La configuración Over-the-Row: una máquina construida en torno a sus sistemas de transmisión de ruedas.
A diferencia de las demás cosechadoras de esta serie, cuyo mecanismo de recolección se monta sobre un chasis convencional, esta cosechadora de uva es una máquina de tipo horcajadas que pasa por encima de la hilera de viñas. La hilera de viñas pasa entre las patas de la máquina, y el mecanismo de recolección (barras vibratorias, placas de recogida, cintas transportadoras, tolvas recolectoras) está integrado en la estructura superior que cubre la hilera. Los ejes de transmisión de las ruedas se encuentran en la parte inferior de las dos patas de apoyo, lo más abajo posible del centro de gravedad, según lo permite la geometría.
Esta configuración crea un caja de cambios planetaria de tracción a las ruedas Un desafío único para las cosechadoras de uva: la máquina tiene un centro de gravedad alto (de 2,0 a 3,0 metros) en relación con una vía estrecha (de 2,5 a 3,2 metros entre ejes de ruedas). El ángulo de vuelco estático suele ser de 25 a 35 grados, pero en un viñedo en ladera con suelo suelto, las variaciones dinámicas del par de transmisión pueden reducir el margen de estabilidad efectivo entre 15 y 25%. Cualquier cambio repentino de par de la transmisión (un pulso de engranaje, una intervención del control de tracción o un cambio de dirección) produce una transferencia de peso lateral que inclina la máquina hacia el umbral de vuelco.
Por lo tanto, la suavidad de la transmisión en una cosechadora de uva es un requisito de estabilidad, no solo de calidad de la cosecha. Un pico de par que sería imperceptible en una cosechadora de patatas de bajo centro de gravedad puede producir una sacudida perceptible en una cosechadora de uva de alto centro de gravedad; y en una pendiente de 25%, esa sacudida puede acercar peligrosamente la máquina al ángulo de vuelco. La calidad del engranaje, la respuesta de la válvula hidráulica y el ajuste del control de tracción deben optimizarse para lograr la mínima variación de par posible, lo que convierte a los engranajes de clase DIN 6 en una especificación de seguridad estructural, no simplemente en una preferencia de rendimiento.
La geometría de la pata de apoyo también limita el diseño del sistema de transmisión. Este debe caber dentro de la estrecha pata de apoyo (normalmente de 300 a 450 mm de ancho) y, al mismo tiempo, proporcionar el par suficiente para subir pendientes con la tolva llena. Esta limitación dimensional restringe el diámetro del engranaje planetario y, por lo tanto, el par máximo que se puede transmitir a través de una sola etapa de reducción. La mayoría de los sistemas de transmisión de las cosechadoras de uva utilizan reducciones planetarias de 2 a 3 etapas para lograr el par requerido en un espacio radial compacto, sacrificando longitud axial (aceptable, ya que la pata se extiende verticalmente) por diámetro radial (limitado por el ancho de la pata). El requisito de compacidad radial también limita el tamaño del rodamiento, lo que a su vez limita la capacidad de carga del rodamiento de salida, haciendo que la selección de rodamientos para máquinas de ladera con centro de gravedad alto sea más crítica que para equipos agrícolas convencionales con centro de gravedad bajo.
Explotación de viñedos en laderas: pendientes que definen el vino y las especificaciones de conducción.
Las regiones vinícolas más prestigiosas del mundo suelen estar situadas en laderas: el valle del Duero (pendientes de 30 a 50 pies), el Mosela (de 30 a 65 pies), la Côte-Rôtie en el norte del Ródano (de 20 a 45 pies) y las colinas de Adelaida (de 10 a 25 pies). Estas laderas producen vinos de calidad superior gracias al drenaje, la exposición al sol y la moderación de la temperatura, características de este terruño, que concentran los aromas de la uva. La vendimia mecánica en estas laderas exige sistemas de tracción que puedan operar con fiabilidad en ángulos donde la fuerza gravitatoria del peso de la máquina se convierte en un factor determinante.
| Pendiente | Fuerza de pendiente (8 t) | % de tracción | Preocupación por la estabilidad |
|---|---|---|---|
| 10% (6°) | 7,8 kN | 25% | Bajo |
| 20% (11°) | 15,4 kN | 48% | Moderado — Desplazamiento del centro de gravedad |
| 30% (17°) | 22,9 kN | 72% | Alto: margen cercano al de reingreso |
En una pendiente de 30%, la fuerza gravitatoria consume 72% de la tracción disponible, dejando solo 28% para la resistencia a la rodadura y la propulsión hacia adelante. El sistema de transmisión debe distribuir este presupuesto limitado de tracción con precisión entre las ruedas que suben y las que bajan. Si la rueda que sube recibe demasiado par motor en relación con su tracción reducida (menor peso debido al desplazamiento del centro de gravedad), patina, desperdiciando el excedente de tracción y dañando las raíces de la vid. Si la rueda que baja recibe muy poco par motor, la máquina desacelera y el mecanismo de vibración sobrecarga la sección de la vid, dañando las bayas y reduciendo la calidad del vino.
La operación transversal (atravesar la ladera en lugar de subir o bajar) es común en viñedos plantados en contorno. En una pendiente transversal, la transferencia de peso de las ruedas que suben a las que bajan es constante, lo que reduce la carga de la rueda que sube aproximadamente de 8 a 151 TP3T por cada 101 TP3T de pendiente. La transmisión de las ruedas debe compensar reduciendo el par motor en la rueda que sube (evitando el deslizamiento) y aumentando el par motor en la rueda que baja (manteniendo la velocidad), una tarea de gestión diferencial del par que requiere motores hidráulicos independientes por rueda o una función electrónica de deslizamiento limitado en el sistema hidrostático.
El descenso en un viñedo en pendiente es más peligroso que el ascenso, ya que la fuerza gravitatoria actúa en la dirección de la marcha y la transmisión debe proporcionar un par de frenado continuo para evitar que la máquina acelere más allá de la velocidad de cosecha objetivo. En una pendiente descendente de la 25%, la aceleración gravitatoria es de aproximadamente 2,4 m/s², lo que significa que la máquina aceleraría de 3,5 km/h a 12 km/h en 3 segundos si la transmisión perdiera el par de frenado. La transmisión hidrostática proporciona un frenado natural mediante la contrapresión del motor hidráulico, pero el par de frenado debe ser continuo y proporcional. Cualquier interrupción (una falla en la manguera hidráulica, una fuga en el sello del motor o una pérdida de control del desplazamiento de la bomba) provoca que la máquina se descontrole en una pendiente pronunciada del viñedo sin intervención de frenado mecánico en menos del tiempo de reacción del operador, que oscila entre 0,5 y 1,0 segundos.
Control de velocidad para una uva de calidad: la velocidad de avance determina la calidad del vino.
Las varillas vibratorias de una cosechadora de uva oscilan entre 350 y 500 ciclos por minuto, desprendiendo las uvas individualmente de los racimos y dejando los tallos, las hojas y las uvas verdes adheridas a la vid. La eficacia de esta cosecha selectiva depende del tiempo de exposición: cuánto tiempo permanece cada sección de la vid dentro de la zona de vibración al paso de la máquina. El tiempo de exposición se controla mediante la velocidad de avance: una velocidad menor implica una mayor exposición (se eliminan más uvas, pero hay mayor contaminación por hojas y tallos), mientras que una velocidad mayor implica una menor exposición (se eliminan menos uvas, pero la cosecha es más limpia).
La velocidad óptima de avance viene determinada por la variedad de uva, el grado de madurez y el sistema de espaldera, y suele ser establecida por el enólogo o el encargado del viñedo para cada parcela de cosecha. Para las variedades de piel fina (Pinot Noir, Riesling), la velocidad se ajusta a un valor mayor (de 3,5 a 5,0 km/h) para minimizar el daño a las bayas por agitación excesiva. Para las variedades de piel gruesa (Cabernet Sauvignon, Shiraz), la velocidad puede ser menor (de 2,5 a 3,5 km/h) porque las bayas toleran mayor agitación sin agrietarse. La tracción de las ruedas debe mantener esta velocidad establecida dentro de un margen de ±0,1 a 0,2 km/h (una banda de precisión de 3 a 5%) en todo el rango de pendientes del terreno, condiciones del suelo y niveles de llenado de la tolva.
El valor económico de esta precisión de velocidad es sustancial. Un estudio independiente del Instituto Australiano de Investigación del Vino descubrió que las tasas de daño en las bayas aumentan entre 8 y 12 puntos porcentuales por cada 0,5 km/h de aumento por encima de la velocidad óptima para la variedad, y cada punto porcentual de daño en las bayas reduce la puntuación de calidad del vino resultante en aproximadamente 0,3 a 0,5 puntos en una escala de 100 puntos. Para uvas de vino premium valoradas entre 1.500 y 5.000 USD por tonelada, una reducción de 5 puntos en la puntuación de calidad puede disminuir el valor de la uva entre 15 y 25%, o entre 225 y 1.250 USD por tonelada. En un viñedo de 50 hectáreas que produce 8 toneladas por hectárea, esta pérdida de calidad relacionada con el control de velocidad puede alcanzar entre 90.000 y 500.000 USD por cosecha, superando con creces el coste total de un vino premium. caja de cambios planetaria de tracción a las ruedas con una regulación de velocidad superior.
Tres modos de fallo específicos de los sistemas de transmisión de las ruedas de las cosechadoras de uva
El centro de gravedad elevado (de 2,0 a 3,0 m) y el ancho de vía estrecho (de 2,5 a 3,2 m) producen un ángulo de vuelco estático de 25 a 35 grados. En una pendiente transversal de 25%, la máquina ya consume 70% de su margen de vuelco estático. Cualquier cambio repentino en el par de tracción —una corrección del control de tracción, un cambio de dirección al final de una hilera o el bloqueo y liberación de una válvula hidráulica— produce una aceleración lateral que reduce temporalmente el margen de vuelco restante. Un pico de par de 30% por encima de la media puede reducir el margen de estabilidad efectivo a menos de 5 grados, dentro del rango de irregularidades de la superficie del terreno (raíces de vid, surcos de riego) que la máquina encuentra habitualmente.
La vendimia se realiza de septiembre a noviembre (hemisferio norte) o de febrero a abril (hemisferio sur), a menudo en condiciones húmedas con rocío matutino, lluvia nocturna o humedad del riego. Los neumáticos de tracción operan a una distancia de entre 0,3 y 0,5 metros de los troncos de las vides, y cualquier deslizamiento de las ruedas sobre el suelo húmedo entre hileras puede excavar surcos que cortan las raíces absorbentes superficiales. Estas raíces se extienden de 0,5 a 1,5 metros desde el tronco y se concentran en los primeros 15 a 30 cm de suelo, precisamente la zona donde el deslizamiento de un neumático causa el máximo daño. Una sola pasada con deslizamiento de rueda puede reducir el rendimiento de la vid entre 5 y 101 TP3T durante las siguientes 1 o 2 temporadas, mientras el sistema radicular dañado se recupera. En viñedos de alta gama, donde las vides establecidas tienen entre 20 y 50 años (e irremplazables dentro del sistema de clasificación de calidad), el daño a las raíces causado por el deslizamiento de las ruedas se considera un daño permanente para el viñedo, no solo una reducción temporal del rendimiento. Algunos administradores de viñedos de alta gama prohíben por completo la vendimia mecánica si el control de tracción de las ruedas no puede garantizar un funcionamiento sin deslizamientos, prefiriendo el mayor coste de la vendimia manual al riesgo de dañar las raíces de la vid debido a un sistema de tracción de ruedas controlado de forma inadecuada.
Durante la cosecha, el jugo de uva (pH de 3,0 a 3,8, con un contenido de azúcar de 15 a 251 TP3T en peso) gotea desde las placas recolectoras y las cintas transportadoras sobre las carcasas de transmisión de las ruedas y los sellos de los ejes. El contenido de azúcar hace que el jugo sea extremadamente pegajoso; al secarse, se convierte en un residuo duro e higroscópico que atrae la humedad y favorece la corrosión en superficies de acero sin protección. El ácido tartárico y málico del jugo ataca el material de sellado NBR estándar, provocando hinchazón y endurecimiento que reducen la flexibilidad del sello en un plazo de 200 a 400 horas de exposición. La combinación del ataque ácido y la retención de humedad del residuo de azúcar produce tasas de corrosión en acero dulce sin protección de 5 a 8 veces superiores a las de entornos de agua limpia.
Almacenamiento estacional: el mismo desafío que enfrentan los recolectores de manzanas, agravado por los residuos de jugo de uva.
Al igual que las cosechadoras de manzanas, las cosechadoras de uva operan durante un breve período anual (de 15 a 35 días en la mayoría de las regiones vinícolas) y se almacenan durante los 330 a 350 días restantes. Los mecanismos de degradación relacionados con el almacenamiento —corrosión por inactividad de los cojinetes, deformación permanente por compresión de los sellos y humedad interna por condensación— son idénticos a los descritos para las cosechadoras de manzanas. Sin embargo, las cosechadoras de uva se enfrentan a un riesgo adicional durante el almacenamiento: los residuos de jugo de uva.
Si las superficies de transmisión de las ruedas no se limpian a fondo antes del almacenamiento, el jugo de uva seco forma una costra dura y rica en azúcar que absorbe la humedad atmosférica durante todo el período de almacenamiento, manteniendo un microambiente ácido y húmedo constante en las superficies de acero. Este contacto persistente entre ácido y humedad produce corrosión por picaduras en las superficies expuestas del eje, las caras de la carcasa y las zonas de contacto de los sellos a tasas significativamente más altas que la corrosión por condensación en superficies limpias que afecta a otras máquinas de uso estacional. La limpieza previa al almacenamiento de todas las superficies externas de transmisión de las ruedas, seguida de una ligera capa de aceite anticorrosivo en las superficies de acero sin pintar, es la medida de preparación más eficaz para el almacenamiento de las transmisiones de las cosechadoras de uva.
Preguntas frecuentes
Korea Ever-Power ofrece sistemas de transmisión para cosechadoras de uva con pares de torsión de 3.000 a 20.000 Nm, que brindan estabilidad de alto centro de gravedad, tracción en pendientes y protección contra la corrosión por ácidos orgánicos.
Editor: Cxm
