Superficie biomimética aplicada a la maquinaria agrícola
Grupo de trabajo
Eduardo Favret. Instituto de Suelos
Mario Tesouro. Instituto de Ingeniería Rural
Adrián Canzian. UTN Regional Pacheco
Lorena Setten. Instituto de Suelos
Leonardo Venturelli. Instituto de Ingeniería Rural
Marcos Roba. Instituto de Ingeniería Rural
Angel Romito. Instituto de Ingeniería Rural
Sobre la tecnología
Investigadores del Instituto de Suelos e Ingeniería Rural desarrollaron una alternativa tecnológica que consiste en el diseño de la superficie de órganos activos de maquinaria agrícola basado en los principios de la biomimética, en este caso particular, inspirada en la cutícula del tórax de un insecto, específicamente en la hembra del bicho torito.
Problemas o necesidades que resuelve
La adhesión del suelo a la superficie metálica aumenta la resistencia al laboreo y produce en consecuencia un mayor consumo de energía y menor calidad del trabajo. Esta propuesta tecnológica soluciona precisamente este problema: reduce de manera significativa el esfuerzo tractivo, lo cual repercute positivamente en la eficiencia energética y consecuentemente en el consumo de combustible. Amplía la ventana temporal para realizar las labores porque permite trabajar con distintos valores de humedad en el suelo.
Propuesta
El principio de esta propuesta radica en rediseñar con criterio biomimético la superficie del órgano activo que interactúa con el suelo. A partir de esta superficie modificada surge una nueva topografía, con cavidades dispuestas en un patrón hexagonal cuya unidad morfológica es un triángulo equilátero. Este cambio otorga propiedades antiadhesivas y autolimpiantes, aspectos totalmente novedosos en el sector agrícola, logrando reducir la adhesión del suelo a la superficie metálica. En la relación que se genera entre el suelo y las herramientas de labranza existe un componente fundamental conocido como resistencia mecánica, la cual condiciona la mayor o menor facilidad con que el suelo puede ser laboreado. Esta relación está definida por dos propiedades, la adhesión y la fricción. La adhesión se describe como la fuerza de atracción que se opone al deslizamiento del suelo sobre el metal. La textura es un factor relevante. A medida que la proporción de partículas de arcilla aumenta, la adherencia se incrementa. La fricción hace referencia a la magnitud del rozamiento suelo/metal y depende del grado de pulido de la herramienta. La teoría clásica sostiene que cuanto mayor sea el pulido, menor será la fricción y por lo tanto mayor será la eficiencia energética. A medida que aumenta la adhesión, se produce la fricción suelo/suelo, aumentando la demanda energética. Las propiedades mencionadas de la superficie biomimética reducen la adhesión y se produce un reemplazo de la fricción suelo-suelo por una fricción suelo-metal que resulta ser de menor magnitud. Es así que disminuye la resistencia al deslizamiento de la herramienta, lo cual se manifiesta como una menor fuerza de tracción requerida, aumentando de esta manera la eficiencia energética con el consecuente ahorro de combustible y horas de trabajo.
Ventajas
1.Reduce la fuerza de tracción demandada en un 7% lo cual repercute en la eficiencia energética con que se realiza la labor y, consecuentemente en el ahorro de combustible}.
2.Es una tecnología amigable con el medio ambiente ya que la eficiencia energética que se logra con su uso logra disminuir la emisión de gases de efecto invernadero (GEI). Uso racional del combustible y el manejo sustentable del suelo.
3.Se puede aplicar no sólo a órganos activos de maquinaria agrícola, sino también a maquinaria utilizada en otras ramas de la producción
4.Los pequeños productores que dependen de la tracción animal como fuente de energía, pueden verse ampliamente beneficiados.
Posición en cuanto a la Propiedad Intelectual
TRL 4. La supeficie ha sido desarrollada y se implemento en maquinaria agricola. Se estan realizando estudios de utilizacion en entorno relevante de la tecnologia. Tecnologia Patentada (superficie biomimetica).
Título de la patente: “Modified surface topography for an agricultural tool”. Patente Nº: US9.137.937A2 otorgada por la Oficina de Patentes y Marcas de Estados Unidos de América (USPTO)
Título de la invención: "FERRAMENTA AGRICOLA” N/Ref.: 432 - 2443 BR otorgada por la Oficina de Patentes de Brasil (INPI). Patente Nº BR 102013026703-1
Título de la invención: "Órgano activo de maquinaria agrícola que interactúa con el suelo, con topografía superficial modificada"
Patente N° AR093034B1 otorgada por la Administración Nacional de Patentes del Instituto Nacional de la Propiedad Industrial (INPI) Argentina.
Palabras clave
#biomimética #eficiencia #energética #adhesión #maquinaria #agrícola #superficie #nanotecnología #suelo #topografía #energía #fuerza de tracción
Contacto
NANNI MARIANA
[email protected]
INTA Castelar
Coordinación Nacional de Vinculación
Tecnológica y Relaciones Institucionales
Buenos Aires - Argentina
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