Interacción Suelo - Herramienta: Diseños Biomiméticos en busca de la eficiencia energética

TESOURO O.; VENTURELLI L.; ROBA M.; ROMITO A.; SETTEN L.; FAVRET E.

Montevideo

Congreso; XXII Congreso Latinoamericano de Ciencia del Suelo (CLACS); 2019

Sociedad Latinoamericana de la Ciencia del Suelo

Uno de los fines principales que se persigue con la labranza del suelo es obtener un estado favorable al desarrollo radicular de los cultivos. La relación que se genera entre el suelo y las herramientas de labranza está definida por dos propiedades, la adhesión y la fricción. La primera se describe como la fuerza de atracción que se opone al deslizamiento del suelo sobre el metal. La textura es un factor relevante, siendo mayor la adherencia a mayor proporción de partículas de arcilla. La segunda hace referencia a la magnitud del rozamiento suelo/metal. La teoría clásica sostiene que cuanto mayor sea el pulido de la herramienta, menor será la fricción y por lo tanto mayor será la eficiencia energética. A medida que aumenta la adhesión, la fricción suelo-metal es reemplazada por la fricción suelo-suelo, la cual es mayor y la demanda de energía se incrementa. Es decir, se afecta la eficiencia del proceso, pues parte de la energía (cerca del 50%) se pierde debido a esos dos factores. Por lo tanto, resulta importante encontrar una alternativa que permita mejorar el proceso. El objetivo del presente trabajo fue diseñar una superficie antiadherente que mejorara la eficiencia energética de las herramientas de laboreo. Para ello y siguiendo los principios de la biomimética (desarrollo de tecnología inspirada en los sistemas biológicos), se eligió la fauna del suelo como modelo de estudio. Los animales que habitan el suelo se desplazan sin que el suelo se adhiera a ellos, gracias a sus formas geométricas, hidrofobicidad, topografía cuticular, etc. En este caso, los diseños propuestos se inspiraron en las características microtopográficas de la cutícula del tórax de la hembra del bicho torito (Diloboderus abderus). Dichos diseños fueron trasladados a la superficie de una púa de escarificador utilizada habitualmente para el laboreo del suelo. La evaluación se llevó a cabo mediante ensayos a campo utilizando un carro dinamométrico diseñado para medir las reacciones del suelo sobre órganos de remoción del suelo. Los datos fueron almacenados en un sistema electrónico de registro de datos. La metodología de trabajo consistió en hacer trabajar púas de cada uno de los diseños a lo largo de parcelas homogéneas preparadas para tal fin, de 100 metros de longitud, sobre un suelo Argiudol ubicado en el Centro Nacional de Investigaciones Agropecuarias (INTA - Hurlingham). En cada prueba se contrastaron diferentes diseños, apareando las pasadas de cada uno de ellos de manera aleatoria para reducir el error experimental. En todos los casos se incluyó como testigo un modelo de púa liso. Se encontró que una disposición de base hexagonal de cavidades de 2 mm de diámetro realizadas sobre una púa escarificadora redujo entre un 5 y un 7% los esfuerzos de tracción en todas las condiciones de trabajo. En la actualidad se está trabajando en aplicar estos diseños superficiales en otros tipos de órganos de maquinaria agrícola, como las cuchillas de corte primario.