Capítulo 5

El arado de vertedera (o reja) es uno de los más clásicos implementos de labranza después del arado de madera. Mientras el arado de madera trabaja como un cincel, el arado de vertedera fue desarrollado de tal manera que corta un prisma de suelo y le da vuelta aproximadamente 130º . El arado de vertedera es el implemento más indicado para la operación de voltear el pan de tierra mientras su acción mezcladora es muy limitada.

Las fuerzas que actúan sobre el arado de vertedera se pueden subdividir en tres componentes: el componente longitudinal de la resistencia del suelo, el componente lateral dado por la aceleración lateral del prisma de suelo y el componente vertical dado por la forma del arado, dirigida hacia abajo. Estas fuerzas son compensadas por la línea de tiro, el operador (o el tractor), y partes del arado mismo como la cola del talón y el lado de campo que soportan parte de las fuerzas verticales y laterales. El ajuste del arado se hace de tal forma que las fuerzas laterales están neutralizadas por los componentes del arado y la línea de tiro. Las fuerzas verticales pueden, parcialmente, ser cargadas al operador del arado de tracción animal o al tractor.

Esto significa en la práctica que si el operador de un arado de tracción animal debe empujar el arado hacia un lado o aplicar alguna fuerza, el arado no está ajustado correctamente. Lo mismo vale para el tractor: el arado debe seguir al tractor en línea recta sin necesidad de ajustar las cadenas de los brazos inferiores del enganche en tres puntos o de corregir el rumbo del tractor con la dirección.

Existen dos grupos mayores de arados para tractores: arados montados o semi-montados y arados remolcados. Los arados montados y semi-montados tienen la ventaja que pueden transferir parte o todo el peso del arado y la fuerza vertical al tractor, mejorando así la tracción. La regulación automática del sistema hidráulico permite mantener la profundidad o la fuerza de tiro del implemento. Lamentablemente, son muy pocos los operadores de tractores que saben usar el sistema hidráulico correctamente.

Arados de tracción animal: los arados más comunes son sin estabilizador, o sea sin rueda o patín de apoyo o con estabilizador longitudinal, o sea con una simple rueda o patín de apoyo. Son menos usados los arados más pesados con estabilizador lateral y longitudinal, o sea con un antetrén de dos ruedas. Referente a la rueda de apoyo muchas veces es preferible un simple patín, sobre todo en terreno arcilloso y poco abrasivo. Las ruedas comunes normalmente son muy pequeñas y por lo tanto frecuentemente no corren mejor que un patín y son más caras.

Existe una gama de tipos diferentes de arados, grandes y profundos, livianos, simples y reversibles para tractores. Es importante observar que el ancho del surco sea mayor que el ancho de la llanta del tractor. El ancho de corte o del surco determina también la profundidad máxima que permite determinado arado. Esta puede ser no más que 0.8 - 1 vez el ancho de corte. Por lo tanto, los arados para labor superficial tienen muchos cuerpos pequeños mientras que los arados para labores profundas tienen cuerpos anchos.

Existe una gama amplia de tipos de vertedera según el tipo de suelo, el uso o la velocidad. Existen también vertederas en fajas y vertederas laminadas con aceros especiales, teflón u otros materiales sintéticos para reducir la resistencia en suelos pegajosos.

Una forma especial del arado de vertedera es el arado aporcador para formar camellones. En determinados sistemas de labranza con tracción animal y cultivos en surcos y camellones este arado aporcador es el único implemento usado en la finca.

 

En este capítulo se describen todos los implementos de discos que básicamente funcionan con el mismo principio de acción. El disco, dependiendo del ángulo de ataque, también corta un prisma de suelo y lo voltea. Sin embargo, por el movimiento del disco mismo, la aceleración es diferente según la posición del disco y la resultante fricción interna; el suelo resulta así pulverizado y mezclado.

Mientras el disco no voltea tan perfectamente como la vertedera, está haciendo al mismo tiempo la labor de pulverizar y mezclar. Además, los implementos de discos generalmente son menos susceptibles a daños por piedras o troncos y por lo tanto se prestan muy bien para terrenos menos cultivados. Por estas razones, siendo una herramienta muy universal y robusta, el disco ha tenido mucho éxito en la agricultura tropical mecanizada. Sin embargo, bajo el concepto de una agricultura conservacionista y una labranza más cuidadosa y dirigida, los implementos de discos deben ser considerados muy críticamente.

Las fuerzas que actúan sobre un disco se pueden también subdividir en tres componentes: el componente longitudinal que tiene aproximadamente los mismos valores del componente respectivo de la vertedera, el componente lateral que puede ser muy alto y el componente vertical que con respecto a la vertedera está actuando en la dirección opuesta, es decir hacia arriba. Estas características tienen dos repercusiones:

Para soportar las fuerzas laterales los implementos de discos necesitan una rueda de apoyo muy fuerte, en caso del arado, o un diseño de dos juegos de discos actuando en direcciones opuestas, en caso de rastras.

El implemento de disco sólo penetra al suelo por su peso ya que la fuerza vertical está dirigida hacia arriba. En caso de suelos pesados hay que aumentar el peso del implemento poniéndole pesos adicionales. Por lo tanto los implementos de discos generalmente son muy pesados y no se prestan bien para la tracción animal.

Estas características del disco son las razones de los problemas de degradación de suelos que se pueden observar frecuentemente en zonas donde se abusa de ellos. La acción pulverizadora del disco lleva a una pérdida de estructura, una fuerte mineralización, una mayor erosión y pérdida de humedad y una peor infiltración de agua. En la dirección vertical el disco entra por su peso en el suelo hasta el punto donde la resistencia del suelo junto a la fuerza vertical tiene el mismo valor de la fuerza del peso. Esto significa que el disco se apoya en el suelo sobre su filo y puede así ser comparado con un rodillo compactador del subsuelo. En zonas con frecuente uso de rastras de disco se pueden encontrar horizontes muy compactados debajo del horizonte de trabajo del implemento. Estas compactaciones inhiben la infiltración de agua y causan así problemas de sequía a corto plazo y también pueden contribuir a la desertificación de regiones grandes a largo plazo.

Para los ajustes hay que distinguir los dos tipos de implementos de discos: implementos con los discos individuales como los arados de disco o implementos con los discos montados sobre un eje común como las rastras.

En el caso del arado se pueden ajustar tanto el ángulo vertical como el ángulo horizontal. Con estos ajustes se puede adaptar al tipo de suelo o se puede determinar el grado de pulverización y la facilidad de penetración en el suelo. En el caso del arado de discos vale la misma regla como para la vertedera: el arado ajustado correctamente soporta todas las fuerzas laterales y procede en línea recta sin necesidad de ajustar las cadenas de los brazos inferiores del enganche de tres puntos.

En el caso de las rastras se puede solamente ajustar el ángulo horizontal. Con esto - y con pesos adicionales - se ajusta la profundidad de trabajo y el grado de pulverización.

Debido al peso y las fuerzas laterales exigidas, hay muy pocos implementos de disco para tracción animal. La única excepción son rastras de discos específicos que existen en algunos países.

Para el uso con tractores los implementos de discos son probablemente los implementos de labranza más comunes en los países tropicales. Este grupo de implementos se puede subdividir de la siguiente manera:

los arados de discos son montados o remolcados por el tractor, simples o reversibles, lo cual por la simetría del disco es mucho más sencillo que el arado reversible de vertedera. Con el arado de disco reversible se está simplemente girando todo el arado sobre un eje vertical cuando se cambia la dirección;

como forma intermedia entre arado y rastra existen los arados - rastra: tienen los discos montados todos sobre un eje como una rastra, pero trabajan solamente hacia un lado como un disco. Existen montados o remolcados, en forma sencilla o combinados con sembradoras para la siembra directa;

las rastras de disco están siempre formadas por grupos de discos en número par que trabajan en direcciones opuestas para neutralizar las fuerzas laterales. Existen también rastras montadas o remolcadas, grandes para cultivan tierras vírgenes o pequeñas para labranzas secundarias. Las rastras de discos son muy populares, robustas y versátiles pero también son probablemente los implementos que más contribuyen a la degeneración de los suelos agrícolas a nivel mundial;

actualmente, están recibiendo creciente popularidad los discos para aporcar, hacer o tapar surcos.

Los discos planos o con una curvatura muy ligera son usados para sembradoras de labranza cero y otros implementos para cortar el suelo y los rastrojos y depositar semilla o abono.

 

Los cinceles, por su modo de acción, son la herramienta de labranza que más se parece al arado de madera. Al introducir el cincel en el suelo causa la compresión de este. El suelo finalmente escapa hacia arriba dejando una zona de rotura que parte de la punta del cincel aproximadamente en un ángulo de 45º en suelos secos. Por lo tanto, el cincel sirve para roturar el suelo. Los cinceles usados con tracción animal se limitan prácticamente a este tipo de acción.

Aplicando velocidades mayores el suelo es también movido a los lados. Esta acción puede ser apoyada por ciertos tipos de punta del cincel. Por esta razón los arados de cinceles para tractores usados a velocidades alrededor de 10 - 12 km/h tienen una buena acción mezcladora. El impacto del cincel sobre los grumos y los terrones lleva también a una pulverización del suelo. Sin embargo, este efecto no es muy pronunciado en suelos sueltos. Por lo tanto, la repetición de un pase de cincel en suelos sueltos no lleva a una mayor pulverización del suelo.

Los cinceles dejan el suelo ondulado tanto en la superficie como en el fondo por la zona de rotura partiendo de la punta en un ángulo de 45º . Por eso se recomienda, para el uso de cinceles en la labranza primaria hacer al menos dos pases cruzados para emparejar el perfil.

Las fuerzas que actúan sobre un cincel en el suelo dependen mucho de la forma y sobre todo del ángulo de ataque. Un ángulo de ataque agudo mejora la penetración y reduce la fuerza de tracción. Además mejora el efecto de la roturación y la mezcla del suelo porque lleva una parte del material del suelo de horizontes inferiores hacia arriba.

Esta característica puede ser una desventaja en situaciones donde la punta del cincel toca material húmedo de horizontes inferiores y los transporta a la superficie en forma de pequeños cilindros o terrones que después son difíciles de desmenuzar.

Mientras el cincel simple no necesita mucha fuerza de tracción y se presta para la tracción animal, el uso de grupos de cinceles para la homogeneización del suelo y la mezcla a altas velocidades está limitado a tractores relativamente potentes. Esto resulta de la necesidad de cubrir con el implemento al menos el ancho del tractor y de usarlo a altas velocidades.

Los cinceles vibratorios montados sobre resortes sirven generalmente para mejorar la acción de pulverización y para arrancar malezas. Generalmente se usan para la labranza secundaria en profundidades hasta 15 cm, mientras que los cinceles rígidos se usan para la labranza primaria y el subsolado.

Los subsoladores son cinceles grandes y fuertes que pueden llegar hasta profundidades mayores de 1 m. Su uso por la alta fuerza de tracción necesaria se limita al tiro con tractores. Se distingue la forma tradicional (vertical), la forma parabólica y el "Paraplow". La forma vertical solo trabaja bien en condiciones secas y requiere más fuerza de tiro que la forma parabólica. Sin embargo, la forma parabólica tiene la desventaja de llevar terrones a la superficie. Para evitar esto se usan ahora cinceles parabólicos inclinados. Esta misma característica tiene también el "Paraplow". El "Paraplow" necesita una fuerza de tiro relativamente baja en comparación a otros subsoladores, deja un perfil del subsuelo más emparejado que un cincel normal y su acción se limita absolutamente a la roturación. Para mejorar la roturación y emparejar el perfil del horizonte de trabajo de cinceles verticales o parabólicos se pueden usar rejas de alas abiertas.

Los arados de cincel para la labranza primaria existen tanto para tracción animal con un máximo de tres cinceles o para tractores. Son usados para roturar y - en el caso del tractor - mezclar la capa arable. Según el tipo de suelo y el efecto deseado pueden ser equipados con una variedad de rejas. Sin embargo para esta labor normalmente se usan rejas angostas.

Existen también los cultivadores con cinceles rígidos para la labranza secundaria y el deshierbe, para tracción animal con hasta cinco cinceles y para tractor. Las rejas en este caso son más anchas como pata de ganso o alas abiertas con anchos de hasta más de 1 m para el control superficial de malezas en zonas áridas.

Estos cinceles son tanto para tracción animal como para uso con tractor. Las formas más pesadas se usan para mezclar el suelo, las más livianas para la labranza secundaria, la preparación de la cama de siembra y el deshierbe.

Las púas son una forma de cinceles que se usan para gradas y rastras. Su modo de acción es bastante similar al cincel con la limitación que la púa está siempre vertical. Por esta razón, la profundidad de trabajo de las gradas de púas depende del peso de la grada y del ángulo de tiro.

Como en el caso de los cinceles, las gradas de púa para tracción animal se limitan a nivelar la superficie del suelo, mientras gradas de tractor a causa de su mayor velocidad pueden desmenuzar, hasta cierto grado, los grumos por impacto.

Como en caso del cincel este efecto de pulverización no se puede aumentar con repeticiones sobre el mismo terreno. Al contrario pases repetidos de la grada llevan a un efecto de clasificación de grumos en el cual las partículas finas van hacia abajo y los grumos grandes quedan sueltos en la superficie donde no pueden ser más desmenuzados.

Los rotocultores son ejemplo de implementos accionados por la toma de fuerza del tractor. Normalmente los rotocultores giran en la dirección del avance de la máquina. Por lo tanto no requieren fuerza de tracción sino solamente fuerza de accionamiento y pueden ser usados con tractores muy livianos.

Estos rotocultores son muy populares en trabajos hortícolas aunque también se usan en agricultura, sobre todo en suelos pesados para pulverizar el suelo. Con este propósito forman parte de muchos equipos para siembra directa combinando subsoladores, rotocultores y sembradoras en una máquina para hacer la preparación del terreno y la siembra en una sola operación.

Pueden ser considerados implementos críticos bajo situaciones de clima tropical por su fuerte impacto sobre la estructura del suelo y el alto riesgo de erosión relacionado con ello.

Los rodillos son implementos importantes pero en algunos países tropicales son casi desconocidos. Existen rodillos muy diferentes según el uso:

los rodillos lisos que compactan la superficie y se usan para recompactar pasto, carreteras o apretar la superficie en cultivos como la alfalfa para producción de semilla o la lenteja mecanizada;

los rodillos desterronadores se usan para desmenuzar terrones. Existen en forma de rodillos para uso separado o en combinación con otros implementos como arados o cultivadores de cincel para pulverizar y recompactar la superficie de una cama de siembra. Sobre todo en los suelos pesados es recomendable pasar un rodillo desterronador inmediatamente después del arado para desmenuzar los terrones húmedos antes que se vuelvan secos y duros.;

los compactadores de subsuelo son una forma especial de rodillos desterronadores. Consisten de una serie de anillos que se apoyan sobre su filo en el suelo y así compactan el suelo desde el fondo hacia arriba. Están simulando la recompactación natural del suelo y se usan normalmente junto con el arado o la sembradora.

 

Los conceptos de siembra directa y labranza cero representan ambos un tipo de labranza de conservación de suelos o labranza mínima. Mientras la "labranza cero" está claramente excluyendo cualquier tipo de labranza los términos "siembra directa" pueden ser interpretados de varias maneras. Una forma sería la combinación de todas las labores de labranza convencional en una operación incluyendo la siembra.

Interpretada así, la siembra directa trae ventajas en términos de tráfico y compactación, organización de trabajo y tal vez costos de preparación de terreno, tiempo necesario para la siembra y la reducida exposición del suelo a la intemperie. Sin embargo, incluye muchas veces una labranza muy intensiva con implementos accionados por la toma de fuerza y requiere tractores grandes y potentes.

La labranza cero al contrario no incluye ningún tipo de labranza y puede ser realizada a nivel manual, de tracción animal o de tractor a pequeña o gran escala. En este sistema la semilla se coloca directamente en el suelo en forma de inyección o con rejas sembradoras de disco o de cincel que cortan los rastrojos, abren el suelo y depositan la semilla. La tecnología de labranza cero disponible hoy en día permite usar este concepto para casi cualquier cultivo agrícola.

Para la siembra directa se pueden básicamente usar dos tipos de implementos:

los implementos tradicionales combinados; por ejemplo: un arado de cincel en el frente del tractor y una combinación para la preparación de la cama de siembra y la sembradora detrás; o un arado de cincel corto, una rastra giratoria y la sembradora detrás del tractor. En este caso todos los implementos son simples y se combinan solamente para esta operación;

los implementos hechos a propósito para la siembra directa; en general consisten de cinceles para roturación profunda, un rotocultor y una sembradora. Estos implementos forman una unidad.

Para la labranza cero se usan implementos que depositan la semilla en el suelo sin hacer ningún tipo de labranza:

a nivel manual se parte del simple palo para hacer huecos para la siembra hasta la sembradora manual para inyectar la semilla y a veces fertilizante al suelo;

existen sembradoras para labranza cero a tracción animal de una o dos hileras para cultivos en hileras; trabajan con rejas de discos o con ruedas estrellas;

existen sembradoras para resiembra de pasto, cereales y para cultivos de hileras para tractores. Según las características del suelo trabajan con cinceles, discos sencillos o dobles discos o también con ruedas estrellas; los dobles discos son los más comunes. Para asegurar la penetración uniforme a la profundidad de siembra deseada en suelos duros estas sembradoras son en general muy pesadas. La distancia entre rejas de una fila no puede ser demasiado estrecha para asegurar la pasada en los rastrojos. Por este motivo las rejas están puestas en dos o tres filas logrando distancias mínimas entre surcos de alrededor de 15 cm.