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PRUEBA DE CAMPO

Nos encontramos con la mejordisposición de sus técnicospara verificar las prestaciones(en ensayos estáticos y de revi-

sión), y unas condiciones meteorológicasadversas que aun así permitieron llevar acabo un número de ensayos dinámicos in-teresantes: corrección del efecto de la velo-cidad de avance en la dosificación, efectodel uso de boquillas anti-deriva, y análisisde vibraciones. El análisis del diseño y losresultados estáticos y de campo se resu-men a continuación.

Concepción, diseño yfabricación

Antonio Fernández es el director técnico eingeniero responsable de producto en laempresa Julio Gil Águeda e Hijos.

El aspecto diferenciador de los pulveri-zadores Gil son sus barras de pulveriza-ción: chasis en aluminio atornillado con ar-ticulaciones en acero de alto límite elástico.Es una estructura en cercha sin soldar, don-de las articulaciones están reforzadas y dis-

ponen de casquillos auto-lubricantes. Esimportante destacar este hecho, pues casitodos los fabricantes apuestan por aluminiosoldado, mientras que los pulverizadoresGil se decantan por unos perfiles de alumi-nio (diversos según el largo) refrentados yroscados, para que al montarlos quedenperfectamente alineados. Además, en elpropio diseño del perfil de aluminio encon-tramos espacio para alojar los portaboqui-llas, que quedan protegidos en el interior delperfil.

Las bombas de membrana (baja pre-sión y alto caudal) se han seleccionado porsu buena adaptación a los abonos líquidos,mientras que la electrónica de control cuen-ta con mandos de sección con retorno cali-brado y caudalímetro electrónico suficien-temente separado del filtro de impulsión yde los mandos para una medida sin pertur-baciones.

Por defecto los pulverizadores Gil estánequipados con portaboquillas de tipo revól-ver (seis posiciones) y montaje en bayone-ta de manera que sus tres tipos de boquillas(ISO) de caudal normalizado: amarillas (0,8l /min), azules (1,2 l/min), y rojas (1,6l/min)

P. Barreiro, B. Diezma Iglesias, M. GarridoIzard y C. Valero.

LPF_TAGRALIA, UPM-CEI Moncloa.

En esta ocasión hemosverificado el funcionamientode un pulverizador Gil Telenode 18 metros de barra depulverización. Julio Gil Águedae Hijos entra en el mundo delos pulverizadores por lapuerta grande: equipos muypensados, modulares,adaptables a la demanda delusuario (casi cualquierconfiguración de las barrasestá accesible).

PulverizadoresGil,diseñados paraun salto evolutivo

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(a 3 bar), quedan perfectamente posiciona-das respecto a la barra. Gil opta por eliminarlos filtros de las boquillas (no imprescindi-bles según normativa de inspección), en laconvicción de que la combinación de filtrode aspiración e impulsión (50 y 80 mesh,respectivamente) serán suficientes, y en elconvencimiento de que es mejor que unaboquilla se tapone claramente (se identificacasi de inmediato) que la lenta y paulatina

colmatación que deteriora la uniformidaddel conjunto; en todo caso lo mejor es plan-tearse la sustitución de boquillas todos losaños (no comprarlas muy caras y sustituir-las más). Con toda seguridad expertos enpulverización disentirán de la eliminaciónde filtros de boquilla.

En Gil son conscientes de que algunosfabricantes incluyen en sus diseños filtrosde sección, pero los rechazan por las pérdi-das de carga (presión) que hacen difícilmantener una presión constante e igual entodos los ramales, imprescindible para unacorrecta dosificación.

El sistema de flotación pasivo de las ba-rras en forma de trapecio articulado es unmedio de estabilización reconocido interna-cionalmente, pero en este caso, dispone deun cilindro de cámaras compensadas (sim-ple vástago) de manera que el volumendesplazado durante el desplazamiento a iz-quierdas y derechas sea el mismo. El trape-cio tiene un solo grado de libertad (direcciónde movimiento) que controla perfectamenteel aplomado del trapecio, en vez de dos ci-lindros como en otras marcas, pensadopara facilitar el control automático, un medi-do paso previo hacia un control activo.

El bastidor general de los pulverizado-res se puede regular en altura independien-temente del tractor para facilitar una máxi-ma compacidad del sistema en transporte

(anchos superiores a 18 m), y la extensión yplegado se puede llevar a cabo en todas lassecciones, con una pareja de salidas auxi-liares hidráulicas (1 SCV izda. y 1 SCVdcha.), empleando para ello válvulas se-cuenciales. Cuando disponemos de regula-ción adicional en altura, precisamos unatercera salida auxiliar o bien se monta unjoystick para conmutar el uso de una de lasdos existentes.

Los marcadores de espuma están bienposicionados (a 25 cm de cada extremo dela barra), aunque este hecho resulta incó-modo pues supone un voladizo adicionalque puede dar problemas en lugares de gá-libo ajustado. Cabe preguntarse por qué re-currir a estos marcadores, si ya dispone-mos de autoguiados de gran precisión, larespuesta es clara: allí donde varias gene-raciones (abuelo, padre, hijo) compartenmaquinaria debe haber sistemas a gusto decada usuario. Estos pulverizadores pensa-dos en un perfil de agricultor profesional(sector medio-alto del mercado), reclamaavances en la mecanización pero aún es re-miso a pagar por equipamientos Isobus, ysiempre queda la posibilidad de adquirir elpulverizador y adaptarlo a un sistema co-mercial de control de dosis variable, sin ne-cesidad de ninguna adaptación adicional.

Características técnicas

El pulverizador ensayado pertenece a lagama de equipos suspendidos de la serieTeleno, en la que podemos encontrar mo-delos con depósitos de polietileno de altadensidad con una capacidad comprendi-da entre 1.000 y 2.000 litros y barras de 12a 24 m. En estos ensayos se trabajó conun pulverizador con un depósito de 1.500litros y una barra de 18 m dividida en seistramos mecánicos (siete tramos contandocon el cuerpo central) y cinco seccionesde pulverización. En las dos secciones ex-tremas se incorporan seis boquillas y enlas centrales ocho boquillas.

Todos los pulverizadores Teleno estánProceso de despliegue de la barra de pulverización.

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ce, compuesto por el monitor Bravo 180Sde Arag, una antena GPS y un caudalíme-tro digital.

Los pulverizadores Gil pueden serempleados toma de fuerza económica(tdf), pues de este modo se reduce el con-sumo de combustible, las vibraciones y semejora el confort. Todavía a día de hoy entractores de gama media-alta, como el en-sayado (JD 7730), se echa de menos estaopción.

Verificación estática delcaudal

La primera prueba que se ha efectuadocon el pulverizador Gil Teleno de 18 m hasido la verificación en estático del caudalde salida de las boquillas (36), distribui-das en cinco secciones (6-8-8-8-6), queno hay que confundir con las seis mecáni-cas de plegado (siete tramos contandocon el cuerpo central). Gil dispone de ba-rras de cinco, siete y nueve tramos físicos.

El circuito de mando dispone de unaválvula de tres vías: cerrado, agitación ytrabajo, y cinco solenoides (con control deretorno tarado) para el corte individual decada sección. El manómetro elegido conuna esfera de 11 cm, para que sea perfec-tamente visible a cierta distancia, y unrango de 0-16 bar para un ajuste fino; dis-pone de una válvula de seguridad taradaa 15 bar por si los distintos modos de con-trol fallaran. Dispone también de un regu-lador manual (pomo verde, heredado delos equipos sin control electrónico) quehabitualmente se tara en 9 bar pues es elsistema electrónico de regulación de lapresión (ajustado desde el monitor en ca-bina) el que tendrá el mando del equipo.Finalmente, el circuito de mando disponede un caudalímetro digital que evalúa elcaudal global que expulsan las boquillas.

Las válvulas solenoides son modula-res de manera que el cuerpo se puedemontar con cualquier número de ellas se-gún el diseño. El sistema de retorno tara-

equipados de serie con: suspensión me-cánica mediante resortes helicoidales;plegado y elevación hidráulicas; un depó-sito para la incorporación del producto ylavacircuito; portaboquillas tipo trijet; bom-

ba de membrana de baja presión y altocaudal y bloqueo manual. La unidad ensa-yada disponía también de una unidad deelectroválvulas sectoriales y un sistemade control de caudal proporcional al avan-

FIGURA 1. Efecto del cierre de secciones sobre la presión del circuitohidráulico en unas electroválvulas en las que no se ha efectuado el control deretorno (rojo) respecto a otras taradas (claro).

FIGURA 2. Efecto del cierre de secciones sobre el caudal unitario de lasboquillas en unas electroválvulas en las que no se ha efectuado el control deretorno respecto a otras taradas.

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do de cada solenoide, permite que la pre-sión del circuito se mantenga constanteindependientemente del número de sec-ciones que se encuentren abiertas encada instante.

El procedimiento de ajuste, sólo ha deser realizado una vez (a la entrega), y essencillo: colocar los relojes de las válvulasen la posición intermedia (5), seleccionarla presión de trabajo (3 bar), cortar lassecciones una a una de izquierda a dere-cha, y en cada paso corregir el reloj de laválvula cerrada para que la presión gene-ral del circuito (que se habrá visto incre-mentada) retorne al valor nominal (3 bar),posteriormente abrir una a una las seccio-nes y comprobar quela presión permanecesiempre estable.

La primera pregun-ta que surge es: quéocurre cuando se tra-baja con solenoidessin retorno tarado, ocuando no se ha efec-tuado este primer pro-ceso de calibración. Lafigura 1 muestra quela presión en el circuitose incrementa de 3 a7,7 bar cuando se tra-baja sin el retorno tara-do, mientras que per-manece perfectamen-

te constante cuando la calibración es co-rrecta. Este hecho tiene un efecto muy sig-nificativo sobre el caudal de salida (rela-ción cuadrática con la presión).

La figura 2 muestra el caudal teóricode las boquillas ISO azules (1,2 l/min a 3bar) y el verificado mediante aforamientocon jarra en varias boquillas, y estimadocon el caudalímetro digital. La conclusiónes clara, no emplear solenoides de retor-no tarado provoca grandes distorsionesen el caudal de las boquillas (hasta un39% más) cuando se abren y cierran sec-ciones, aspecto verificable tanto por elcaudal medido por aforamiento, como porla teoría de pulverización hidráulica (rela-

ción cuadrática con la presión) como porel caudal estimado por el caudalímetro di-gital. Un incremento del 39% en caudalsupondría un aumento equivalente en do-sis aplicada. Por tanto, el hecho de que Gilhaya optado por montar esta tecnologíaen equipos con múltiples secciones esmuy relevante en la calidad final.

Por otra parte, que el caudalímetro di-gital ofrezca datos análogos a los medi-dos por aforamiento y a los teóricos indicaque es una medida solvente para ser inte-grada en un sistema de caudal proporcio-nal a la velocidad de avance como vere-mos a continuación.

Localización de exteriorespara los ensayos de campo

En los días inmediatamente anteriores alensayo llovió abundantemente, de mane-ra que resultaba imposible entrar en sueloagrícola. Había que buscar una zona deensayo con suelo firme y orografía ondu-lada para verificar la estabilidad de las ba-rras de pulverización.

El día del ensayo (140C y 80% HR) eltiempo era húmedo y con amenaza de llu-via decreciente, a la vez que la velocidaddel viento máxima alcanzó en rachas va-lores de 2-3 m/s, es decir, las ramas pe-queñas y algunas hojas de arbustos semueven y por tanto las condiciones son

Foto izquierda. Detalle de los perfiles de aluminio para barras largas (izda) y cortas (drcha). Foto derecha: Vista inferior del portaboquillas Trijet.

Monitor de control Bravo 180S (drcha) y sensor de rueda modificado (izda).

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en modo manual (caudal 1,2 l/min a 3 bar)de manera que la dosis real aplicada fuede 285 l/ha (la dosis inicialmente elegidafue 300 l/ha).

Caudal proporcional a lavelocidad de avance

El pulverizador Gil Teleno de 18 m disponede un modo de funcionamiento manual(caudal constante) y otro automático (cau-dal proporcional a la velocidad real deavance). Para ello, dispone de un sistemade control que puede determinar la veloci-dad real (ground speed) bien medianteuna antena GPS o bien mediante un sen-sor inductivo de rueda (opción más bara-ta). En este ensayo empleamos la primeraopción y verificamos posteriormente la ca-lidad del segundo.

Cuando se trabaja a presión constantecualquier cambio de velocidad del vehícu-

desfavorables a la pulverización. Por ello,se sustituyeron tres boquillas del ramalderecho por boquillas anti-deriva (tipoventuri) del mismo caudal (ISO azul), rea-lizándose todos los ensayos de campocon esta disposición.

Efecto del empleo deboquillas anti-deriva

Es importante destacar que las boquillasanti-deriva están pensadas para salvaruna situación pero no consiguen el tama-ño de gota y cobertura indicado para mu-chos tratamientos por lo que han de serempleadas según el criterio de un asesor,que a día de hoy es imprescindible en laselección del tratamiento y del modo deaplicación.

La figura 3 muestra el efecto del tipode boquilla: anti-deriva o normal, sobre eltamaño de gota) y el nivel de cobertura(5). Se observa claramente que el objetivode la boquilla es evitar la pérdida de pro-ducto (mejorar la recuperación) mante-niendo el caudal, a expensas del tamañode gota, es decir, la filosofía es que se re-cupera más (que no se lleva el viento)

pero con una distribución más grosera. Enel ensayo de distribución transversal setrabajó a una velocidad media 4,27 km/h

V. reak (km/h) N St (ha/h) Qb (l/min) qb (l/min) Dosis (l/ha) Error (%)

Long-manual Tramo 1 7,22 11 12.993 41,93 1.165 193,6 -35,5Tramo 2 4,89 25 8.798 41,73 1.159 284,6 -5,1

Long-auto Tramo 1 4,64 16 8.348 34,63 0,962 248,9 -17,0Tramo 2 6,11 24 11.003 60,92 1.692 332,2 10,7

EEnnssaayyoo ddee vveerriiffiiccaacciióónn ddeell ssiisstteemmaa ddee ccoonnttrrooll ddee ccaauuddaall pprrooppoorrcciioonnaall aa llaa vveelloocciiddaaddddee aavvaannccee..

CCUUAADDRROO II..

FIGURA 3. Efecto del tipo de boquilla: normal (izda) y anti-deriva (derecha),ambas ISO azul (1,2 l/min a 3 bar).

Proceso de ajuste del retorno para tarar la presión del circuito a un valor constante.

La reproducción digital de los papeles puede no responder exactamente a la realidad.

lo incide en la dosificación [D(l/ha)=qb*600/(d*v)], de manera que a más veloci-dad se reduce la dosis aplicada y al revés.En cambio cuando se trabaja en modo au-tomático el sistema de control varía la pre-sión para que el caudal instantáneo sea elrequerido a la dosis pre-establecida (ennuestro caso 300 l/ha). De acuerdo con la

tabla de las boquillas ISO, una boquillaazul descarga 1,2 l/min a 3 bar lo que su-pone (según la fórmula anterior) despla-zarse a 4,8 km/h para distribuir 300 l/ha.

El cuadro Iproporciona los valores me-dios de velocidad real (km/h), capacidadde trabajo teórica (ha/h), media del caudalinstantáneo registrado por el caudalímetro

(l/min), caudal unitario medio de las boqui-llas (qb=Qb/36) y dosis aplicada (l/ha). Enella se observa que la dosis más ajustadase obtiene cuando el vehículo va muy cer-ca de la velocidad planificada (4,8 km/h)inicialmente. También se observa que enmodo manual una variación de 4,8 a 7km/h provoca una reducción esperable de

CAMBIOTramo 1 Tramo 2

Distancia (m) 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36MANUAL Velocidad (km/h) 7,30 7,30 7,00 5,90 5,00 4,70 4,50 5,00 5,00 5,00 4,70

Cobertura (%) 57,6 45,9 65,2 81,9 93,8 90,4 69,8 95,2 94,9 100,0 93,2Tramo 1 Tramo 2

Distancia (m) 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40AUTOMATICO Velocidad (km/h) 5,0 5,2 4,8 7,1 7,0 6,8 7,2 7,0 8,1 6,6 6,1 7,0

Cobertura (%) 46,8 53,3 52,6 71,6 59,0 71,5 44,2 35,7 78,3 47,5 46,2 59,7

RReessuullttaaddooss ddee rreeccuuppeerraacciióónn ddee ccaallddoo eenn ppaappeell hhiiddrroosseennssiibbllee ((ccoobbeerrttuurraa)) eenn eell eennssaayyoo ddee vveerriiffiiccaacciióónn ddeell ssiisstteemmaa ddee ccoonnttrrooll ddeeccaauuddaall pprrooppoorrcciioonnaall aa llaa vveelloocciiddaadd ddee aavvaannccee..

CCUUAADDRROO IIII..

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la dosificación del 35,5%, mientras que enmodo automático un salto de 4,8 a 6,1 km/hsufre una sobredosificación del 10,7%, es

decir, el sistema de control ha atenuado elimpacto del cambio de velocidad, pero hareaccionado aumentando demasiado el

caudal total. Claramente elsistema de control esperavariaciones suaves de velo-cidad y no bruscas.

El cuadro II muestra elnivel de cobertura del papelhidrosensible (zonas azulessobre fondo amarillo) regis-trado a lo largo de la besanade trabajo (11 y 12 puntos derecogida en modo manual yautomático respectivamen-te), justo entre las ruedasdel tractor (recordamos quelos valores de cobertura seidentifican mediante análi-sis de imagen de los papeles hidrosensi-bles). Lo más relevante en la tabla es lavariación significativa de la cantidad decaldo recuperado cuando se producencambios de velocidad en modo manual(de verde –56%– a rojo –90%–); se recu-pera más al pasar de una velocidad alta(menos dosis) a una velocidad baja (másdosis). En el modo automático, las canti-dades recuperadas de caldo son muchomás estables (color más uniforme) a pe-sar de un salto de velocidad equivalente(esta vez de 4,6 a 6,11 km/h) aunque sí seidentifican las fluctuaciones propias de un

FIGURA 4. Aceleraciones (g) verticales registradas a lo largo del lateralizquierdo de la barra en los puntos señalados; en la fila superior con baja presiónen el desplegado, y en la fila inferior con alta presión en el desplegado.

Detalle de trabajo. Las condiciones de viento indican deriva (zona izquierda). En el lateral derecho, con boquillas anti-deriva, no se aprecia la pérdida de caldo.

sistema de control que reacciona ante un pulso brusco (cel-das amarillas). Es importante recordar que en las válvulas so-lenoides habituales el tiempo de respuesta del sistema puedeser de hasta 3 s.

Registros de vibraciones en la barras

Hemos empleado varios acelerómetros para ensayar vibracio-nes, evaluando la presión en el circuito de despliegue (rígido osin presión). El fabricante recomienda que al desplegar la barrase aporte suficiente presión al hidráulico para que la barra que-de rígida, y por ello se han registrado vibraciones verticales en

FIGURA 5. Recorrido empleado para validar lacalibración del sensor de rueda.

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Detalle de la compacidad del equipo en modo transporte.

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caja que traduce la señalde velocidad a los perti-nentes trenes de pulsosdel sensor de rueda, demanera que puede ser in-terpretada por el monitorsin modificaciones. Paraello hay que efectuar unacalibración en el momen-to de instalación que su-pone avanzar 100 m y re-gistrar el número de pul-sos (en este caso 12966),0,77 cm/pulso. Nosotrosrealizamos posteriormen-te un recorrido a varias ve-locidades (figura 5) paracomprobar la idoneidad

del método propuesto.La figura 6 muestra una comparativa

de la velocidad reflejada por el monitor conla antena una vez calibrado el sensor depulsos (rojo) y las medidas del GPS insta-lado por el LPF_Tagralia. Se observa unagran correspondencia que tan sólo registraun cierto sesgo a partir de 10 km/h.

Desplazamientos porcaminos rurales

El pulverizador Gil Teleno, por ser sus-pendido, resulta de muy fácil manejo en ca-minos rurales. La figura 7 muestra el des-plazamiento desde la fábrica a la zona deensayo, indicando en colores la velocidadde avance.

A modo de conclusión

Los pulverizadores Gil de la serie Tele-no han sido diseñados para durar. Robus-tos y delicados, destacan por su barra depulverización en perfil de aluminio atornilla-do. El circuito hidráulico general tiene cua-tro posiciones para cuatro tareas: trabajo,incorporación de producto activo, hidrocar-gado y limpieza de filtro, y lavado del circui-

cuatro puntos: la última sección del lateralizquierdo de la barra de pulverización, dospuntos intermedios del mismo lateral de labarra (a 4,5 m y 1,5 m del punto central res-pectivamente), así como en el bastidor. Lainformación aportada por los aceleróme-tros se expresa en número de veces la ace-leración de la gravedad (g, m/s2).

Los mayores niveles de aceleración seidentifican en la sección final del pulveriza-dor, en la zona en la que la estructura de labarra pasa a ser tubular. En las seccionesintermedias, con la estructura del perfil dealuminio característico de esta familia depulverizadores, las vibraciones son menosacusadas y no se incrementan sustancial-mente a medida que nos alejamos del cen-tro de la máquina (figura 4). Estas grandesvibraciones desaparecen cuando la barraestá rígidamente desplegada.

Consideraciones sobre elmétodo de flotación

El trapecio articulado, permite un suave ydelicado aplomado de la barra que en oca-siones resulta excesivo en amplitud. Contoda seguridad, cuando el trapecio pase aser un modo de flotación activo (accionadopor el hidráulico) esta flotación excesiva sepodrá ver compensada. Mientras tanto, elempleo de patines en barras de gran longi-

FIGURA 6. Comparativa de los perfiles de velocidad delsensor de rueda y del GPS instalado por el LPF_Tagralia.

Cuerpo de válvulas solenoides con retorno tarado (rojo), válvula de tres vías y regulador de presión manual(pomo verde).

tud es una solución interesante aportadapor los pulverizadores Gil.

Comparación de lossensores de velocidad

Como se ha indicado, Gil dispone dedos sistemas para determinar la velocidad:un sensor GPS y un sensor de rueda. Dadala dificultad que supone la instalación delsegundo y el elevado coste del primero, Gilha buscado una solución intermedia quesupone instalar una antena y una pequeña

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to. El diseño en el acceso al depósito demezcla y la colocación del lavamanos in-dican que está pensado para un trabajoseguro y cómodo.

Las válvulas para el control de sec-ciones (modulares) son de una enormefiabilidad, y el sistema de retorno taradogarantiza las condiciones de funciona-miento independientemente del númerode secciones activas, aspecto muy im-portante de cara a su empleo en una es-trategia de dosis variable.

El monitor de control es sencillo peromuy efectivo y ha sido posible verificar elbeneficio de emplear un sistema con cau-dal proporcional a la velocidad real res-pecto a un sistema de caudal constante.Además, es compatible con sistemas decontrol de dosis variable por tramos.

En este trabajo aportamos las basesteóricas del cálculo para quienes quierancomprobar los efectos de los cambios develocidad sobre la dosificación, y hemosverificado el efecto mediante la recupera-ción en el suelo con papel hidrosensible.

Un análisis detallado de las vibracio-nes indica el gran acierto del perfil de alu-minio elegido, y la idoneidad de las reco-mendaciones de Gil en términos de des-plegado de las barras y del sistema deflotación. �

FIGURA 7. Desplazamientos desde la fábrica al lugar de ensayo. Por tratarse de un equipo suspendido la velocidad dedesplazamiento y la maniobrabilidad son elevados.

Arriba: El sistema de flotación mediante trapecio articulado en ocasiones muestra una fluctuación excesiva (usarpatines). Abajo: Detalle del despliegue con suficiente presión y válvulas anti-deriva entre las marcas.