Diseños biomiméticos : Una alternativa para reducir la adhesión suelo-metal y la demanda de energía de órganos de remoción de suelo - Venturelli, Leonardo (2021)
La adhesión del suelo sobre la superficie de los órganos de laboreo representa uno de los principales factores críticos junto a la resistencia al deslizamiento y al desgaste por abrasión. Afecta el rendimiento de numerosas máquinas agrícolas, civiles y de movimiento de suelos, aumentando el consumo de energía con consecuencias negativas sobre los costos de producción y el ambiente. En la historia del diseño de maquinaria agrícola fueron empleadas distintas estrategias para minimizar su impacto, la modificación de la superficie, la reducción del área de contacto, la utilización de distintos materiales y métodos físicos, la lubricación, la electro-ósmosis y el empleo de vibraciones. En los últimos años comenzaron a desarrollarse tecnologías para disminuir la adhesión del suelo sobre los órganos de remoción empleando el enfoque biomimético. La biomimética es definida como una disciplina que engloba el estudio de las propiedades funcionales de los sistemas biológicos para el desarrollo de nuevas tecnologías. A partir de la observación de las características anti-adhesivas de los insectos de suelo, específicamente la cutícula de la cabeza y del tórax del bicho torito hembra (Diloboderus abderus) se diseñó una superficie para ser aplicada en órganos que actúen en remoción del suelo. Este trabajo pretende determinar la relación entre dos variables: la fuerza de adhesión normal y la humedad gravimétrica del suelo y por otro lado establecer la influencia sobre la demanda de tracción al modificar la topografía de la superficie metálica. Se realizó un ensayo de laboratorio con el fin de cuantificar la adhesión normal y otro ensayo a campo, utilizando un carro dinamométrico, para determinar la demanda de tracción de una púa con diseño biomimético y una púa lisa. La modificación de la superficie metálica redujo la adhesión normal del suelo sobre el metal y fue influenciada por el valor de humedad del suelo. También se manifestó como una diferencia en la demanda de tracción.