EVOLUCIÓN DEL TRACTOR AGRÍCOLA 222

May 3, 2018 | Author: Ruben Floresy | Category: Tractor, Agriculture, Mechanical Engineering, Machines, Vehicles
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EVOLUCIÓN DEL TRACTOR AGRÍCOLA I.- INTRODUCCIÓN. Hoy puede decirse que, en la mayoría de las actividades agrícolas, el ser humano ha dejado de ser el aporte energético, pasando a ser el controlador de la potencia requerida por las máquinas que él ha inventado. De todas las máquinas desarrolladas por el hombre para la mecanización de la agricultura, es sin duda alguna el tractor agrícola la más importante. Hoy en la mayor parte del mundo, el tractor es un símbolo de la evolución del hombre, gracias al cual, ha pasado a ocupar una posición más próxima a la que merece, dejando de trabajar como bestia de carga y utilizando la energía que le ofrece la naturaleza en su provecho y el de sus semejantes. Instintivamente, cuando se escucha el vocablo tractor, inmediatamente se piensa en que efectúa tracción o arrastre. Estas maravillosas máquinas, que hoy en día se comercializan en todo el mundo, con una tecnología perfecta y con diseños cada vez más modernos, prácticos y atractivos, como todas las máquinas agrícolas han tenido una evolución y una adaptación gracias a la cual, hoy, son las máquinas más útiles en la agricultura sirviendo como índice que permite medir el grado de mecanización de la agricultura de los países. Desde el punto de vista del motor, el desarrollo estructural y funcional del tractor se concentra en dos líneas bien definidas. Por un lado, con relación a las potencias media-bajas, se observa cierto grado de especialización, que no es oportuna, sino indispensable, para poder trabajar en condiciones de roturación, en especial en los aspectos agronómicos o planimétricos. Por otro lado, sobre los tractores de potencias media-altas, se tiende a un máximo en la utilización de la potencia del motor, principalmente a base de dotarle con una gran capacidad de tracción, una gran fuerza de elevación, de ataque a tomas de fuerza en posiciones anterior y posterior, junto con un especial cuidado en el puesto de conducción. Innovaciones, mejoras y perfeccionamiento, más o menos significativos, de carácter mecánico o tecnológico, se dan un poco en todos los componentes fundamentales del tractor: motor, transmisiones, toma de fuerza, elevador  hidráulico, cabina, diseño...etc. Sin embargo, el punto más importante en cuanto a los progresos registrados en estos últimos años es el relativo a la aplicación de la electrónica a la regulación, al control y a la automatización de muchos de los principales órganos y funciones del tractor y como aspecto actual y de notable interés, al estudio y optimización de la gestión del trabajo. La electrónica, en general, y la informática especialmente, son elementos esenciales e insustituibles para aumentar la rentabilidad del capital invertido en la

mecanización, y para interpretar los análisis de los parámetros relativos al trabajo desarrollado, así como para el planteamiento del futuro. Todos los Salones y Ferias Internacionales son una referencia, gracias al gran número de constructores y de medios que participan en ellos, para darnos una idea de la situación y para tener un análisis detallado de cuales son los aspectos de innovación y las tendencias más significativas observadas en este sector.

II.- OBJETIVOS. 

Conocer y aumentar la productividad agrícola. Mejorar las características en la producción agrícola.

III.- DESARROLLO DEL TEMA DEFINICIÓN Un tractor (del latín trahere -tirar) es un vehículo especial autopropulsado que se usa para arrastrar o empujar remolques, aperos u otra maquinaria o cargas pesadas. Hay tractores destinados a diferentes tareas, como la agricultura, la construcción, el movimiento de tierras o el mantenimiento de espacios verdes profesionales (tractores compactos). Se caracterizan principalmente por su buena capacidad adherencia al terreno.

El tractor resulta muy útil al momento de realizar trabajos de transporte, remolque, trabajos de arrastre, de empuje, trabajos estacionarios o de transmisión de otros movimientos mediante la toma de fuerza o equipo hidráulico. El tractor está compuesto por el chasis, motor, transmisión (la cual consta de caja de cambios, diferencial, embrague, reducción final, palieres, ruedas, toma de fuerza), polea, alzamiento hidráulico, enganche, dirección, frenos.

EVOLUCIÓN DEL TRACTOR AGRICOLA. Los primeros tractores construidos como máquinas autopropulsadas para tracción datan de 1890. Trabajos publicados en revistas y libros cuentan que los primeros tractores empezaron produciendo potencia como máquinas de vapor e indican que ya en 1810, Pratt en Inglaterra, realizó un primer arado alternativo arrastrado por cable mediante dos máquinas de vapor situadas a ambos lados del arado.

 Arado alternativo movido por dos máquinas de vapor. Los primeros tractores fueron los tractores de vapor. Fueron utilizados en pares a cada lado de un campo a arar un lance de ida y vuelta entre ellos utilizando un cable. Los tractores a vapor se utilizaron con éxito en la década de 1890, y después de 1900 los tractores de gasolina, más baratos, empezaron a reemplazar a los caballos en el tiro del arado. Los primeros ejemplares, con motor de combustión interna, funcionaban con gasolina, luego se fabricaron con un combustible más barato llamado gasoil. En la actualidad se implementó también la mezcla de gasoil con gas natural comprimido, haciendo aún más barato y de gran rendimiento. Su uso ha posibilitado disminuir sustancialmente la mano de obra empleada en el trabajo agrícola, así como la mecanización de tareas de carga y de tracción que tradicionalmente se realizaban con el esfuerzo de animales como asnos, bueyes o mulas. Las primeras máquinas de vapor suministraban potencia por bandas pero tenían que ser transportadas de un lugar a otro por caballos o bueyes. El siguiente paso en la evolución de la potencia agrícola fue la conversión del motor de vapor a un motor de tracción autopropulsado. Los primeros arados de vapor funcionales fueron desarrollados en la década de 1850, a lo que siguió un continuo desarrollo hasta 1900. La tracción inadecuada atormentó a los inventores de tractores grandes y pesados quienes trataron de resolver el problema haciendo las ruedas de transmisión más y más anchas. Uno de los tractores de grandes ruedas construido en 1900 para su uso en California tenía dos ruedas de transmisión cubiertas de madera, cada una de 15 pies de ancho y 9 de diámetro. El tractor pesaba 41 toneladas. Otros intentos para resolver el problema de tracción dieron por resultado el desarrollo de tractores agrícolas tipo oruga, alrededor de 1900. Los primeros intentos para desarrollar tractores de gasolina fueron estimulados por  la necesidad de reducir el número de trabajadores requeridos para atender los tractores de vapor, tanto para arar como para operar las máquinas trilladoras. Los

primeros tractores de gasolina se parecían a los tractores de vapor. El motor de combustión interna no tomo mucha importancia hasta después de la expiración de las patentes de Otto en 1890. Los primeros ensayos del tractor Winnipeg tuvieron lugar en 1908, dando al público la oportunidad de comparar la operación en el campo de los tractores de vapor y de gasolina. Se efectuaron exitosos ensayos anuales hasta 1912, fecha en que fueron descontinuados. La primera demostración norteamericana de tractores tuvo lugar en Omaha, Nebraska en 1911 y fue llevada a cabo como una exhibición y no como una competencia entre máquinas. La ley de pruebas de tractores del Estado de Nebraska, aprobada en 1919, especificaba que cada tractor vendido en el estado de Nebraska debería ser  probado y los resultados publicados. Además se le exigía al fabricante que mantuviera un adecuado abastecimiento de partes para reparación. Las pruebas, que alcanzaron un reconocimiento mundial, proporcionaron normas para la clasificación de los tractores, aceleraron las mejoras y eliminaron muchos tipos que eran inferiores en diseño y rendimiento. El tamaño de los tractores ha ido aumentando con el incremento en el tamaño de los campos agrícolas. En 1950 el 90.8 % de todos los tractores rodantes fabricados tenían menos de 26 Kw, mientras que en 1960, solamente el 17 % de los tractores eran de este tamaño. Para 1975, el 13 % de los tractores fabricados eran de menos de 30 Kw y el 50 % eran de más de 75 Kw. Los tractores se utilizan en diversos ámbitos: Un tractor agrícola se utiliza para mover remolques agrícolas y para realizar tareas agrícolas mediante el uso de aperos. El tractor también se utiliza en obras de construcción, generalmente con accesorios tales como palas o brazos de retroexcavadoras. Los motocultores, de pequeñas dimensiones, son muy usados en la agricultura del Mar Mediterráneo. Equipos agrícolas Los equipos agrícolas son un grupo de aparatos diseñados para abrir surcos en la tierra, desmenuzar, fumigar y fertilizar en el suelo. Arado Es un equipo agrícola diseñado para abrir surcos en la tierra; está compuesto por una cuchilla, reja, vertedera, talón, cama, timón y mancera, las cuales sirven para cortar  y nivelar la tierra, sostener las piezas del arado, fijar el tiro y servir de empuñadura. Existen diversos tipos de arados, pero los más conocidos son: Arado de vertedera, formado por la reja, cuchillas y la vertedera. Arado de discos: formado por discos cóncavos para abrir surcos profundos. Arado superficial, para remover la capa superior del suelo. Arado de subsuelo, para remover la tierra a profundidad. Rastra Es un equipo agrícola diseñado para desmenuzar las partes o porciones de tierra que han sido removidas por el arado; están compuestas por una armazón, que pueden ser de madera y metal, los dientes y el enganche que la une al tractor.  Asperjadora Es un equipo agrícola diseñado para fumigar; está compuesta por un depósito de líquido, bomba de presión, tapa, boca, tanque y válvula de presión,

correas, manguera, llave y la boquilla por donde sale el líquido para fumigar, sea insecticida, fungicida o herbicida. La asperjadora manual se coloca en la espalda del rociador y este lleva colocada en la boca y nariz una mascarilla especial para evitar  que los fuertes olores despedidos por la sustancia que expele la asperjadora le hagan daño. Sembradora de siembra directa Es un equipo para colocar las simientes sobre la cama de siembra, sin laboreo previo.  Abonadora Es un equipo agrícola diseñado para distribuir fertilizantes; está compuesta por tres partes principales: la tolva o depósito del abono, el tubo de caída del fertilizante y el distribuidor del fertilizante. Empacadora Es un equipo agrícola diseñado para empaquetar o empacar la paja de los cereales u otras plantas herbáceas forrajeras en balas (también llamadas pacas o alpacas).  Accionamientos especiales Un tractor tiene uno o varios sistemas de accionamiento para utilizar aperos. Un tractor agrícola habitualmente tienen en la parte posterior un sistema de tres brazos (actuadores y tensor), denominado enganche tripuntal, mediante el cual levanta y baja la herramienta acoplada como un arado, una empacadora, una picadora, segadora, rotobator o una abonadora. Los dos brazos inferiores son accionados habitualmente por una bomba hidráulica mediante un distribuidor, que a su vez es movida por el motor del vehículo. El sistema tripuntal efectúa un movimiento plano de cuadrilátero articulado; de los tres brazos el de arriba es extensible para poder regular el apero, hoy en día están equipados con sistemas electrónicos de sensibilidad para que cuando se produzca más fuerza de la normal se desplace hacia arriba para evitar roturas del tractor. Para el accionamiento de algunas herramientas, los tractores agrícolas suelen llevar  una toma de fuerza, que consiste en un eje nervado que es accionado por el motor  del vehículo mediante una transmisión de engranajes. La transmisión del movimiento rotativo de dicha toma de fuerza a la herramienta se realiza habitualmente mediante un árbol de transmisión articulado con doble cardán. Por norma existen dos tipos de revoluciones 540 o 1000 rpm, que hacen girar la espiga, normalmente hay muchas medidas disponibles. Todos los tractores del mercado llevan un sistema paralelo hidráulico con el elevador para poder suministrar un caudal de aceite a los aperos, por norma el sistema hidráulico suele tener una presión máxima de 220 Bar y un caudal máximo de 300 litros por minuto pudiendo ser todo esto regulado por el operador. Hoy en día en el mundo agrícola va por delante del mundo de la automoción en electrónica, ya que muchos tractores equipan desde hace años un sistema de diagnostico de Can Bus, es decir un sistema de dos cables que recorren todo el tractor (can hi y can low), que aportan información de todos los sensores, potenciómetros, reguladores, etc., y que son captadas por los controladores. Un tractor puede tener los siguientes controladores: motor, transmisión, suspensión delantera, suspensión cabina, controlador cabina, controlador hidráulico, toma de fuerza, elevador posterior, controlador climatizador, controlador apoyabrazos (el 60%

del tractor se maneja desde una consola adjuntada en apoyabrazos derecho del asiento del conductor), etc. ALGUNOS LOGROS IMPORTANTES EN EL DESARROLLO DEL TRACTOR SON:

1858 El arado con motor a vapor de J.W. Fawkes arrastró 8 arados a 48 km/h en césped virgen. 1873 La máquina de vapor de Parvins fue probablemente el primer intento norteamericano de un aparato sobre orugas, aunque la Oficina de patentes de los Estados Unidos muestra en sus registros un lento desarrollo del tractor oruga al principio de la década de 1850. 1876 Las patentes de Otto para un motor de combustión interna fueron emitidas. 1889 Por lo menos una compañía construyó un tractor con motor de combustión interna. 1908 Tuvieron lugar los primeros ensayos del tractor Winnipeg. 1910-1914 La primera demostración de tractores se realizó en Omaha, Nebraska, en 1911. Tractores menores y más ligeros fueron presentados. Se presentaron los tractores de tipo bastidor. 1915-1919 La toma de fuerza fue introducida. La ley de prueba de tractores del Estado de Nebraska se aprobó. 1920-1924 Es desarrollado un exitoso tractor agrícola 1925-1929 La toma de fuerza es gradualmente adoptada.

para

todo

uso.

1930-1937 El motor diesel es aplicado a los grandes tractores. Los neumáticos inflables son introducidos, así como velocidades mayores. Equipos eléctricos completos son adoptados. Aumenta el interés en los motores de alta compresión. El tractor para todo uso logra aceptación general. 1937-1941 La estandarización de las tomas de fuerza ASAE y SAE y la disposición de los enganches son ampliamente aceptados. Los sistemas de enfriamiento presurizados son introducidos. El llenado de las llantas con líquido es ampliamente utilizado para agregar lastre a la tracción. Implementos de enganche de tres puntos y eslabonados son introducidos. Controles automáticos hidráulicos de tiro son introducidos. 1941-1949 La toma de fuerza viva es introducida. Controles hidráulicos para jalar  implementos son adoptados. Tractores para quemar gases licuados de petróleo son introducidos. Él número de tractores para prados y jardines se expandió rápidamente.

1950-1960 La potencia de los tractores aumenta rápidamente. Aumenta el porcentaje de tractores diesel. Refinamientos como direcciones de poder, transmisión, transmisiones automáticas y transmisiones con una mayor selección de velocidades se encuentran disponibles. 1961-1970 La potencia de los tractores continúa en aumento. Excepto los tractores de menor tamaño, en los Estados Unidos todos los tractores tienen ahora motor diesel. Se da mayor énfasis a la seguridad y comodidad del operador. Se dispone de transmisiones con cambio de potencia. Se dispone de neumáticos con capas radiales para tractor . 1970-1978 Turbocargadores y enfriadores internos se agregan a los motores diesel. Se dispone de estructuras protectoras envolventes (EPE) y, desde octubre 15 de 1976, son exigidas en todos los nuevos tractores vendidos para el uso de empleados en los Estados Unidos. Los tractores más grandes son equipados con cabinas. Las pruebas Nebraska para tractores incluyen mediciones de niveles de ruido. Aumenta la popularidad de la tracción en las cuatro ruedas. El porcentaje de tractores con más de 75 Kw continúa en aumento. El fenómeno de la industrialización desarrollado en el último siglo, produjo una corriente migratoria desde las zonas rurales hacia los centros urbanos. Este desplazamiento poblacional que en su mayor parte eran trabajadores agrícolas, fomentó desde los fines del siglo XIX, el desarrollo y evolución de la maquinaria agrícola con el fin de mantener en nivel suficiente la producción agropecuaria. Tres cambios significativos han surgido en la ejecución de las tareas agrícolas:   

Fuerza muscular del hombre a fuerza animal. Fuerza animal al motor de vapor. Motor de vapor al motor de combustión interna

Desde los comienzos de la mecanización, el tractor fue el eje de las operaciones mecanizadas, que dura hasta nuestros días. El mismo constituye básicamente en un equipo que se desplaza por el terreno entregando la energía necesaria para el funcionamiento de los implementos. A continuación una cronología de los eventos mas significativos en la evolución del tractor agrícola

1850-1900. La primera máquina motriz destinada al uso agrícola, utilizó una caldera dispuesta horizontalmente y apoyada sobre ruedas con el propósito de entregar movimiento. A este tipo de máquinas se las conoció con el nombre de locomóvil. Generaban energía de vapor por medio de la quema de carbón para calentar agua en una caldera. Estas máquinas eran estacionarias y mediante un  juego de cables y poleas, conseguían tirar de los arados y otros implementos. Las máquinas de vapor eran grandes, pesadas y peligrosas. El riesgo de explosiones y

fuegos en los cultivos eran muy frecuentes cuando se utilizaban estos equipos. Con el desarrollo del motor de combustión interna (MCI) comienza una nueva evolución del tractor agrícola. En 1892 Froelich adaptó el MCI a las maquinas de vapor pequeñas. Esta tenía tracción en las ruedas traseras metálicas y dirección en las ruedas delanteras.

1900-1920. Se sustituye completamente el motor de vapor por el MCI. La mayoría de los tractores utilizaba gasolina. Para mejorar la tracción del tractor con el suelo, Holt inventa en 1904 el tractor de cadenas (oruga). La necesidad de producción de comida en masa durante la Primera Guerra Mundial impulsa el desarrollo en masa los tractores agrícolas con muchas innovaciones. En 1918 se instala la toma de fuerza para impulsar los implementos. En 1920 se establecen en el estado de Nebraska unas pruebas para todos los tractores que se mercadearan en ese estado. Estas pruebas ayudaban a mantener la calidad y eficiencia de los tractores, garantizando la inversión en equipos de alta confiabilidad.

1921-1940. Aumenta significativamente la potencia de los motores. Se sustituyen las ruedas metálicas por ruedas de caucho y llantas neumáticas. En 1935 Ferguson inventó el sistema elevador para implementos. 1941-1960 . Después de la Segunda Guerra Mundial sube el precio de la gasolina y se utilizan los primeros motores diesel o de gas de petróleo licuado (LP gas). En los años 50 se adapta como equipo estándar el enganche de tres puntos.  Aumenta el número de velocidades en la transmisión para diferentes tipos de trabajos de campo haciéndolos más versátiles. 1961-1980 . Se incrementa el uso de los sistemas hidráulicos especialmente en el enganche de implementos y sistemas de dirección (powersteering). Se adaptan en los motores diesel la turbina alimentadora (turbo). En los años 70 se rediseña el tractor para ofrecer mayor comodidad y seguridad al operador. Se introduce el uso de cabinas para resistir volcaduras, calentadores (heaters) y acondicionador  de aire. Se reduce el ruido en los motores haciendo más confortable el trabajo del operador. Sigue aumentando la potencia de los tractores y los tamaños de los implementos.

1980 al presente. No ha habido cambios significativos en el diseño del tractor sino que se han adaptado innovaciones computadorizadas como dirección asistida por  láser, sistemas de navegación por satélites y maquinaria robotizada. Se están diseñando motores inteligentes y que utilicen otras fuentes de energía (solar, eléctrica y biodiesel). Se fabrican tractores más eficientes en cuanto al uso de combustible y comodidad del operador.

TIPOS DE TRACTORES

Máquina de vapor para labores agrícolas.

 Arado - tractor con motor de gasolina.

Tractor Landral.

Tractor Waterloo.

Tractor de vapor tipo triciclo con ruedas con tetones.

Tractor de 1910 con motor de gasolina

Tractor Pioneer con tetones en las ruedas motrices

Tractor Minneapolis.

Toma de fuerza y eje delantero basculante

Tractor Mogul

Tractor con llantas forradas de caucho.

Tractor con ruedas forradas de caucho

tractor con motor semidiesel

Tractor de cuatro ruedas motrices.

Tractor semioruga.

Tractor oruga de banda estrecha

Tractor oruga con cadenas altas

Famoso tractor D-4 de caterpillar.

Tractor con neumáticos.

Tractor triciclo con neumáticos provistos de ligeras nervaduras.

Tractor adaptado a frutales

Tractor para gran cultivo provisto de neumáticos con nervaduras.

Tractor diesel

Tractor con ancho de vía variable

 Algunos modelos de tractores ligeros.

Tractor para transporte

Tractores con asientos amortiguadores

Tractor 2 R.M. con dirección asistida

Tractor 4 R.M. con dirección hidráulica.

Tractor 4 R.M. con cabina de seguridad

CLASIFICACIÓN DE LOS TRACTORES Según su sistema de rodadura los tractores se pueden clasificar en: 

Tractores de dos ruedas motrices (2 R.M.):

Tractor 2 RM con cabina aislada y panorámica. 

Tractores de cuatro ruedas motrices (4 R.M.):

Tractor con cuatro ruedas motrices desiguales 

Tractores con cuatro ruedas motrices iguales

Tractor con cuatro ruedas motrices iguales

 

Tractores de cadenas y bandas de caucho: Motocultores:

IV.- CONCLUSIONES 

Conociendo a los tractores agrícolas tienen el beneficio de poder  aumentar la productividad agrícola en donde este beneficio les proporciona grandes ganancias económicas a los productores para que puedan tener recursos para una posterior producción agricola.



Con los tractores agrícolas se mejora la productividad agrícola, en la producción agrícola una de las características importantes es que con los tractores agrícolas puedes producir grandes hectáreas de cultivo, ya que hoy en día todos los tractores agrícolas son útiles en la producción agrícola. el tractor es un símbolo de la evolución del hombre, gracias al cual, ha pasado a ocupar una posición más próxima a la que merece, dejando de trabajar como bestia de carga y utilizando la energía que le ofrece la naturaleza en su provecho y el de sus semejantes.

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGRÍCOLA

CURSO:

MOTORES Y TRACTORES

DOCENTE: Ing. MARCO

ANTONIO RODRIGUEZ M.

PRESENTADO POR: RUBEN FLORES YUCRA

PUNO

PERÚ 2012

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