Actualmente, en China, el principal método de cosecha de patatas es utilizar excavadoras de patatas para excavar y cosechar manualmente para reducir el daño a los tubérculos. Sin embargo, este método tiene una baja eficiencia operativa y un alto costo. Los científicos chinos han realizado investigaciones sobre los componentes clave de las cosechadoras de patatas para mejorar su eficiencia de cosecha y garantizar una mejor coordinación y estabilidad de cada componente.
En un artículo de un equipo de investigadores chinos de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Agrícola de Mongolia Interior sobre el desarrollo de una máquina para la cosecha cuidadosa de patatas. Ellos indican.
Las patatas son el cuarto cultivo alimentario más importante del mundo. En los países occidentales desarrollados, la producción agrícola depende principalmente de grandes cosechadoras de patatas. Empresas como Spudnik Equipment Company LLC en EE.UU., GRIMME en Alemania y AVR en Bélgica se especializan en la producción de grandes cosechadoras de patatas autopropulsadas de varias hileras. Sin embargo, estas máquinas son caras y las patatas cosechadas suelen sufrir daños, ya que la industria de la patata en Europa y América se centra principalmente en el procesamiento, mientras que en China las patatas se consumen principalmente frescas.
En consecuencia, las patatas frescas requieren un almacenamiento prolongado y existen requisitos especiales para minimizar el daño a los tubérculos. Por lo tanto, las grandes cosechadoras de patatas utilizadas en Europa y América no cumplen con las condiciones actuales en China.
En los últimos años, investigadores chinos han desarrollado y luego optimizado una cosechadora de papas de múltiples etapas con separación para reducir la alta tasa de daño a la piel de las papas cuando se cosechan en suelos montañosos, pegajosos y compactados. Por lo tanto, se han logrado algunos avances en la reducción del daño a los tubérculos, aunque no cumple completamente con los requisitos necesarios para el almacenamiento a largo plazo de las patatas. En un nuevo estudio, un equipo de científicos de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Agrícola de Mongolia Interior ha identificado soluciones técnicas eficaces.
Un equipo de investigadores presentó una máquina cosechadora y empacadora de patatas de tracción 4UJ-180A, equipada con un eje basculante, un transportador flexible y un sistema hidráulico de control automático. Esta máquina está especialmente diseñada para resolver los problemas de daño severo a la piel de la papa, mala eliminación de impurezas y fugas de papa en la cosechadora de papa existente. Se realizaron experimentos de laboratorio y de campo para validar el diseño del modelo que cumple con los estándares de cosecha de las cosechadoras de papa.
Basado en el modelo de plantación de surcos de papa con riego por goteo ampliamente utilizado en las regiones del norte de China, el 4UJ-180A es impulsado por tracción de tractor, tiene un modo de operación de doble surco y un ancho de trabajo de 1600 mm. La máquina consta de un mecanismo de tracción, un dispositivo de recolección, un transportador para separar las patatas del suelo, un dispositivo de elevación, un dispositivo de embalaje, un marco, un dispositivo de transferencia, etc.
Su funcionamiento es el siguiente: cosecha de patatas, separación de la tierra, elevación del tampón, clasificación de los residuos, ensacado y descarga de tubérculos. Esta máquina es adecuada para su uso en terrenos planos con mínimos desniveles, lo cual es común en las regiones del norte de China.
La máquina se basa en la destrucción mecanizada de vides de patatas y la retirada de cintas de riego por goteo.
Se utiliza un sistema de transmisión por cadena. La potencia mecánica se transmite desde el tractor a través de la transmisión a la caja de cambios. El eje de salida de la caja de cambios transmite potencia a través de la cadena y finalmente llega al eje de transmisión principal para separar las patatas del suelo. Luego, el eje de transmisión principal para separar las patatas y la tierra transmite potencia a través de una transmisión de cadena al eje de transmisión principal de la desbrozadora.
El cilindro hidráulico frontal controla la profundidad a la que el recolector ingresa al suelo, asegurando una profundidad constante. Un motor hidráulico impulsa el eje de giro del suelo, lo que permite ajustar la velocidad del eje de giro del suelo para reducir la obstrucción del suelo en una variedad de superficies. El dispositivo amortiguador de elevación ajustable desde atrás es impulsado por un motor hidráulico para regular la velocidad, y el movimiento de la base del saco de una tonelada también es controlado por un cilindro hidráulico.
Durante el trabajo de campo, la cosechadora-empaquetadora de patatas es accionada por un tractor. Los discos cortadores de tierra a ambos lados del recogedor evitan que la tierra se obstruya y evitan que las patatas rueden.
Una pala plana levanta toda la composición de patata, tierra y tallo y la entrega a través del eje giratorio al dispositivo transportador de separación de patata y tierra.
El dispositivo de recolección de tierra, como se muestra en la figura, contiene varios componentes, incluido un disco de corte de tierra, una pala plana de tres piezas y un eje de empuje de tierra.
Una pala plana de tres secciones mueve la mezcla de patatas, tierra y plantas sobre el eje de sustitución del suelo. El disco cortador de tierra ayuda a prevenir la obstrucción del suelo y mantiene las patatas en la pala. Se necesita una pala plana para una penetración superficial en el suelo durante la cosecha. Si la pala encuentra obstrucciones al entrar en el suelo, las patatas en la capa de suelo pueden rozarse y presionarse entre sí. Para limpiar las obstrucciones del suelo, se utiliza un eje para mover el suelo y la velocidad de rotación del eje se ajusta en función de los cambios en la humedad y la textura del suelo.
La mezcla de patatas, tierra y copas se separa mediante un equipo: una varilla con dientes de goma; el sistema incluye mecanismos de sacudida y transporte. Este proceso filtra la mayor parte de la tierra y rompe los grupos de tierra dura restantes mediante vibración, lo que facilita su eliminación. Luego, los tubérculos y las puntas de las patatas se transportan más lejos; los tubérculos se envían a un dispositivo de embalaje y luego se transportan a una bolsa de una tonelada.
Cuando el saco de 1000 kg está lleno, el embrague electromagnético del dispositivo amortiguador se desconecta, deteniendo el funcionamiento. Las patatas se almacenan en el dispositivo elevador en una zona intermedia. Luego se mueve el brazo hidráulico para bajar la base de la bolsa del túnel hasta su punto más bajo, haciendo que se deslice automáticamente hasta el suelo. Una vez que se completa el reemplazo de la bolsa, el embrague electromagnético se enciende y reanuda su funcionamiento.
En agosto de 2023, se llevó a cabo una prueba preliminar en un centro de cultivo de patatas en Hohhot, Región Autónoma de Mongolia Interior, China. El sitio utilizó un patrón de plantación en crestas de franjas de riego por goteo para cultivar tierras secas con un contenido de humedad del suelo que oscilaba entre el 12% y el 14%.
Cada sitio experimental tenía 200 m de largo y al menos 50 m de ancho, en el sitio de plantación el surco tenía 900 mm de ancho, 350 mm de ancho de surco y 250 mm de altura.
La variedad de patata utilizada fue ‘Wotu’. Después de limpiar la superficie de los brotes con un destructor de vides, las patatas se desenterraron y se esparcieron en el suelo con una excavadora y luego se dejaron secar durante 2 a 3 horas.
Las pruebas de rendimiento de la cosechadora y empacadora de patatas 4UJ-180A se llevaron a cabo de acuerdo con los estándares industriales nacionales GB/T5667-2008 y NY/T2464-2013. Estas normas regulan los métodos de prueba para la maquinaria agrícola y la calidad de funcionamiento de las cosechadoras de patatas.
De acuerdo con estas normas, el diseño y el funcionamiento de la máquina han sido probados objetivamente. El prototipo de la máquina se combinó con un tractor John Deere 5-904, cuya potencia es de 59,58 kW. Los criterios para juzgar el rendimiento de la máquina incluían el grado de daño al pelar, el grado de magulladuras, el grado de desperdicio y el grado de contaminación durante la operación.
Las pruebas de campo mostraron que a una velocidad de desplazamiento de 1 m/s, una velocidad de cresta de 35 rpm y una velocidad de transportador de 28 rpm, la cosechadora de patatas logró una tasa de daño a la piel del 2,8%, una tasa de magulladuras del 1,3%, una tasa de pérdida de 0,4% y un nivel de impureza de 0,7%, lo que demuestra que 4UJ-180A cumple con los estándares de la industria nacional.
Basado en un artículo de un grupo de autores (Xu Yang, Yingxi Wu, Lihe Wang, Fei Liu, Xuan Zhao, Hongbin Bai, Wenxue Dong, Xiang Kong, Hengtong Hu, Wendong Zhong, Dezheng Xuan, Ao Yang, Yutao Ma), publicado en la Revista de Agricultura 2024 en el portal www.mdpi.com. Los gráficos y la foto del título pertenecen al equipo de autores indicados.
