¿Qué es un tractor de alta potencia?

Clasificaciones hay para todos los gustos: en función del entorno en el cual se desenvuelven (estrechos, multipropósito, cerealista, etc.); en función de su arquitectura: simple tracción, eje delantero motriz, doble tracción (neumáticos isodiamétricos); bien según su tren de rodadura: ruedas, banda de goma, cadenas, etc.; o por su potencia, dimensiones y pesos.

El presente artículo se centra en tractores con arquitectura convencional, es decir aquellos tractores con ruedas desiguales y con el eje delantero motriz y que no son tractores 'estrechos', que son aquellos tractores referidos a cultivos especialistas como frutales y viñedo. En base a esta arquitectura convencional la clasificación más habitual es la que divide a los tractores por la escala de potencia:

• Tractor pequeño: 41 – 70 CV, con cilindrada < 3.500 cc en motores de 3 o 4 cilindros. Son tractores con una relación peso/potencia entre 35 a 40 kg/CV, por lo que su masa está entre los 1.500 y los 2.800 kg. Distancia entre ejes de 1.800 y 2.300 mm.
• Tractor mediano: 71 – 115 CV, con cilindradas entre 3.500 y 4.500 cc en motor de 3-4 cilindros y con pesos en vacío entre los 4.000 y los 5.000 kg. Es el típico tractor compacto, batalla entre los 2.000 y 2.400 mm, que aunque su masa sin lastre es comedida sí tiene una potencia importante. Es un tractor polivalente, multiuso, ideal para explotaciones de 'todo un poco', también para la industria ganadera. Diseñado para moverse en espacios estrechos, pero que es capaz de comportarse muy bien en espacios abiertos.
• Tractor grande: 116 y 165 CV, con motores de 4 o más habitualmente 6 cilindros, que cubican sobre 4.500 cm³ y que suelen ofrecer gestión de potencia. Peso en vacío de 4.500 hasta 6.000 kg y batalla de 2.400 a 2.600 mm. En este segmento suele haber tractores 'cortos' con batalla contenida, sobre 2.400 mm y los denominados 'largos' con batalla propia del siguiente segmento, 2.600 mm.
• Tractor muy grande: 166 a 250 CV, con motores en su mayoría de 6 cilindros con cubicaje entre los 4.500 y los 6.000 cm³ que ofrecen 'potencia extra'. Peso en vacío entre 6.500 y 8.500 kg y una batalla de 2.600 a 2.850 mm. Es el sector donde ya se sitúan muchos modelos 'estrella' de los fabricantes. Un sector con clientes particulares pero también maquileros, típico del sector cerealista, para grandes extensiones donde se necesita una gran capacidad de tracción y potencia a la Tdf.
• Tractor extra grande: 251 a 500 CV con motores de 6 cilindros y con cilindradas desde los 6.000 hasta 12.500 cc. Con pesos en vacío desde los 8.500 hasta 14.000 kg y distancia entre ejes entre 2.800 y 3.300 mm.

El año pasado en España apenas se sobrepasaron las 10.000 unidades totales de tractores nuevos vendidos, con un importe total de venta de 487 millones de euros. Aunque la potencia media del tractor vendido fue de 115 CV en el segmento de los 166-250 CV, se vendieron en torno a las 1.900 unidades, un 19 % del mercado con un valor aproximado de 175 millones de euros, lo cual supone aproximadamente 500 €/CV de este tractor ‘tipo’.

La consecuencia es que en paralelo a la potencia hay que destacar características que diferencian un segmento de otro. En el caso de los tractores ‘grandes y de alta potencia’ lo más llamativo es su comportamiento en base a sus dimensiones básicas (anchura de vía y distancia entre ejes), a su masa y al tamaño de los neumáticos.

• Batalla: Dato fácil de obtener y que sirve como base para comparar el comportamiento entre tractores. El tractor representativo de este segmento es un tractor ‘largo’ para que ganen en estabilidad en el trabajo de campo y que sean capaces de asumir esfuerzos desequilibrados respecto del plano medio del tractor. El tractor ‘muy grande’ está comprendido por modelos con batallas entre los 2.600 y los 2.850 mm. En la arquitectura típica de este tipo de tractores, según sube la batalla se va perdiendo maniobrabilidad porque disminuye el radio de giro, por eso cuando se pasa a potencias aún superiores (tractores extragrandes o incluso los gigantes se recurre a articularlos en el centro como en el caso también de los tractores forestales).
• Masa (o peso): Parámetro más que importante para determinar el comportamiento de esta clase de tractores. Hay dos cifras importantes en relación a la masa: por una parte las masas sin lastre y por otra la masa máxima autorizada que mediante contrapesos e hidroinflado se puede alcanzar.
• Relación Peso/Potencia: Desde una percepción histórica, desde 1970, la relación peso/potencia (kg/CV) ha ido en continuo descenso mientras que la potencia en constante aumento. Es decir que los tractores cada vez más potentes ‘no engordan’en peso. ¿Por qué? Pues entre otras cosas porque al fabricante le interesa: un fabricante vende caballos pero fabrica kilogramos. Esto significa que el fabricante vende un tractor con una potencia mayor pero con menos kilos, además se han ido acomodando los sistemas de lastrado: pastillas delanteras, pesa en el elevador delantero, hidroinflado… Aquellos tractores con la relación peso/potencia alta significa que son óptimos para trabajar a menos velocidad mientras que aquellos con relación masa/potencia baja están obligados a trabajar a más velocidad o bien a aumentar el lastre para realizar labores con elevado esfuerzo de tracción, o bien se prefieren para trabajar con máquinas conectadas a la tdf o para hacer transporte. Se debe recordar siempre que la potencia es el producto de la fuerza por la velocidad. Si se trabaja a poca velocidad será necesario un gran esfuerzo de tracción para poder utilizar la totalidad de la potencia del motor y esto a la postre significa aumentar el peso.

Foto 3. Facilidad de lastrado rápido para adecuar la masa del tractor al trabajo a desarrollar. Kubota M7⁰⁰¹ de 170 CV.

Siendo:

• M la masa en kg
• N la potencia CV
• ηt la eficiencia en la transmisión (se puede estimar entre 0,9 y 0,85)
• *270/(velocidad teórica en km/h)*μ*1)
• μ es un coeficiente de adherencia neumático-suelo (se puede estimar entre 0,5 y 0,65)

La masa para un tractor de 250 CV trabajando a 7 km/h sería:

En la tabla 1 he seleccionado algunos modelos del amplio abanico que ofrece este segmento que cumple con las particularidades marcadas para los tractores 'muy grandes y alta potencia'. De esa tabla se observa, por ejemplo, que el Fendt 724 tiene 7.980 kg de peso 'en vacío' y se debería incrementar en unos 3.000 kg a base de lastre para aprovechar bien la potencia motor para un trabajo de tiro de levantamiento de un rastrojo. Si se quiere trabajar más lento de los 7 km/h se debería subir la masa todavía más.

Tabla 1. Batallas, pesos y relación Peso/Potencia.

Dimensión

Grupos 47, 48 y 49

Tabla 2: Principales neumáticos ofertados en el segmento de la alta potencia (grupos 47, 48 y 49).

Presión

Presión en neumático ultrafexible.

Masa máxima admisible

Motor FPT de 6 cilindros con 6,7 l.

Es interesante observar la relación entre la cilindrada y la potencia para ver que motores van más o menos apretados.

Los datos oscilan entre los 24,5 y los 45 cm³ para cada CV. Los motores más apretados son aquellos que disponen de menos cubicaje para la potencia que proporcionan, mientras que los motores más ‘sobrados’ son los que cuentan con una mayor cilindrada para desempeñar la potencia que se les solicita.

En cuanto a la tecnología que se incorpora para cumplir la normativa de emisiones todos optan por la tecnología SCR (Reducción Catalítica Selectiva) o adición de urea en la postcombustión o incluso la unión de las 2 tecnologías imperantes: EGR (Recirculación de gases de escape) en combinación con la reducción catalítica SCR.

Es un segmento donde predominan las transmisiones con cambio bajo carga, también las denominadas continuas o infinitamente variables (CVT) con gestión electrónica conjunta de motor y transmisión.

• Transmisión bajo carga: Powershift suelen decir en inglés los catálogos que circulan por el mercado. Ya sea en inglés o en castellano, una transmisión bajo carga indica que existe una serie de velocidades que se seleccionan bajo carga (sin interrupción de potencia mientras dura la selección). En función de que toda la caja esté bajo carga o solo una parte se denominan cajas completas bajo carga (fullpowershift) o parcialmente bajo carga (semipowershift). Cada fabricante opta por una especificación, pero es habitual encontrar cajas con 4, 6 u 8 velocidades bajo carga. En las cajas más avanzadas se permite incluso personalizar la respuesta de la transmisión. Un inversor hidráulico de accionamiento eléctrico permite cambiar cómodamente el sentido de la marcha y así conseguir 18 o 20 o 24 velocidades en cada sentido.

• CVT: De todos los gustos, desde la Vario de Fendt hasta la AutoPower de John Deere o la AutoCommand de New Holland, la Dyna VT de Massey, etc. En cuanto a velocidad máxima, el límite en España está, según especificación, en 40 o 50 km/h, incorporando los modelos la posibilidad de alcanzar la máxima velocidad a bajas vueltas del motor.
• TDF: Lo habitual es encontrar al menos 3 regímenes de motor entre las velocidades 540 y 1000 con sus respectivas ‘económicas’. Los ejes de salida son de 35 mm (1 3/8 de pulgada) y con 6 y 21 estrías (eje reversible). No es conveniente de que un tractor con más de 200 CV y con un eje de salida de 35 mm esté desarrollando de forma continua toda la potencia del motor. Lo mejor es recurrir al eje de 45 mm con 20 estrías y 1.000 rev/min. También es habitual encontrar un eje de TDF delantera. En este caso lo más común son las velocidades de 1.000 rpm y con rotación a izquierdas (aunque en el mercado también encontraremos para la tdf delantera el giro a 540 y con la opción de giro a la derecha).

• Bastidor: Hay tres concepciones arquitectónicas en el diseño del tractor ‘grande’. Por una parte el diseño tradicional que consiste en una estructura ‘monolítica’ donde todos los componentes (eje delantero, motor, carcasa de cambio, eje trasero) van ‘cosidos’ por tornillos entre si. Pero hace ya dos décadas que se presenta en el mercado el concepto del bastidor en el tractor. El bastidor tiene por finalidad soportar y absorber los enormes esfuerzos tanto en los planos longitudinal y transversal que sufre el tractor durante su trabajo. En esta estructura el motor se apoya sobre el bastidor, pudiendo ‘aligerarse’ su fabricación puesto que ya no va a ser elemento resistente (igual que en automóviles, camiones, autocares, etc.). El bastidor puede extenderse desde el eje delantero al trasero (tractor de bastidor único) o bien otros fabricantes colocan un semibastidor para soportar el motor y servir de amarre a la eventual pala, pero sin alargarse hasta las trompetas del eje trasero.

• Tracción: En este segmento, hasta los 250 CV, todos los fabricantes optan por la arquitectura convencional de ruedas desiguales y el eje delantero motriz. Esta arquitectura se demuestra la mejor porque todavía los neumáticos son capaces de transmitir toda la potencia del motor y además es ideal para trabajos con apero vertedera donde la rueda puede ir en el surco.
• Eje trasero: El puente trasero es considerado habitualmente el ‘fusible’ del tractor, pues al pasar toda la potencia por los palieres hasta la reducción final tener un diseño mayorado es garantía de un buen tractor. La reducción final utiliza un sistema planetario de 3 o mejor 4 engranajes (planetas) que giran en el interior de la corona (que va formando parte de la trompeta). En el eje trasero es donde se da la mayor cascada de desmultiplicación desde el eje de salida del motor. En el sistema planetario lo normal es encontrar una relación de desmultiplicación del orden de 5 o 6 a 1. Esto significa que los pares de fuerza se van multiplicando en cada semieje. Si a esto le sumamos la reducción final se llega a reducciones totales en torno a los 30 a 1. Imagine el incremento de tensiones en los engranajes y entenderá cuando mencionábamos que este es el ‘fusible’ del tractor, para evitar que tales pares puedan fatigar a los engranajes y ejes. Por ello se da un sobredimensionamiento e incluso se usan engranajes de tipo hipoide para tener más superficie de contacto entre los dientes.

• Los frenos: Se suelen colocar de disco húmedo en cada semipalier. Está generalizada la colocación de frenos hidráulicos y/o neumáticos para remolque, y no generalizado pero si como opción en algunos tractores del segmento la colocación de frenos, y también de disco húmedo en el eje delantero.
• Diferencial: El sistema de bloqueo del diferencial también marca diferencia a pesar de la creencia todavía arraigada en el agro español en cuanto que el diferencial produce roturas, llegándose por parte de algunos agricultores a condenar la palanca o pedal de bloqueo. Lo más habitual en este rango de potencia es que los tractores incorporen un sistema de bloqueo del diferencial trasero de tipo manual de accionamiento eléctrico, mientras que en el eje delantero se suele optar por diferenciales automáticos.

Bombas de pistones de más de 100 l/m con sistema de compensación de presión y caudal (sobre 200 bares de presión máxima) que tiene la particularidad de suministrar aceite con la presión y el caudal necesario solo cuando se necesita. Esto significa reducir la carga del motor cuando no es necesaria, además de no ‘laminar’ aceite generando calor y reduciendo su vida útil. El control del elevador es electrónico con control de carga (línea sensora siempre en los brazos inferiores) y con amortiguador de oscilaciones, ofreciendo un número de válvulas entre 3 y 6, normalmente electrohidráulicas y con caudal ajustable.

El enganche posterior es de categoría III N y III y con enganches rápidos. La capacidad promedia de elevación está en los 6.000-7.000 kg, según ensayo normalizado OCDE (610 mm de distancia de las rótulas inferiores).

Mientras que el elevador delantero, si lo lleva, tiene una capacidad de elevación de unos 4.000-5.000 kg, hay otras opciones de enganche estándar para aplicaciones ‘sencillas’ (transporte de depósitos de semilla, lastre…) y para aplicaciones’profesionales’ que permiten incluso el laboreo.

Se incluyen muchos automatismos en el eje delantero y la gestión de la dirección, suspensión y conexión de la tracción. Se encuentran tractores a los cuales se les ha dotado en el eje delantero de un giroscopio para que corrija el potencial derrape y sobreviraje del tractor. Además el número de vueltas de volante cambia según se estén realizando maniobras (del orden de 3 vueltas de volante entre topes), por ejemplo en cabeceras, o en transporte (en torno a las 5 vueltas de volante entre topes), al mismo tiempo se puede variar la resistencia del volante.

Lo habitual es encontrar ejes con suspensión independiente e incluso opciones más caras con autonivelado. En este caso el trabajo se le deja a dos cilindros de doble efecto que además de absorber las cargas por los obstáculos habituales del camino también son capaces de suministrar presión sobre el eje para mejorar la tracción. Los fabricantes suelen ofrecer también en este apartado los ejes reforzados, y sistemas de antibloqueo de frenos (ABS), como en algunos modelos del grupo CNH.

El control de deslizamiento es una opción muy extendida. Se dota al tractor de control del deslizamiento (patinamiento) de las ruedas y se mantiene las cifras entre el 6 y 10%. Para controlar el deslizamiento el tractor incorpora un radar que mide la velocidad real de avance y la compara con la velocidad teórica.

El nivel de ruido que impera en el mercado ronda los 72 dB(A) que se logran gracias a la ‘desunión’ cabina-cuerpo del tractor, así como por los vidrios laminados con capa disipadora entre ambas láminas y otros técnicas como las alfombrillas de gomaespuma, junquillos de las puertas, etc. Las cabinas son anchas, disponen generalmente de una única puerta y con una buena habitabilidad, por lo que permite la presencia de asiento de acompañante, cajas con refrigeración, etc.

• Controles: Es los que se espera en una máquina de los precios que se manejan en este sector de potencia donde muchos fabricantes colocan a sus ‘buques insignia’. Es habitual encontrar tractores con gestión de cabeceras, posibilidad de integrar los sistemas de la agricultura de precisión, conexión ISOBUS, programación de caudal en válvulas externas, etc.
• Conexión ISOBUS: Con este tipo de conexión se establece una puerta de comunicación entre el tractor y el apero que interaccionan para una gestión común y además permite utilizar un único monitor e interfaz ISO para el control de todos los aperos con comunicación ISOBUS.
• Monitores: Para la ayuda a la conducción. Tienen tamaños de pantalla entre los 18 y los 25 cm y son capaces de ofrecer varias pantallas como la de ‘Trabajo’, donde se da información de área trabajada, velocidad promedio, utilización de combustible; o bien pantallas para la gestión de cámaras de vídeo en el caso de llevarlas; o de monitoreo de la máquina (revoluciones, temperatura de refrigerantes, presiones, etc.)

• Luces: Se trata de tractores que trabajarán muchas horas en jornadas tanto diurnas como nocturnas. Por eso el paquete dedicado a luces de trabajo es de lo más variado y siempre con la opción del cliente de mejorar la especificación. Los paquetes de iluminación se ofrecen tanto en versiones económicas como de ‘lujo’, con la posibilidad de incrementar el número de faros, pero también la tecnología y así elegir halógenas, Xenón o LED.
• Asiento: Con suspensión avanzada mecánica en la especificación más baja pero neumática y electrohidráulica en el buque insignia, capaces de ofrecer calefacción en la banqueta y en el soporte lumbar, giro para acomodar mejor la entrada y salida de la cabina, pero incluso suspensión ‘inteligente’ tanto lateral como longitudinal y vertical. Un conjunto de sensores (posición, acelerómetro, etc.) envía la información para que las válvulas de mando gobiernen el caudal de aceite hasta un cilindro hidráulico para reducir el movimiento vertical y horizontal del operador incluso programando la firmeza de la suspensión según el terreno que se pisa. El asiento se complementa con los reposabrazos que si bien el izquierdo suele ser un convencional, en el derecho se suelen implementar toda clase de mandos: régimen del motor, control de crucero, control de transmisión, mandos del elevador y válvulas a distancia; mandos de tdf; control de diferencial/es, etc.