Investigadores del INTA y de la UTN patentaron un diseño que hace más eficiente el rendimiento del equipamiento agrícola. Fue ideado a partir del exoesqueleto del cascarudo hembra y probado en el campo con una púa de labranza.
Observar y tratar de imitar a la naturaleza puede permitir que se trasladen sus ventajas y herramientas a desarrollos tecnológicos. Esta disciplina que se convirtió en una especialidad en distintos lugares del mundo se denomina biomimetismo o biomimética. En la Argentina, uno de sus referentes es el investigador Eduardo Favret, del Centro de Investigación de Recursos Naturales (CIRN) del INTA.
“La naturaleza actúa como fuente de inspiración, no tiene que ser una copia exacta”, explica Favret. Uno de los desarrollos en los que trabajó durante los últimos años surgió a partir de un trabajo que llegó a sus manos “de unos investigadores chinos que estudiaban insectos a los que el suelo no se les adhería a la cutícula; eso me sorprendió y me llevó a hacer estudios con la hembra del bicho toro (Diloboderus abderus), para analizar las características de su exoesqueleto”.
El especialista, que además es investigador del CONICET y del Instituto Sábato (UNSAM-CNEA), aclara que eligieron estudiar las características de la hembra del cascarudo no solo porque tiene una piel antiadherente, sino también porque es la que cava y se entierra para desovar. “Mi intención era, por un lado, analizar el principio físico por el cual el suelo no se adhiere a esas cutículas, algo que todavía está en estudio. Y, por otro, desarrollar una herramienta agrícola y tratar de reproducir en su superficie la topografía que uno veía en el bicho toro”.
El objetivo: lograr una superficie que reduzca la adhesión de la tierra sobre las partes activas de la maquinaria, puesto que este es uno de los principales problemas que tiene la mecanización en este sector. “Las máquinas que tienen órganos que interactúan fuertemente con el suelo, como sembradoras, plantadoras, fertilizadoras que incorporan el producto y máquinas de labranza, muchas veces no pueden trabajar en condiciones de suelo de textura fina y elevada humedad, precisamente por el fenómeno de la adhesión”, explica Omar Tesouro, del Instituto de Ingeniería Rural, que depende del Centro de Investigación de Agroindustria del INTA. Y advierte que, incluso cuando las condiciones del suelo no son tan extremas, la adherencia del suelo sobre las superficies de las herramientas hace que empiece a haber fricción suelo/suelo, en lugar de desplazarse el suelo sobre la superficie del metal, lo que vuelve al trabajo más caro energéticamente. “La posibilidad de minimizar el efecto de la adhesión del suelo nos llamó la atención y empezamos a hacer las pruebas”, se entusiasma el especialista.
La hembra del bicho toro (Diloboderus abderus) “inspiración” de los desarrollos.
Al respecto, Favret recuerda que sus colegas no estaban convencidos de que una superficie con cavidades respondiera mejor que una lisa como las que se usan en la actualidad: “Uno piensa que una superficie lisa es mejor para que no se adhiera el suelo, pero la naturaleza es sabia en este sentido y por algo lo hace”, dice este doctor en Física y agrega que otra línea de estudio a seguir es analizar el tipo de suelos que eligen los insectos para enterrarse.
Para llevar esta “sabiduría” a la maquinaria agraria, Favret convocó a un grupo interdisciplinario de trabajo que quedó conformado con especialistas de la Universidad Tecnológica Nacional (UTN) Regional Pacheco, a cargo de Adrián Canzián, adonde fabricaron la púa con la superficie diseñada en el INTA, y del Instituto de Ingeniería Rural de este organismo, adonde se ocuparon de realizar las pruebas de esta herramienta. El trabajo en conjunto comenzó en 2011 y lograron probar la hipótesis inicial: encontraron un modelo más eficiente y capaz de disminuir el consumo de combustible entre un 5 y 7 por ciento.
“La púa fue como la probeta de ensayo, podríamos haber usado otra herramienta pero ésta era geométricamente muy sencilla de fabricar”, recuerda Tesouro y detalla que probaron al menos seis modelos distintos, que fueron contrastados con el desempeño de una púa con superficie lisa. Al respecto, el investigador destaca “la magnitud” que tienen este tipo de ensayos, ya que “en muchos centros de investigación de otras partes del mundo hacen pruebas en lo que se llama piletas de suelo, pero no es suelo en su condición natural. Nosotros hicimos ese aparato, precisamente, para hacer los ensayos a campo. Eso implica que hay que preparar la superficie, controlar malezas, mover tractores y efectuar un muestreo intensivo del suelo. Son ensayos muy trabajosos”.
Un grupo interdisciplinario de trabajo quedó conformado con especialistas de la Universidad Tecnológica Nacional (UTN)
Regional Pacheco, adonde fabricaron la púa con la superficie diseñada en el Instituto de Ingeniería Rural del INTA.
Tanto las púas con diseño biomimético como las lisas están hechas con el mismo tipo de acero y fueron probadas en parcelas de 100 metros de largo por 50 de ancho. Para eso, explica Tesouro, consideraron distintas variables, repitieron las pruebas más de una decena de veces con cada modelo y procesaron los datos obtenidos con una herramienta informática estadística en busca del mejor diseño, que finalmente fue patentado.
“Presentamos la patente en la Argentina, Brasil y Estados Unidos”, apunta Favret y adelanta que el objetivo siguiente es llevar esta herramienta a la industria, aunque aclara que de esa tarea ya se están ocupando otras áreas. Mientras tanto, los distintos equipos continúan trabajando en líneas de investigación complementarias, para agregar mejoras a este desarrollo. Por ejemplo, mediante pruebas en distintos tipos de suelo y agregando protuberancias al diseño.
“Lo que uno espera es generar tecnología para que se adopte en el medio, ese es el único premio que tenemos y lo que justifica nuestra existencia: la idea es esa, que haya un retorno a partir de lo que uno hace”, concluye Tesouro.
Por Vanina Lombardi
Fuente: Agencia TSS Universidad Nacional de San Martín
http://www.unsam.edu.ar/tss/maquinas-inspiradas-en-la-naturaleza/