Lo que debes saber sobre pilotajes automáticos

Lo que debes saber sobre pilotajes automáticos

Los sistemas de guiado o pilotaje automático es un tema que me apasiona dado que fue mi primer desafío profesional hace ya 9 años cuando me desempeñaba como Product Manager de equipos de agricultura de precisión, fue el tema de mi tesis de grado y, por si fuera poco, combina muy bien los desafíos tecnológicos, agronómicos y económicos. En resumidas cuentas, es mi Navidad.

¿Qué es un pilotaje automático?

Entrando en materia, se puede decir que un sistema de pilotaje automático en maquinaria agrícola permite que ésta realice las labores agrícolas dentro de un espacio determinado siguiendo un patrón previamente trazado, mediante el uso de geoposicionamiento y diferentes dispositivos instalados en la unidad motriz. Estos equipos normalmente se los puede ver en instalados en tractores, pero también pueden estar en maquinaria autopropulsada como cosechadoras o pulverizadoras. No se deben confundir con los vehículos autónomos, los cuales automatizan la operación hasta el punto de poder prescindir del operador en la cabina.

Tipos de pilotajes

Básicamente podemos dividirlos en sistemas de pilotaje hidráulicos y eléctricos.

Los sistemas de pilotaje hidráulicos permiten dirigir la unidad motriz a través de un manifold el cual está al conectado a la válvula de dirección u orbitrol mediante un circuito bypass. La ventaja de este sistema es la precisión y la fuerza en los movimientos realizados por la maquinaria. Su gran desventaja es que es más costosa que el sistema eléctrico y además muy sensible a los cambios de temperatura del aceite.

Los sistemas de pilotaje eléctricos utilizan motores eléctricos a nivel del volante de dirección, ya sea mediante un motor en la columna de dirección o un motor que mueve directamente el volante mediante una rueda de espuma adosada con un sistema de resorte a éste. Este sistema es más barato y fácil de mantener que el pilotaje hidráulico, pero en algunos casos puede no ser compatible con muy bajas (2-3 km/hr) o muy altas (sobre 20 km/h) velocidades de operación. Además, algunos modelos de pilotaje eléctrico con rueda de espuma pueden deformar el volante.

Sistemas de pilotaje automáticos. Fuente: Plantium Argentina, 2020

En la imagen vemos los 3 tipos de pilotajes: abajo a la izquierda, el motor eléctrico con rueda de espuma; arriba, motor eléctrico a la columna de dirección; abajo a la derecha, pilotaje automático hidrúalico con manifold y electroválvulas.

No hay ninguno mejor o peor que otro, depende de las tareas que se requieren ejecutar. Por ejemplo, una sembradora de ensayo con botón podría solo funcionar con un pilotaje hidráulico, por las bajas velocidades que se requieren para dicha labor. Sin embargo, la tecnología avanza y este tipo de brechas entre sistema se van estrechando año a año.

Partes de un pilotaje automático

Los componentes más comunes de un sistema de pilotaje automático son los siguientes:

  • Antenas: permiten obtener señal GNSS (GPS, GLONASS y/o BEIDOU) y/o señales de corrección (satelitales o RTK) para guiar el tractor.
  • Pantalla: permite la configuración de los patrones de guiado, la configuración del sistema de pilotaje y la visualización de las tareas. Existen de muchos tamaños y tecnologías, siendo cada vez más común el uso de pantallas táctiles.
  • IMU: Siglas en inglés de Unidad de Medición Inercial, el cual es básicamente un minicomputador con giroscopios y acelerómetros que permiten medir la velocidad y orientación del vehículo. Esto se combina con la geo posición para hacer precisa la ubicación del vehículo y el mapeo de sus movimientos.
  • Motor/Manifold: dependiendo del tipo de pilotaje. En ambos casos permite direccionar el tractor
Partes de un pilotaje automático. Fuente: Trimble, 2012

Patrones

El sistema de pilotaje sigue un patrón preestablecido generalmente a través de la pantalla a bordo en la cabina. Los patrones más comunes son dos:

A-B: Se establece un punto de inicio en A y uno de fin en B. Mediante el ancho de trabajo de la operación, se van generando líneas guía equidistantes para cada pasada.

Pivote: Se establece el punto centro del pivote como inicio y luego el exterior del pivote como punto final. Al igual que en el otro patrón, se general líneas guías equidistantes según el ancho de trabajo de la operación a realizar.

Dependiendo de la marca o modelo del piloto automático, se agregan otros tipos de patrones que se derivan de los anteriores.

Patrones de guiado. Fuente: AgLeader, 2014

¿Cuánto cuesta un sistema de pilotaje automático?

En Chile los precios podrían variar entre USD 50.000 y USD 80.000, dependiendo de la marca y modelo del pilotaje. Hay que considerar que se puede comprar, por ejemplo, un tractor con el sistema instalado desde fábrica lo que podría abaratar ciertos costos, así como también tractores “ready”, los cuales no vienen con el sistema instalado, pero contemplan dentro de su diseño y componentes la posibilidad futura de instalación. Dentro de este precio está considerado el valor de la corrección de posición, la cual me parece imprescindible a la hora de invertir en un pilotaje automático.

Beneficios

Los beneficios del uso de un pilotaje están asociados a una ejecución eficiente de las labores agrícolas. Por ejemplo, el aumento de la eficiencia del uso del suelo es hasta un 20% mayor con un tractor con pilotaje automático y corrección de posición que en una conducción manual. Otra forma de verlo es que no necesitará exclusivamente al “operador estrella” para que deje la cantidad de hileras que corresponde y lo menos zigzagueantes posibles.

Esto último también repercute en que cada labor se podrá guiar de buena forma en el campo. Por ejemplo, en caso de pulverizar habrá menos posibilidades de dañar el cultivo, coloquialmente “pisar plantas”, aun si durante la aplicación no se está utilizando un pilotaje automático.

Ergonómicamente también trae beneficios al operador, ya que reduce el estrés de la labor. Esto no quiere decir que el operador no haga nada, sino que en el peor de los casos tendrá que llegar al final de la hilera y posicionar en la línea guía siguiente y activar el pilotaje. Ya a estas alturas varios fabricantes ofrecen la tecnología para que incluso el cambio de línea sea automático, subiendo y bajando el implemento utilizado.

En términos financieros, los beneficios están asociados la reducción del costo de la labor, al uso de combustible y la reducción de los tiempos. Por ejemplo, en la producción de 200 ha de papas en Osorno, los costos de labores agrícolas se pueden reducir en más de $120.000 por hectárea y la inversión se recupera en un poco más de un año.

La siguiente tabla muestra los ahorros calculados en pulverizaciones de cultivos de maíz y soya al utilizar un sistema de pilotaje automático con corrección RTK, con una superficie de 400 ha y payback de 10 meses:

Tabla de beneficios económicos de un pilotaje automático. Elaboración propia con datos de Trimble, 2005

Recomendaciones

  • Las principales marcas de tractores pueden ofrecer el sistema ya instalado desde fábrica, lo que permite ciertos ahorros
  • Se recomienda siempre asociarlo a una señal de corrección. Consulte con el fabricante las opciones que ofrece el sistema.
  • Utilice el pilotaje en todas las labores agrícolas para obtener el máximo de los beneficios. Además, la información que recolecta puede ser de utilidad para otros fines. Por ejemplo, se pueden generar mapas de altitud de los campos y ser utilizados para diseños de riego sólo con hacer una labor como la siembra.
  • Realice mantenciones anuales al sistema completo y solicite las actualizaciones disponibles para los componentes electrónicos (firmwares).

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