VIBRACIONES EN EL TRACTOR

Ferguson TE 20 con motor Barreiros

CONDUCTOR EXPUESTO

Malas son las consecuencias de las vibraciones en los tractoristas. Y es que se unen dos hechos, el tractor como vehículo sin apenas suspensión y el trabajo en terreno extremadamente “rugoso”. Ambos hechos ocasiona que las vibraciones mecánicas (WBV) transmitidas  por todo el cuerpo sean la fuente principal de daños en los agricultores.

Un tractor “convencional” sin suspensión sólo cuenta con 2 sistemas de absorción de vibraciones: los neumáticos que suelen absorber las vibraciones de alta frecuencia y el asiento (menos mal de su rápida y buena evolución)

EL PROBLEMA

MB Trac

La vibración mecánica al transmitirse por todo el cuerpo (WBV) producirá riesgos, sobre todo, problemas con la espalda, en los tractoristas. La medicina preventiva en el trabajo intenta proteger a los trabajadores de las vibraciones de cuerpo entero (WBV) y sin olvidar otro tipo de vibraciones como son las denominadas de mano-brazo (HAV)

Las WBV se miden en unidades de aceleración (m/s²) denominados RMS (root mean square) y también en términos de VDV (vibration dose value), en unidades de m/s^1.75 

Modelo básico, ecuaciones diferenciales, del fenómeno vibratorio

Midiendo: Las mediciones las realizan los sensores denominados acelerómetros que si bien hace unos poco años eran sensores relativamente complicados hoy se han simplificado mucho por su uso continuo en telefonía móvil, mandos de videoconsolas, etc.
La modelización matemática del fenómeno vibratorio también está muy conseguida (no viene al caso pero se trata de un modelo donde interviene un muelle, ley de Hooke, un amortiguador y la ley de gravitación universal... en fin me gusta hablar del tema pero, repito, no viene al caso)

DIRECTIVA COMUNITARIA

La directiva comunitaria (basada en las normas ISO 5007 y 5008) proporciona dos valores para caracterizar las vibraciones: el de exposición media (EAV) y el de exposición límite (ELV) que es un valor no seguro a las vibraciones. Ambos valores se cuantifican como:

• Valor de exposición medio (EAV): 0,5 m/s² (aceleración RMS) ó 9,1 m/s^1,75 (VDV)
• Valor de exposición límite (ELV) es de 1,15 m/s² (RMS) ó 21 m/s^1,75 (VDV)

Ensayo en pista normalizada

Por supuesto la directiva comunitaria es amplia y se ha basado en multitud de estudios previos y en normas internacionales para tabular los datos de los trabajos agrícolas más comunes:

• Nivel bajo de vibración (WBV en m/s²): se consideran niveles bajos a aquellos trabajos con tractor haciendo pulverización, abonado y transporte con arados. Valores entre 0,36 y 0,8 m/s² WBV
• Valores moderados: a los trabajos con arado y transporte con remolque. Valores entre 0,5 y 1,10 m/s² y con posibilidad de traspasar el ELV de forma relativamente frecuente a lo largo de la jornada de trabajo
• Valores altos: a los trabajos con cultivador pesado trabajando en suelo duro y que dan unos valores WBV de 0,6 a 1,4 y con una frecuencia de alcanzar y sobrepasar el ELV alta

SUSPENSIÓN EN TRACTOR AGRÍCOLA

Suspensión eje delantero

Al diseñar un tractor en referencia a sus sistemas de suspensión se puede pensar en la suspensión del propio tractor como vehículo o suspensión de la cabina o  suspensión del asiento. Las opciones para el conjunto son todas las combinaciones posibles de los elementos anteriores.

Suspensión del cuerpo del tractor:
En cuanto a la suspensión del cuerpo del  tractor en realidad nos referimos a la suspensión de eje. Podemos encontrar:

• Tractores sin ningún tipo de suspensión. La suspensión se queda relegada a la que consiguen los neumáticos
• Tractores con eje delantero suspendido
• Tractores con suspensión en el eje delantero y trasero

Suspensión JCB Fastrac

La suspensión de eje se inicia en los años 70 y concretamente con modelos que si bien no son tractores agrícolas convencionales si son vehículos capaces de hacer un gran esfuerzo de tracción para el transporte agrícola o forestal. Concretamente son los modelos Trantor y Unimog de Mercedes los primeros en incorporarla (aunque cierto es que hay modelos previos con suspensión por ballesta)
Del Unimog derivará un poco más tarde en el tractor MB Trac.
Más tarde el modelo Fastrac de JCB se convierte en el primer 4WD (4 ruedas motrices de igual diámetro) con suspensión completa.

Suspensión de cabina

Suspensión semiactiva de cabina (1.- módulo electrónico; 2.- sensor de posición; 3.- amortiguador neumático

En el caso de la suspensión de cabina encontramos 4 posibilidades:

• Sin suspensión: la cabina tiene una unión mecánica directa con el cuerpo del tractor
• Suspensión mecánica mediante silent blocks (bloques de goma) que aislan ciertas frecuencias y amortiguan otras
• Suspensión mecánica trasera: la cabina va con rótulas en dos puntos de anclaje delanteros y dos amortiguadores, mecánicos o neumáticos, en los puntos de apoyo traseros



Valtra: Suspensión cabina inteligente

• Completamente suspendida: En los 4 puntos de apoyo se encuentra suspendida mediante un conjunto de resorte y amortiguador. Según la tecnología utilizada encontraremos casos de suspensión mecánica o suspensión hidráulica e incluso en la máxima especificación suspensión “inteligente” (regulada por microprocesador)

Es justo destacar como el fabricante que tradicionalmente más apostó por las cabinas suspendidas fue Renault (hoy absorbido por Claas). Fue por mis "dorados" años de 1987 cuando irrumpe en el mercado con su cabina “Hydrostable” que disponía de suspensión semiactiva y con ajuste automático de la suspensión. Todo un adelanto a su época y todavía hoy un placer subir en aquella cabina.

Suspensión del asiento

Asiento Grammer con suspensión neumática

Es sin duda la que más se ha incorporado a todos los tractores y ha supuesto un gran avance desde los años 70. Desde aquellas “cazoletas” de chapa sin ninguna suspensión o con apenas un “ballestón” se ha mejorado tanto que ahora los tractores pueden incorporar asientos de tan alto nivel en suspensión como cualquier vehículo de alta especificación.

Las suspensiones de los asientos han ido mejorando paulatínamente. La Administración ha tenido mucho que ver en esto y se les debe el reconocimiento. Las exigencias cada vez mayores en materia de salud laboral han hecho que los fabricantes esmeren los diseños. Si bien en un principio todas las suspensiones eran mecánicas, hoy se ha pasado de controlarse no sólo las vibraciones producidas en el eje vertical si no también el eje horizontal.

JCB Fastrac

Ya no son raros los más modernos asientos con suspensión neumática, aunque en absoluto son "malos" los mecánicos. Hoy es fácil encontrarse con modelos de tractores que incorporan asientos "muy inteligentes" que disponen de una serie de sensores electrónicos para aumentar la seguridad y la ergonomía: sensores de peso, de altura, regulación de temperatura….