Las últimas tecnologías para la agricultura y off

Por Miles Budimir | 24 de marzo de 2023

Con el auge de la agricultura inteligente en la agricultura, los fabricantes de equipos enfrentan el desafío de maximizar el tiempo de actividad de la máquina en entornos hostiles y extremos. Las empresas están aprovechando diferentes tipos de sistemas de movimiento para mejorar la confiabilidad en sus diseños, con la tecnología evolucionando junto con las prácticas agrícolas.

Dichos sistemas aprovechan los avances en la automatización de manera más general, que incluye robótica, sistemas de inteligencia artificial (IA), Internet de las cosas (IoT), así como tecnologías de sensores avanzados.

Los editores de Design World preguntaron recientemente a varios fabricantes líderes de automatización y control de movimiento involucrados en las industrias de agricultura y automatización fuera de carretera sobre las tendencias que están viendo en la industria. A continuación se presentan sus puntos de vista.

Conoce a los expertos

Chris Gottlieb |Director: accionamientos y controles ·Buen díaDavid Walden |Ingeniero de aplicaciones · PBC LinealJames galante|Director de operaciones · ISL Products International Ltd.Jeff Maina |Ingeniero senior de aplicaciones · PBC Linealkelly walden|Vicepresidente de fabricación • Bishop-Wisecarver Corp.Lindsey Brimage |Gerente de programa de cartera · Thomson Industries, Inc.mate mowry |Gerente de producto — rodamientos lineales drylin · igusNathan Andaya |Director — Techline SBU · Linak EE. UU.Ricardo Canny |Presidente · Ultimation Industries Inc.Yoshitaka Umeno |Gerente de mercado global — medicina y robótica · Kollmorgen

¿Su empresa ha proporcionado componentes o soporte de ingeniería para agricultura automatizada o diseños fuera de carretera?

Galante: Nuestros motores de CC y motorreductores se utilizan en muchos sistemas de automatización agrícola diferentes. Las aplicaciones van desde dispositivos de lavado de ganado para ayudar a mantener limpios a los animales hasta cercas móviles y equipos agrícolas robóticos como robots y dispositivos de plantación de parcelas. De hecho, nuestros motorreductores de CC se pueden encontrar en vehículos todo terreno y UTV por igual. Algunas funciones típicas que realizan nuestros motores son en cabrestantes y ajuste de quitanieves.

Imagen: Thomson continúa suministrando una amplia gama de productos y sistemas de movimiento lineal para operaciones agrícolas. Un nuevo producto que ofrecemos para la agricultura, los vehículos todo terreno y los vehículos utilitarios son nuestros rodamientos lineales con buje de polímero. Estos componentes ofrecen a los diseñadores de máquinas una opción confiable pero económica para aplicaciones en las que la carga de momento no es crítica o donde la contaminación es una preocupación.

Mowry: La automatización de la agricultura es una industria en crecimiento para nosotros. Nuestros sistemas lineales se han utilizado para mover sistemas de iluminación para operaciones de cultivo en interiores, y nuestros robots delta se han utilizado en robots para eliminar malezas mediante láser en el campo. También hemos admitido aplicaciones con nuestros robots lineales; estos últimos llevan cámaras que toman imágenes y videos de plantas o flores particulares para que los usuarios finales puedan elegir de forma remota cuál quieren comprar.

Un cultivador de discos para el cultivo de suelo robotizado utiliza dos hileras o gradas con protección continua vertical. (Imagen: Pavlo Baliukh)

Imagen: Los rodamientos lineales con buje de polímero son adecuados para aplicaciones que requieren alta resistencia a la carga estática y de impacto, resistencia a la corrosión y resistencia química al aceite y la grasa. El revestimiento de polímero de estos cojinetes los hace inherentemente autolubricantes, lo cual es ideal para entornos húmedos y sucios. Además, el diseño ranurado permite la expansión térmica y actúa como canales de suciedad que permiten que los rodamientos permanezcan operativos en presencia de suciedad.

Walden: Los productos de Bishop-Wisecarver son robustos y adecuados para entornos duros y extremos. Como tales, se encuentran en una amplia variedad de aplicaciones agrícolas, que incluyen equipos agrícolas autoguiados, sistemas automatizados de siembra y cosecha y sistemas agrícolas de interior.

Umeno: Kollmorgen ha apoyado aplicaciones agrícolas inteligentes y verticales centradas en cultivos de alto valor como hierbas y frutas. Nuestras soluciones de control de movimiento tienen alta precisión y eficiencia energética para permitir que los fabricantes de máquinas proporcionen automatización para un uso más eficiente de la tierra y menos desperdicio. Especialmente en aplicaciones de recolección, la demanda de brazos robóticos específicos para aplicaciones está creciendo. Estamos abordando la necesidad mediante el desarrollo conjunto con nuestros clientes y el suministro de productos de motor sin marco que se pueden usar en brazos robóticos personalizados. Obtenga más información sobre los motores sin marco de transmisión directa TBM2G en kollmorgen.com.

Gottlieb: Vendemos en mercados de alto requerimiento, como la agricultura inteligente, la gestión del césped y otros mercados desafiantes. Nuestro equipo de ingeniería puede trabajar directamente con los ingenieros para seleccionar las mejores soluciones para el control de movimiento en estos mercados.

Nuestro canal de distribución podría estar vendiendo en los mercados de CBD, pero ese no es un mercado en el que jugamos a sabiendas hoy. Una nota sobre el CBD: actualmente, todo lo relacionado con el cannabis sigue siendo técnicamente ilegal a nivel federal. Hay empresas que fabrican soluciones en el espacio de CBD, pero a menos que la regulación federal se ponga al día con la regulación estatal, existe un riesgo legal en la fabricación de equipos para estas máquinas.

Walden: Los cojinetes Simplicity se utilizan en equipos agrícolas para la guía lineal de implementos agrícolas externos y para el movimiento lineal de la cabina del operador o los mecanismos de control debido a la naturaleza impermeable de un cojinete liso en entornos hostiles. Nuestros productos de rodillos de leva (normalmente Hevi-Rail o V-Rail) también se utilizan como una solución alternativa de rodillos robustos para equipos de zanjadoras agrícolas y todoterreno.

Las ofertas resistentes a la corrosión de PBC Linear incluyen un cojinete liso con una carcasa de aluminio anodizado estándar que resiste bien en la mayoría de las situaciones. Para entornos más extremos, existe la opción de carcasa de acero inoxidable 316 combinada con ejes de acero inoxidable 316 para resistencia a la corrosión.

principal: PBC Linear ha visto una mayor demanda de actuadores lineales que admitan sistemas de procesamiento agrícola automatizados relacionados con la agricultura vertical comercial en interiores. Suministramos actuadores y sistemas de guías lineales a esta industria, generalmente para automatizar los movimientos de manejo de plantas, dirigir fuentes de luz, mover aeroponía, riego por aspersión y boquillas de fertirrigación. Estos esfuerzos automatizados promueven la metodología de conservación de energía verde, que busca proporcionar solo los recursos y nutrientes necesarios a las plantas sin desperdicio, y promover la receta adecuada para el suministro de alimentos y plantas recreativas para un crecimiento acelerado en interiores. Ofrecemos soluciones resistentes a la corrosión utilizando guías lineales Redi-Rail y V-Guide, así como la tecnología de superficie deslizante SIMO (GST).

También hemos visto una mayor demanda de actuadores lineales para vehículos autónomos en el procesamiento agrícola. La automatización de tales tareas con vehículos autónomos reduce la cantidad de mano de obra que los agricultores normalmente tendrían que invertir para mantener un rendimiento saludable de los cultivos. También seguimos apoyando los diseños agrícolas más tradicionales (que incluyen maquinaria forestal y pesada, así como vehículos de construcción) al proporcionar una guía lineal que soporta cargas pesadas e impactos durante la labranza del suelo, la plantación de plántulas y la construcción de carreteras.

Listo: LINAK está a la vanguardia en la implementación de actuadores lineales eléctricos en los mercados agrícolas y fuera de carretera. La inteligencia en nuestros actuadores les permite comunicarse a través del bus de la red de área del controlador (CAN) con los sistemas del vehículo, y los actuadores pueden respaldar la implementación de las estrategias de electrificación de las empresas agrícolas y fuera de carretera.

¿Los transportadores están experimentando un mayor uso en aplicaciones agrícolas?

Astuto: La agricultura de interior tiene que ver con maximizar la producción de alimentos por hectárea, pero los productores que deseen aumentar aún más los rendimientos deben considerar crecer hacia arriba con la ayuda de tecnologías de transporte que aprovechan el espacio vertical disponible dentro de una instalación. De hecho, se espera que la agricultura vertical de interior crezca a $ 9.7 mil millones en todo el mundo para 2026 desde $ 3.1 mil millones en 2021, debido a mayores rendimientos en comparación con la agricultura convencional, su capacidad para la producción de cultivos durante todo el año y los avances en iluminación y otras tecnologías.

Los transportadores son una de las mejoras de productividad más simples y rápidas que una empresa de rápido crecimiento puede implementar... y son especialmente adecuados para la industria agrícola vertical. Los transportadores de rodillos simples o los carros aéreos con vigas en I pueden tener una recuperación de la inversión de días o semanas, mientras que los sistemas personalizados más grandes a menudo tienen períodos de recuperación de solo tres a seis meses. Actualmente, Ultimation está construyendo el sistema de manejo de materiales para lo que se cree que es la instalación agrícola vertical cubierta más grande del mundo.

Quizás la forma más obvia en que las tecnologías de transportadores pueden ayudar a aumentar la productividad agrícola en interiores es aprovechando el espacio vertical no utilizado sobre un área de trabajo. Los transportadores aéreos pueden levantar bandejas de cultivo cuando no están siendo manejadas activamente y traerlas de vuelta al nivel del operador para cuidarlas y cosecharlas, lo que permite cultivar más productos en el mismo espacio.

Los transportadores también pueden ayudar a reducir el trabajo manual de transportar artículos a mano, transportando plantas de manera rápida y segura desde el punto A hasta el punto B. Los sistemas pueden diseñarse para integrarse perfectamente con los equipos de cosecha y empaque disponibles a través de la amplia red de socios de Ultimation. Ultimation utiliza materiales hechos de acero galvanizado, materiales enchapados en zinc y marcos con recubrimiento en polvo que están aprobados para aplicaciones de grado alimenticio y se limpian fácilmente, otro ahorro de productividad para los agricultores de interior. Ultimation también puede diseñar sistemas para torres colgantes y cápsulas de crecimiento hechas de plástico apto para uso alimentario cuando sea necesario.

Normalmente se utilizan diferentes tipos de sistemas transportadores para diferentes partes del proceso de cultivo. Por ejemplo, las secciones de las granjas donde las plantas están quietas pueden usar sistemas de manejo de materiales simples y estandarizados. Los transportadores de formato vertical, como las torres colgantes, o los formatos horizontales, como las bandejas de cultivo, se pueden personalizar para satisfacer las necesidades del productor. Una vez que se cultivan las plantas, se necesitan tecnologías más sofisticadas, como transportadores motorizados automatizados y sistemas automáticos de almacenamiento y recuperación, para mover con seguridad los productos al área de cosecha. Los equipos de automatización industrial más utilizados para la agricultura de interior son los transportadores de rodillos de gravedad, cintas y ruedas de patines o rieles de flujo. Estos sistemas utilizan la fuerza de la gravedad para mover la carga, permitiendo que el producto ruede por la superficie superior.

Más recientemente, la tecnología utilizada en sistemas agrícolas verticales más grandes incluye transportadores motorizados y aéreos que aprovechan el espacio vertical generalmente no utilizado sobre el área de trabajo. Usando secciones curvas o incluso elevadores, bajan los productos al nivel del operador y los suben a elevaciones más altas según sea necesario. Los transportadores Power y Free son lo último en optimización de espacio y volumen para los sistemas agrícolas verticales, ya que permiten una estrecha concentración del producto en algunas áreas y, al mismo tiempo, permiten la separación de los productos para trasladarlos a las áreas de procesamiento. Las instalaciones agrícolas de interior mejor planificadas y mejor administradas tienen en cuenta el ciclo de crecimiento del producto y es probable que utilicen una combinación de diseños de sistemas transportadores para maximizar la productividad. Nuestros ingenieros comprenden la economía de la agricultura de interior y pueden ayudar a los productores a diseñar, construir e implementar soluciones de manejo de materiales que satisfagan sus necesidades y presupuesto.