RECOLECCIÓN DE ALGODÓN 13.1.- Introducción. aspectos agronómicos El cultivo del algodonero (Gossypium) se ha venido tradicionalmente realizando en Andalucía, Extremadura y Levante. varía entre 20 y 45 mm con un calibre entre 15 y 25 micras y determinan la calidad de la fibra. Cuando el fruto, que presenta una maduración escalonada, está maduro, abre la cápsula y de ella emergen las fibras. Los aprovechamientos del algodonero son: - Fibra textil principalmente. - Producción de aceite comestible, ya que la semilla contiene entre un 18 y un 20% de grasa. - La torta u orujo que se obtiene de la extracción de aceite de la semilla tiene una alta riqueza proteínica, si bien contiene gosipol, un alcaloide tóxico que exige su extracción antes de darla al ganado. - La cáscara de la semilla se usa como combustible y para alimentación de ganado vacuno y ovino. - La borra tiene aplicación industrial, y se usa para la fabricación de fieltros, hilos, cuerdas,… La evolución de este cultivo indica que, en la década de los sesenta, la superficie cultivada aunque con menores rendimientos por ha, ofrecía producciones que cubrían la práctica totalidad de las necesidades nacionales de fibra. A partir de la década de los setenta la superficie cultivada fue disminuyendo quedando tan reducida que se hizo necesaria la importación de fibra de algodón para cubrir las necesidades españolas, lo cual pudo ser debido a una evolución desfavorable de los precios del producto, a la gran competencia extranjera, a las elevadas exigencias culturales, al elevado precio de los salarios, al bajo nivel de mecanización y a problemas sociales. A partir de la década de los 80 empezó un resurgimiento en España de este cultivo, sobre todo porque las nuevas técnicas, como son la siembra bajo cubierta de plástico y la introducción del riego por goteo, ofrecen notables ventajas. Para estudiar la recogida mecánica de esta planta, es necesario conocer aspectos culturales tales como, que el agodonero pertenece a la familia de las Malvaceas, que su raíz es pivotante y muy profunda, que sus flores son dialipétalas, con cuatro brácteas y que su fruto contiene de 6 a 10 semillas rodeadas de unas células epidérmicas que constituyen la fibra del algodón, cuya longitud Es un cultivo con un elevado nivel de exigencias. Así se sabe que: - Su germinación es difícil, ya que no germina por debajo de 14º C. - El terreno tiene que tener un grado de humedad muy adecuado, ya que si es bajo no nace, y si es demasiado alto se pudre la semilla. - Una vez germinado, las bajas temperaturas causan gran cantidad de pérdidas en las plántulas. - La maduración se ve afectada negativamente con las lluvias otoñales. - Los suelos fuertes y fértiles escalonan la maduración, no ocurriendo así en suelos más débiles. - Las lluvias otoñales condicionan enormemente la recogida. - Es una planta con elevadas necesidades de abonado, y en términos muy generales y para las variedades más cultivadas en España que son Coker 201, 310 y 31, Promesa y Tabladilla 100, el abonado aconsejable es de 75 Ud de N, 100 de P2O5 y 150 de K2O en fondo y 75 Ud de N en cobertura distribuido en dos aportaciones. La siembra exige en primer lugar un laboreo primario muy profundo, debido a su fuerte y profunda raíz pivotante, por lo que se recomienda incluso un subsolado de forma que las líneas de siembra coincidan con las de las rejas del subsolador. A continuación se realizará un laboreo tan exigente como sea necesario para dejar un lecho de siembra que permita un íntimo contacto tierra-semilla que favorezca su difícil germinación. En cuanto a la fecha de siembra, hay que tener presente que en siembras tempranas puede haber pérdidas de semilla, lo que implica resiembras por exceso de humedad, y siembras tardías implican retraso en la maduración y problemas de lluvia durante la recolección. 1 Su distribución en el terreno ha de ser muy uniforme, por lo que requiere el uso de sembradoras de precisión. Debe hacerse a unos 70 cm entre líneas, lo que está haciendo modificar las máquinas recogedoras que normalmente exigen entre 90 y 110 cm, utilizándose de 60 a 80 Kg/ha de semilla, lo que implica en densidades de 120000 a 150000 plantas/ha. Trabajos de investigación realizados con variedades americanas aconsejan densidades de hasta 190000 plantas/ha, lo que condiciona aún más el uso de cosechadoras de fibra. Las binas o labores complementarias del cultivo son muy numerosas en secano y más escasas en regadío. Las producciones no llegan a los 1000 Kg/ha en secano y oscilan entre 3000 y 3500 Kg/ha en regadío. Tradicionalmente se ha venido regando a pie o por aspersión, pero el microclima originado por ambos sistemas de riego ha llevado a interesarse a agricultores y técnicos por el riego por goteo, pues con él, además de reducir el consumo de agua, se aumentan las producciones y se reducen ataques de Pulgones, Gusano rosado, Heliothis, Araña roja, Fusariosis y Verticilium, que son las plagas y enfermedades a las que es más sensible el algodonero. comercial recogedoras de cápsulas montadas sobre tractor. Estas máquinas recogen a hecho, o sea de una sola pasada, todas las cápsulas de algodón, dejando la planta casi desnuda. Al ser el algodonero planta de maduración escalonada recogen cápsulas abiertas y cerradas, lo que es un problema que no presentan las cosechadoras de fibra, pues pueden, al no causar daños importantes a las plantas, realizar más de una pasada recogiendo en cada ocasión sólo las cápsulas maduras. Según el tipo de mecanismos usados para el arranque las recogedoras de cápsulas se pueden clasificar en: • • • De peine fijo. De cilindro y barra fija. De cepillos cilíndricos. • Las recogedoras de peine fijo llevan unos dedos inclinados hasta 30-40º aproximadamente, situados en la parte delantera de la máquina, que al avanzar la máquina deslizan por debajo de las plantas levantando las ramas bajas y al llegar las cápsulas por su mayor tamaño quedan retenidas y las propias ramas de las plantas las empujan hasta el sistema de transporte. 13.2.- Evolución de la recolección mecánica La recolección manual consiste en ir avanzando el operario entre las líneas de cultivo, cogiendo las fibras de las cápsulas abiertas y metiéndolas en un saco. Es un trabajo muy incómodo que se realiza en períodos con una climatología agradable, que puede suponer casi un 75% de los gastos de cultivo, y que es necesario repetir, a causa de la maduración escalonada del algodonero, dos o tres veces en cada cultivo. Los primeros avances en mecanización lograron la recogida de cápsulas de forma masiva o a hecho, para ello se usaron sistemas a base de peines de púas primero y de rodillos giratorios. Después se desarrollaron las recogedoras de fibra, pudiendo agruparse las máquinas para recoger este cultivo en: • • Recogedoras de cápsulas. Cosechadoras de fibra. • Las recogedoras de cápsulas se usaron al principio como máquinas arrastradas por caballos y mulas, y posteriormente se desarrollaron a nivel Figura 1.- Recogedora de cápsulas de peine fijo. • Las recogedoras de cilindro y barra fija paralela, la hacer pasar la planta entre ambos, las cápsulas caen a un canal transportador, normalmente de tornillo sin fin. La distancia entre barra y cilindro puede ajustarse dejando más o menos separación con lo que se consigue una mayor limpieza en el producto recogido. Figura 2.- Recogedora de cápsulas de cilindro y barra. • Las recogedoras de dos rodillos, llevan un elevador a ambos lados de los cilindros y uno de los rodillos está sujeto por un resorte de tensión 2 regulable para ajustarse a las características de la variedad cultivada. • • • Rodillos. Tornillos sin fin. Corriente de aire. • Los de rodillos llevan una serie de dedos en su superficie haciendo circular las cápsulas e impurezas recogidas sobre una placa perforada realizando una limpieza grosera del algodón. Figura 3.- Recogedora de cápsulas de rodillos. • Las recogedoras de cepillos cilíndricos están formadas por dos cilindros con filas colocadas según sus generatrices construidas de cerdas o tiras de goma que en su giro inciden en las plantas provocando el arranque de las cápsulas. Para obtener la máxima limpieza los cilindros llevan un sencillo mecanismo que permite la regulación de la separación necesaria para adaptarse a las condiciones del cultivo. • Los de tornillos sin fin realizan un arrastre del conjunto recogido sobre una placa perforada haciendo también una limpieza grosera. • Los de transporte a base de aire llevan un ventilador que produce una corriente de aire en un canal transportador dentro del cual se hacen llegar cápsulas e impurezas recogidas. Por diferencia de densidad y de forma pueden realizar una cierta limpieza del producto recogido. El mejor o peor funcionamiento de estas máquinas de recolección masiva de algodón se ve condicionado por diversos factores entre los que se deben tener presentes: • Cultivar utilizado. • Densidad de siembra. • Cuidados culturales. Figura 4.- Recogedoras de cápsulas de cepillos cilíndricos. Los rodillos y peines de las recogedoras de cápsulas forman un ángulo con la horizontal de unos 30º y deben tener una longitud superior a un metro. La velocidad lineal de la zona de contacto rodillo planta tiene que ser de 1’25 a 1’5 veces la velocidad lineal de la máquina. Para contrarrestar el esfuerzo de los rodillos de arranque sobre la planta, que tiende sacarla del terreno, hay máquinas que colocan parejas de rodillos con giro en sentido opuesto a los de arranque que impiden que la planta sea arrancada, lo que es poco necesario porque el algodonero es una planta que, como se ha dicho, tiene una fuerte raíz pivotante, que salvo condiciones anómalas, se desarrolla mucho y resiste bien la acción de los rodillos o peines de arranque. Una vez arrancadas las cápsulas, y elevadas hay un sistema de transporte que las conduce a una tolva de recepción o a un remolque arrastrado por la propia máquina. Las máquinas comercializadas con uno u otro sistema de arranque de cápsulas utilizan tres métodos diferentes de transporte: • Cultivar utilizado: Son preferibles variedades con ramas de entrenudos cortos, de no mucho vigor y con fibra muy sujeta a la semilla para que no se quede entre los restos de la planta una vez recogidas las cápsulas. (Fibra corta mejor que fibra larga). • Densidad de siembra: En un cultivar determinado se sabe que mayor densidad de siembra implica plantas más pequeñas, entrenudos más cortos y mayor separación de las ramas más bajas del suelo, por ello y siempre que sea compatible con la productividad del cultivo es aconsejable sembrar con alta densidad. • Cuidados culturales: Las labores deben ir encaminadas a mantener libre de malas hierbas el cultivo, pues al cosechar manchan la fibra y deprecian el producto. Las cosechadoras de cápsulas reducen las pérdias de fibra a un 5-6% y llegan de 0’5 a 1 ha/h, según el porte de la máquina y la cosecha. Hoy que los nuevos cultivares y técnicas ofrecen unas características que posibilitan siembras que en otros tiempos eran consideradas de muy alta densidad, se plantean problemas de reducidas distancias entre líneas, lo que condiciona notablemente el proyecto de las máquinas. En este aspecto merece atención el 3 modelo desarrollado por John Deere de cosechadora de cápsulas de rodillo móvil y barra fija con capacidad para el arranque simultáneo de hasta 6 líneas de cultivo separadas 70 cm. • Las cosechadoras de fibra también denominadas cosechadoras de husillos, realizan un trabajo similar al que manualmente ejecutan los operarios en la recogida de algodón, pues son capaces de recoger la fibra de las cápsulas abiertas sin causar daños importantes a la planta, lo que permite dar más de una pasada, al menos en teoría, ya que económicamente no es a veces justificable, en espera de la maduración total de las cápsulas. Estas máquinas se pueden clasificar: • Según el tipo de husillos recolectores se pueden clasificar en cosechadoras de husillos cilíndricos y de husillos cónicos. Figura 7.- Tipos de husillos empleados en las cosechadoras de fibra. El principio de funcionamiento consiste en tocar la fibra de algodón con una pequeña barra que gira provista de pequeños salientes en su superficie lateral, que el algodón se enrede en ella y salga para la cápsula que lo contiene. • Según el sistema de accionamiento. • Según el número de líneas que recogen. • Según la altura de los órganos de recogida. • Según el tipo de husillo recolectores. Figura 8.- Principio de funcionamiento • Según el sistema de accionamiento se pueden clasificar en suspendidas al tractor, muy poco frecuentes, o autopropulsadas, las más usuales. Esa pequeña barra provista de salientes se le denomina husillo. Una vez enredado el algodón en el husillo, y habiendo tallado en él los salientes orientados como los de una lima o de una espiga de trigo, la fibra se puede hacer salir quedando limpios para actuar de nuevo. Su inclinación permite el movimiento en un sentido y lo hace mal cuando se mueve en sentido contrario. Figura 5.- Cosechadora de fibra de algodón. • Según el número de líneas que recogen, hasta hace poco se fabricaban de dos cuerpos, en la actualidad han empezado a comercializarse cosechadoras de 4 líneas de cultivo, con sistemas de accionamiento muy simplificados y que se adaptan a las nuevas imposiciones del cultivo en lo que a distancia entre líneas y densidad se refiere. Figura 6.- Cosechadora de seis líneas. • Según la altura de los órganos de recogida, se clasificaban antiguamente en cosechadoras de tambor alto o bajo, según su capacidad de adaptación al porte de las plantas recogidas. Lógicamente para hacer que entren en contacto todas las cápsulas con husillos es preciso asociarlos en barras portadoras, las cuales pueden asociarse en tambor y en cadenas. • El montaje y accionamiento tipo tambor coloca las barras portadoras verticalmente según las generatrices de un tambor. Éstas son cilindros huecos en cuyo interior se mueve un eje provisto de engranajes cónicos que accionan en su giro a otro engranaje también cónico fabricado en el extremo de cada husillo. Con este ingenioso sistema de montaje se consigue el giro simultáneo de todos los husillos. Lógicamente tanto el eje de accionamiento como husillos están provistos de rodamientos. Los del eje son cojinetes de bolas y los de los husillos casquillos antifricción. La barra portahusillos está dotada de un manubrio en su extremo superior que con un 4 rodamiento en su extremo circula por una leva que realiza su orientación, sacándolos de la masa foliar con un movimiento perpendicular a ella y orientándolos para la separación de la fibra y la humidificación. unidas a dos cadenas sin fin paralelamente según un tambor, presenta en la figura siguiente. colocadas como se 3 2 1 4 5 6 Figura 9.- Barra recolectora de algodón de 20 husillos. Para una mayor eficacia de la recogida los tambores portahusillos en algunos modelos se colocan por parejas como se presentan en la siguiente figura. Figura 10.- Esquema, visto desde arriba, del funcionamiento de los husillo de una cosechadora de algodón. Cada tambor de husillos está dotado de un movimiento de desplazamiento tal que la velocidad lineal de las barras portadoras es igual y opuesta a la de avance de la máquina, con lo que la resultante de desplazamiento planta con respecto al tambor es nula y se evitan así daños a las plantas. Además el conjunto lleva un sensor gracias al cual sube y baja adaptándose al terreno. Figura 11.- Sensor de adaptación al terreno. Las máquinas de tambor alto llevan 20 husillos/barra y las de tambor bajo 12 tan sólo husillos/barra. Cada tambor contiene unos 250 husillos, lo que implica que una máquina cosechadora de fibra adaptada a la recolección de dos hileras de plantas puede tener unos 1000 husillos accionados simultáneamente, lo que da una idea de su complejidad mecánica. • El montaje y accionamiento de cadenas se denomina así porque las barras portahusillos van 1.- Cadena sin fin. 2.- Peíne separador de fibra. 3.- Canal de recogida. 4.- Humedecedor-limpiador. 5.- Divisores. 6.- Sentido de avance. Figura 12.- Esquema de funcionamiento de una cosechadora de fibra. El accionamiento de los husillos se realiza por fricción y llevan en general 80 barras portadoras, con 16 husillos/barra y un sólo tambor recogedor, lo que implica 2560 husillos en movimiento por cada dos líneas recogidas. Como humedeciendo los husillos se conseguía una mayor eficacia, ya que se origina una mayor adherencia de la fibra, un sistema humedecedor que realiza simultáneamente la limpieza de los husillos, ayuda a separar la fibra y a mejorar la limpieza del producto. La separación del algodón de los husillos se realiza de dos formas, una más simple que consiste en hacerlos pasar entre peines y otra más compleja que consiste en poner en contacto los husillos con unos discos de caucho con salientes que giran a una velocidad tal que teniendo en cuenta la velocidad de los husillos, los tetones de los discos acarician los husillos haciendo salir el algodón enredado en ellos. Figura 13.- Disco para limpieza de husillos. El primer método es normal en las cosechadoras de husillos cilíndricos y el segundo en las de husillos cónicos. Para mejorar la eficacia del sistema de separación es frecuente que, en el instante de actuación de peines o discos, el husillo se pare o que incluso invierta el sentido de giro con lo que la fibra, debido a la inercia, se esponja y se separa más fácilmente. Una vez separada la fibra de los husillos, ésta cae a una cámara de recepción de la que, por la 5 succión que por efecto Venturi provoca la corriente de aire que origina un ventilador, y a través de unos conductos de transporte es enviada a una tolva de gran volumen, cerrada a base de rejilla metálica para permitir el paso del aire y de impurezas. - Transportar el algodón mediante succión provocada por un ventilador, e introducirlo en una tolva cerrada mediante rejilla metálica. - Voltear la tolva para su descarga en remolque mediante pistones. La tolva, que para mejorar su capacidad lleva en su interior un tornillo de Arquímedes que produce una cierta compactación de la fibra recogida, puede cargar hasta 500 Kg de algodón, está provista de pistones hidráulicos que la basculan provocando su descarga en grandes remolques. La siguiente figura muestra un esquema de la circulación de la fibra de algodón en una cosechadora. 8 7 6 9 5 4 3 2 10 11 12 13 1 1.- Elevador de matas. 2.- Recogedor neumático. 3.- Conducto transportador. 4.- Tanques de lubricación. 5.- Ventilador. 6.- Tanque de agua husillos. 7.- Conducto del transportador. 8.- Rejos de escape. 9.- Cesto para el algodón. 10.- Motor. 11.- Rueda única de dirección. 12.- Rueda motriz. 13.- Recogedor neumático. Figura 16.- Trayectoria del algodón desde los husillos recogedores hasta la tolva. Hay una serie de factores que condicionan el funcionamiento de las cosechadoras de fibra de algodón, entre ellos hay que tener presentes: Figura 14.- Descarga de la tolva. • Cultivar utilizado: Son preferibles variedades de tamaño medio, con ramas no muy próximas al suelo, con maduración uniforme, con fibra larga, flexible y de fácil extracción de las cápsulas. • Cuidados culturales: Es conveniente para un mejor funcionamiento de las cosechadoras realizar un aporcado que realce las plantas. Figura 15.- Tornillos sin fin de compactación de la tolva. El funcionamiento general de una máquina cosechadora de fibra necesita de las siguientes operaciones: - Reunir la masa de plantas, compactándola mediante divisores de chapa metálica en la zona de compactación de los husillos. - Esta compactación permite reducir la longitud de los husillos, lo que evidentemente significa mejoras en el funcionamiento dela máquina por producirse menos roturas. - Enredar la fibra de algodón en los husillos en la zona de compactación mediante el giro de los mismos. - Sacar los husillos con la fibra enredada en ellos de la zona de recogida, mediante el desplazamiento de las barras portadoras que componen el tambor. - Separar la fibra de los husillos mediante peines o tambores de discos. - Humedecer y limpiar los husillos mediante cepillos humidificadores. La siembra, uniforme en cuanto a distancia entre platas, tiene, lógicamente que guardar una separación entre líneas de cultivo acorde con las características dimensionales de la cosechadora a utilizar y ha de procurarse cultivar en largas besanas y evitar los caballones transversales a la dirección de marcha. Para un trabajo correcto, las regulaciones necesarias en estas máquinas son las correspndientes a la altura sobre el suelo de los cabezales, los cuales una vez posicionados de forma que no toquen el terreno, llevan un sistema de palpadores que detectan las irregularidades del suelo y actúan sobre un circuito hidrostático que sube o baja cada cabezal recogedor, y a la separación de cabezales para adaptar las máquinas a diferentes condiciones de cultivo. En este aspecto los cabezales pueden acercarse o separarse entre 0’9 y 1’1 metros de anchura, lo que para las condiciones agronómicas de este cultivo es en la actualidad un factor limitante que está obligando a los técnicos, para conseguir la necesaria conjunción agronomía-mecanziación, al desarrollo de máquinas cosechadoras que permiten menores distancias entre las líneas de plantas y así se presentan los modelos de reciente aparición en el mercado. 6 Es importante no comenzar la cosecha a primeras horas de la mañana y dejar de recoger a últimas horas de la tarde, pues el exceso de humedad puede provocar peligrosas fermentaciones en el algodón recogido. Debido a la complejidad mecánica de estas máquinas no debe ser olvidado es el del uso y entretenimiento, debiendo evitarse con frecuencia los husillos, los humedecedores y de los separadores. Figura 17.- Cosechadora recogiendo fibra. El rendimiento de las máquinas de recogida de algodón se puede cifrar en 1000 a 1300 Kg/hora en primera pasada y en 300 a 400 Kg/hora en segunda pasada. 7