora un nuevo molinete de tipo orbital que es fabricado por la propia empresa (figura 2). Este nuevo desarrollo permite contar con movimiento controlado de las púas, a la vez que evita el enrollamiento de material y produce menor daño mecánico a las plantas cortadas por las cuchillas, ya que no interfiere en el traslado de las mismas.

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Figura 2: Cabezal Maizco equipado con molinete orbital

Ese mismo año, se completa la gama con el lanzamiento del modelo DM145F de 45 pies de ancho de labor.

Figura 3: En la actualidad se ofrece una gama desde los 25 (A), hasta los 45 pies (B).

OBJETIVO Conocer el desempeño a campo en cosecha de cultivo de soja, de un cabezal draper de industria nacional marca Maizco, modelo DM 135F de 35 pie de ancho de labor, registrando parámetros del nivel de pérdidas, a distintos índices de alimentación de grano (toneladas/hora). MATERIALES Y MÉTODOS La prueba a campo se efectuó el día 5 de mayo de 2016 en el establecimiento Santa Teresita, ubicado en la zona de la localidad de Catriló (La Pampa). El diseño de esta prueba comprendió tres tratamientos (diferentes regulaciones en el cabezal), cada uno efectuado con tres repeticiones, utilizando una velocidad de avance de 6 km/h. Determinación de pérdidas de pre-cosecha: Se trata de las pérdidas anteriores al paso de la cosechadora y que no son provocadas por la misma. Para su determinación, se colocaron en una zona representativa del lote 4 aros de 56 cm de diámetro (0,25 m2), muestreándose un total de 1 m2 (figura 4). Dentro de cada uno de ellos se juntaron los granos sueltos, las vainas sueltas (con granos) y las que estaban adheridas a la planta, por debajo de los 3 a 4 cm (sobre el nivel del suelo); dado que difícilmente pudiesen ser recolectadas por el cabezal. Para determinar la pérdida de pre-cosecha en kg/ha, se pesaron los granos recolectados en una balanza portátil de precisión; llevando dicho valor a hectárea, considerando que 10 gramos por metro cuadrado, representan 100 kg/ha de pérdida.

A B

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Figura 4: Evaluación de pérdidas de precosecha.

Determinación de pérdidas de cosecha con la metodología por muestreo, de cuatro aros forrados (ciegos): Se arrojaron 4 aros ciegos de 56 cm de diámetro; uno debajo del cajón de zarandas de la cosechadora (zona central) y los 3 aros restantes en el área cortada por el cabezal, pero antes del paso del esparcidor de paja y granza (figuras 5 y 6). La prueba se realizó con desparramador colocado. Las pérdidas por cabezal se determinaron recogiendo todos los granos sueltos y los obtenidos de las vainas desgranadas que quedaron por debajo de estos aros forrados, obteniendo así la muestra de 1 metro cuadrado que incluye la pérdida de cabezal más la pérdida de pre-cosecha (valor obtenido en la medición anterior). Posteriormente, para obtener las pérdidas por cabezal, se le restan las pérdidas de pre-cosecha previamente determinadas.

Figura 5: Evaluación de perdidas por cabezal y por cola en soja.

Figura 6: Determinación de pérdidas, mediante metodología de aro

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Determinación de pérdidas con la metodología de una lona transversal: Posteriormente se realizó una evaluación exhaustiva de las pérdidas de granos producidos por el cabezal, la cual consistió en ubicar entre los ejes delantero y trasero de la cosechadora, una lona de un metro de ancho y 7,60 metros de largo (figura 7. A), cosechando una distancia de 200 metros con el desparramador de paja y granza desconectados; considerando que en adelante, la máquina está estabilizada en el funcionamiento de sus órganos (experiencias realizadas en ensayos previos), momento en el que se depositó dicha lona en el suelo (lugar señalado con dos estacas), mientras la máquina continuaba su marcha (figura 7. B). En la parte superior de la lona, se recogieron las pérdidas del sistema de trilla, separación y limpieza (Figura 7. C) y en la inferior, las pérdidas por cabezal (figura 7. D). La superficie evaluada con esta lona fue de 7,60 m2 y los granos recolectados se pesaron con balanza portátil, para finalmente extrapolarlos a hectárea.

Figura 7: Vistas de las cuatro etapas de la evaluación de pérdidas por cabezal y cola, mediante

el uso de la metodología de la lona trasversal. Determinación de pérdidas por cabezal, con la metodología de muestreo de tres cuadros, con parada a cero de la cosechadora: Esta evaluación consiste en hacer trabajar a la cosechadora con el desparramador de paja y granza desactivado, en una distancia mayor a 200 metros (para logar que se estabilice el flujo de cosecha) y luego detenerla a cero (figura 8.A). Posteriormente se retira la máquina unos 5 metros hacia atrás (hasta un punto donde no haya llegado el material expulsado por la cola de la cosechadora) y se procede al muestreo del ancho de trabajo de dicho cabezal, colocando en el piso tres marcos de alambre de 2 x 1 metro (figura 8.B). Uno se coloca en el área central del corte (coincidente con el área de la embocadura del cabezal) y un cuadro a cada lado, de forma tal que se evite la zona ya pisada por los rodados delanteros de la cosechadora. La superficie evaluada con cada marco fue de 2 m2. Posteriormente se procedió al pesado de los granos con balanza portátil, para finalmente extrapolar este valor a hectárea.

A B

C D

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Figura 8: evaluación de pérdidas de cabezal mediante metodología de cuadro con parada a

cero Cultivo: La evaluación se llevó a cabo sobre un lote con cultivo de soja Don Mario 4612, sembrado a 0,52 m entre líneas, el cual se presentaba erguido, con una altura de 0,85 m y libre de malezas (figura 9). La altura de inserción de las primeras vainas se encontraba a 8 cm del suelo. La humedad del grano durante las evaluaciones era del 18% y el rendimiento promedio del lote fue de 3.400 kg/ha .

Figura 9: detalle del lote de soja sobre el cual se realizó la prueba.

A B

C D

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Descripción del cabezal y la cosechadora evaluada: - Cabezal draper Maízco DM 135F: diseñado con lonas laterales de 1.056 mm de ancho y dos lonas centrales que cubren un ancho de 2100 mm y sinfín embocador de 560 mm de diámetro (2,1m de ancho) con dedos retráctiles y zafe de seguridad (figura 10) girando a 180 rpm; Las lonas centrales cuentan con mando mecánico, mientras que las laterales son hidráulicas con velocidad regulable (figura 11). El cabezal opera con dos barras de corte sincronizadas con doble mando de cuchillas, a través de sendas transmisiones cardánicas, operando a 500 rpm y sus secciones de corte y puntones forjados, son de 3” (figura 12). Dicha barra posee una capacidad de copiado de irregularidades con rango de hasta 190 mm (sistema Flex hidra) (figura 13). El molinete es retráctil (con dedos flexibles) de 6 palas (1.080 mm de diámetro), tubo central de diámetro 254 mm, accionamiento hidráulico, ajuste hacia adelante/atrás electro /hidráulico (según la cosechadora) y ajuste hidráulico vertical. El equipamiento se completa con plataforma de estructura tubular, regulación hidráulica de ángulo de ataque del cabezal (figura 14), copiador de terreno estándar (según cosechadora), punteras laterales y conexión Single Point (figura 14, A). Finalmente la empresa puso mucho empeño en diseñar cerramientos móviles entre las lonas laterales y las centrales, para reducir al mínimo las pérdidas de granos (figura 15).

Figura 10: Detalles de lonas del cabezal Maizco DM 135F

Figura 11: detalle de transmisión mecánica de las dos lonas centrales.

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Figura 12: El movimiento de las cajas de cuchillas, es sincronizado con mandos cardánicos.

Figura 13: Sistema de corte 3”x3” flexible en todo el ancho del cabezal “incluso en el centro”

con asistencia hidráulica de presión sobre el suelo.

Figura 14: detalles del cabezal Maizco DM 135F y de la conexión Single Point (A).

A

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Figura 15: Detalles de la excelente protección contra pérdidas que presenta la unidad evaluada

El sistema Flex Hydra Control (FHC) permite regular desde la cabina de la cosechadora, la presión ejercida por el flexible sobre el terreno, para lograr una máxima performance en situaciones adversas (figura 16). También dispone de un sistema de regulación hidráulica del ángulo de ataque del cabezal, a fin de adaptar el mismo a las diversas condiciones de cosecha.

Figura 16: Mando electrico del cabezal desde la cabina de la cosechadora

A continuación se brinda un resumen de varios índices surgidos de las relaciones que se generan entre la velocidad de avance utilizada en el presente ensayo (6 km/h), con las velocidades de giro de las distintas cintas transportadoras, sinfín embocador y el molinete de captaciòn.

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Tabla 1: Registro de velocidades de los distintos componentes del equipo draper evaluado, respecto de la velocidad de avance de la cosechadora, en el ensayo.

Velocidad media lineal cuchillas 5,13 km/h Índice de Corte

a 610 rpm Velocidad de avance 6,00 km/h

Índice: 0,86

Velocidad molinete 8,60 km/h Índice de Molinete

Velocidad de avance 6,00 km/h Índice: 1,38

Velocidad lona lateral 9,40 km/h Índice Lonas laterales

Velocidad de avance 6,00 km/h Índice: 1,57

Velocidad media lineal 8,20 km/h Índice Lona Central

Velocidad de avance 6,00 km/h Índice: 1,37

Velocidad lona lateral 9,40 km/h Índice entre Lonas laterales y central Velocidad lona central 8,20 km/h

Índice: 1,15

Velocidad sinfín alimentador 13,5 km/h Índice sinfín alimentador a 180 rpm Velocidad de avance 6,00 km/h

Índice: 2,25

Estos indices, son parámetros de referencia que nos permiten realizar un analisis de causas y efectos, en el desempeño de este cabezal.

• Experiencias realizadas por el Proyecto INTA PROPECO (1990 – 1995), determinaron que trabajando con puntones y cuchillas de 3 pulgadas, la velocidad máxima de avance de la cosechadora que permite mantener en equilibrio las pérdidas por desgrane es hasta 6,0 km/h (debido al efecto de sacudido de la planta al momento de corte), dado que superado este parámetro las pérdidas por desgrane comienzan a incrementarse. Se ha determinado además que índices de corte inferiores a 0,75 (7 km/h de velocidad de avance), generan pérdidas excesivas. Estas determinaciones se realizaron en condiciones de grano seco (14% de humedad).

• Respecto del Índice molinete, también se ha determinado que en cultivos de soja con planta seca (14% de humedad), no es conveniente utilizar índices superiores a 1,2. Dada las condiciones del ensayo (18% de humedad), de debió aumentar el índice, para favorecer el flujo de la mies y mejorar su captación.

• Es conocido el consejo de utilizar las lonas del draper a la velocidad mínima necesaria, para mantener un correcto flujo de material (sin generar amontonamientos durante su desplazamiento) y favorecer por ello su mayor vida útil. Se notó un correcto funcionamiento de sus lonas laterales, con una velocidad de desplazamiento casi un 60% superior, a la de avance.

• El diseño de dos lonas centrales (alimentadoras), nos demuestra que girando con un 40% más de velocidad que la de avance, puede realizar una correcta labor durante la alimentación al sinfín embocador. En vez de necesitar velocidades muy superiores, como así lo necesitan otras marcas, con una sola lona alimentadora.

• Las lonas laterales giran a solo un 15% más de velocidad que las centrales (alimentadoras).

• Es evidente que el sinfín embocador necesita girar a más del doble de la velocidad de avance, para mantener correctamente desocupada la embocadura al acarreador y evitar amontonamientos indeseables, durante el proceso de alimentación al acarreador (rastra de alimentación al cilindro de trilla).

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- La cosechadora Case IH Axial Flow 2799 año 2014 evaluada posee 330 hp de potencia, por lo que según la clasificación internacional de cosechadoras pertenece a la clase VII (entre 323 y 374 hp). Posee un motor de 8,3 litros (turbo aftercooler), sistema de inyección de combustible electrónica, transmisión hidrostática de 3 velocidades, tolva de grano de 10.600 litros con una velocidad de descarga de 85 l/seg. En cuanto a su sistema de trilla, separación y limpieza, posee un rotor axial que posee 1,14 m2 de área de desgrane, 1,69 m2 de área de separación y 5,12 m2 de área de zaranda. Este modelo de cosechadora fue discontinuado a partir de junio del 2016, donde Case IH lanzó la serie 130, pero venía de fábrica con un cabezal 1020 flexible a sin fin de 30 pies con la opción de poder utilizar el modelo 2020 flexible de 35 pie, también convencional.

Figura 17: Cosechadora Case IH 2799 equipada con cabezal draper Maizco DM 135F.

RESULTADOS Y ANÁLISIS En la Tabla 2, se resumen los datos recolectados durante las evaluaciones a campo del cabezal Maízco DM 135F. Tabla 2: Pérdidas del cabezal en kg/ha, como resultado de los distintos métodos de evaluación

realizados con tres repeticiones cada uno, durante las pruebas a campo a 6 km/h.

Prueba a campo Draper Maizco DM 135F

Metodología de 3 Cuadros de 2x1m c/u

Metodología de los 4 Aros de 1/4m2 c/u. Izquierdo Central Derecho Promedio

Metodología de una Lona transversal

63 22 58 50 43,3 x

48 30 56 55 47 x Prueba 1

55 38 48 62,5 49,5 x Promedio 55,3 30 54 55,8 46,6 x

Observaciones: altura de corte teórica de 8 cm y una altura de corte real de 11 cm. Flexible pesado. Se encontraron muchas plantas enteras pisadas por el cabezal

20 28 34 30 30,7 x 38 25 30 25 26,7 x Prueba 2

X 22 38 34 31,3 x Promedio 29 25 34 29,7 29,6 x Observaciones: se incrementó el índice de molinete (de 1:1 pasó a 1:6), se adelantó el molinete y se llevaron hacia atrás los dientes. No se modificó la altura de corte ni la presión del Flexible. Continuaron los problemas de altura de corte.

X 0 16 3,3 6,4 x Prueba 3

X 0 13,3 2 5,1 8,3

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X 4,1 10,8 0 4,9 x Promedio X 1,4 13,4 1,8 5,5 Observaciones: se cambió la regulación de la máscara y se logró una corte teórico de 4 cm y una altura de corte real de 8 cm (se minimizo la pérdida por altura de corte). Flexible blando a 75 Bar (se minimizó el amontonamiento de rastrojo y no se observan plantas enteras, pisadas por el cabezal.

El nivel de tolerancia recomendado por INTA para las pérdidas por cabezal en soja es igual a 60 kg/ha. Durante toda la jornada de trabajo las mismas se mantuvieron por debajo de ese umbral crítico. Si bien no era el interés fundamental realizar una evaluación comparativa de las metodologías, se decidió utilizar varios métodos, de forma tal de ir aumentando la superficie de muestreo y generar mayor precisión en los resultados. En la primer prueba se observa que; cuando se utilizaron en forma conjunta el método tradicional de muestreo de 1m2 (4 aros de 1/4m2) y el de 3 cuadros de 2m2 cada uno (6m2) las diferencias de los promedios de las evaluaciones realizadas es un 16%. Pero en la 2da. Prueba, cuando se eliminaron las distorsiones generadas con la presencia de plantas aplastadas y el molinete mejoró su captación, no se produjeron diferencias significativas entre los dos métodos. Posteriormente, se decidió emplear otra metodología de muestreo, evaluando el total de la superficie de captación del cabezal en un ancho de 1m, totalizando (10m2), realizándolo en forma comparativa con el método de los 3 cuadros de 2m2 c/u. Encontrando una pérdida por cabezal con una diferencia algo superior al 20% en el método de la lona transversa vs el de los tres cuadros. Aunque debido a que solamente se puede hacer una sola medición por cada tirada (no se puede realizar repeticiones), como así lo permite el muestreo a través de los tres cuadros. Respecto de la metodología de los tres cuadros es interesante, porque permite observar más detalladamente las áreas más sensibles (respecto de las pérdidas) durante el trabajo del cabezal, con repeticiones suficientes para establecer tendencias en su funcionamiento. En general se nota una importante disminución de las pérdidas totales, luego de las correcciones realizadas a la regulación del cabezal; reduciéndose un 56% con los primeros ajustes y posteriormente disminuyo cuatro veces más (400%) con las 2das. modificaciones en la regulación (especialmente corrigiendo el ángulo de ataque del cabezal). También observamos que en las tres pruebas realizadas, en el área central de corte del cabezal se registraron las mayores pérdidas, respecto de las otras áreas laterales. Especialmente en la 3er prueba, donde a pesar que las pérdidas en el área central se redujeron cinco veces (500%) respecto de las iniciales; las laterales son diez veces mayores a la central, en la última prueba. Por otra parte siempre se generaron mayores pérdidas del lado derecho, posiblemente se deba al rozamiento de las punteras del cabezal, con las plantas del cultivo durante su deslizamiento en el momento del corte. Aunque finalmente en la tercer prueba éstas se encontraban bastante equilibradas. CONCLUSIONES Debe considerarse particularmente importante el desempeño del cabezal, dado que ha trabajado en condiciones de alta humedad el día del ensayo, donde los granos presentaban 18 % de humedad. Esta particular condición de ensayo, nos asegura que

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también el material no grano estaba totalmente humedecido, generando mayor peso y ficción entre sí, haciendo menos fluido su deslizamiento. A pesar de ello, no se presentaron dificultades en ningún momento durante la alimentación al acarreador. Siendo este, un punto muy importante a observar pues es el final del trabajo del cabezal. Si bien es muy importante su correcto desempeño en todo el trayecto (no observándose retenciones o amontonamientos); dado que ello hubiese generado inmediatamente sobrecargas puntuales en el sistema de trilla y separación de la cosechadora, aumentando así sus pérdidas por cola. Así mismo, cabe aclarar que sería bueno repetir esta prueba a campo en condiciones normales de cosecha, para poder evaluar así el nivel de desgrane habitual que genera este cabezal. El IAG (índice de alimentación de granos) de la cosechadora fue de 21,7 t/h, que resulta de trabajar a 6 km/h con un cabezal de 10,5m de ancho de corte, en un cultivo con un rendimiento en granos de 3400 kg/ha. Por otra parte, se calculó un IAP (Índice de alimentación de Paja) de 19,5 t/h, a través de material recolectado en la cola de la cosechadora por el método de la lona transversal (3,2kg/10m2) en la prueba realizada a 6 km/h. Estos datos determinan una relación paja/grano del cultivo de 0,9. Respecto del análisis que corresponde realizar para entender la capacidad de trabajo del cabezal en éste ensayo, muestra una buena performance con un IAT (Índice de alimentación Total) de 41,2 t/h. Es muy importante destacar el excelente desempeño del cabezal frente a las regulaciones aplicadas, pues al haber apelado a un cambio en el ángulo de ataque y hacer más liviano el flexi sobre el suelo (aumentando la presión hidráulica del sistema), generaron los mejores resultados, reduciendo cuatro veces las pérdidas del cabezal. Ello hubiese permitido aumentar la velocidad de avance, por haber minimizado las pérdidas de cabezal; esta prueba no se realizó debido a la elevada humedad de las plantas. Ello generaba en la cosechadora, un inicio de aumento del consumo de potencia en el rotor, superando el 95% de la erogación de potencia del motor, comenzando a sentirse los típicos rumores en el rotor de trilla y separación, antes de producirse un posible trancado.

BIBLIOGRAFIA - Bragachini, M y Casini, C. 2005. “Manual Técnico Nº 3: Soja – Eficiencia de Cosecha y

Postcosecha”. INTA PRECOP. - Bragachini, M; Peiretti, J; Sanchez, F; Giordano, J; Ustarroz, F; Bragachini, M. 2013.

“Actualización Técnica nº 77: Cosecha de Soja con Valor Agregado en Origen.

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PARTICIPANTES DE LA PRUEBA A CAMPO Juan Giordano (INTA Rafaela), Federico Sánchez (INTA Manfredi), Gastón Urrets Zavalía (INTA Manfredi), José Peiretti (INTA Salta), Matías Frinchaboy (Maizco S.A.I.C – Departamento técnico), Gabriel Rizzotti (Maizco S.A.I.C – Gerente de Investigación y Desarrollo) Marco Nervi (Servicio de Cosecha - Usuario de Maizco).