Un arado o arado ( EE.UU .; ambos / p l aʊ / ) es una herramienta agrícola para aflojar o remover la tierra antes de sembrar semillas o plantar. [1] Los arados eran tradicionalmente tirados por bueyes y caballos, pero en las granjas modernas son tirados por tractores. Un arado puede tener un marco de madera, hierro o acero con una cuchilla adjunta para cortar y aflojar la tierra. Ha sido fundamental para la agricultura durante la mayor parte de la historia. [2] Los primeros arados no tenían ruedas; Los romanos conocían este arado como aratrum . Los pueblos celtas empezaron a utilizar arados de ruedas en la época romana. [3]
El objetivo principal del arado es remover la capa superior del suelo, [4] llevando nutrientes frescos a la superficie [5] mientras entierra las malas hierbas y los restos de cultivos en descomposición . Las zanjas cortadas por el arado se llaman surcos. En el uso moderno, un campo arado normalmente se deja secar y luego se rastra antes de plantar. Arar y cultivar la tierra nivela el contenido de la capa superior de suelo de 12 a 25 centímetros (5 a 10 pulgadas), donde crecen la mayoría de las raíces alimentadoras de las plantas .
Inicialmente los arados eran impulsados por humanos, pero el uso de animales de granja es considerablemente más eficiente. Los primeros animales trabajados fueron los bueyes. Posteriormente se utilizaron caballos y mulas en muchas zonas. Con la Revolución Industrial surgió la posibilidad de que las máquinas de vapor tiraran de los arados. Estos, a su vez, fueron reemplazados por los tractores de combustión interna a principios del siglo XX. El Petty Plough fue un invento notable para arar franjas de huertos en Australia en la década de 1930.
El uso del arado tradicional ha disminuido en algunas zonas amenazadas por el daño del suelo y la erosión . En su lugar, se utiliza un arado menos profundo u otra labranza de conservación menos invasiva .
En el inglés antiguo, como en otras lenguas germánicas , el arado se conocía tradicionalmente con otros nombres, por ejemplo, inglés antiguo sulh ( sullow dialectal moderno ), alto alemán antiguo medela , geiza , huohilī(n) , nórdico antiguo arðr ( årder sueco ) y Hōha gótico , todos presumiblemente refiriéndose al ard (arado raspado).
La palabra moderna proviene del nórdico antiguo plógr y, por lo tanto, es germánica, pero aparece relativamente tarde (no está atestiguado en gótico ) y se cree que es un préstamo de una de las lenguas cursivas del norte . El cognado alemán es "pflug", el holandés "ploeg" y el sueco "plog". En muchas lenguas eslavas y en rumano la palabra es "enchufe". Palabras con la misma raíz aparecieron con significados relacionados: en Raetic plaumorati "arado pesado con ruedas" ( Plinio , Nat. Hist. 18, 172), y en latín plaustrum "carro de granja", plōstrum, plōstellum "carro", y plōxenum, plōximum "caja de carro". [6] [7] La palabra debe haberse referido originalmente al arado pesado con ruedas, común en el noroeste de Europa romano en el siglo V d.C. [8]
Muchos ven arar como un derivado del verbo * plehan ~ * plegan 'asumir responsabilidad' (cf. alemán pflegen 'cuidar, cuidar'), lo que explicaría, por ejemplo, el antiguo alto alemán pfluog con su doble significado de ' "arado" y "medio de vida". [9] [10] [11] Guus Kroonen (2013) [12] propone un vṛddhi -derivado de * plag/kkōn 'sod' (cf. holandés plag 'sod', nórdico antiguo plagg 'tela', alto alemán medio pflacke 'trapo, parche, mancha'). Finalmente, Vladimir Orel (2003) [13] adjunta provisionalmente arado a la raíz PIE * blōkó- , que supuestamente daba al armenio antiguo peɫem "cavar" y al galés bwlch "crack", aunque la palabra puede no ser de origen indoeuropeo. [14]
Las partes básicas del arado moderno son:
Otras partes incluyen la rana (o marco), el corredor, el costado de tierra, la espinilla, el tablero de basura y los zancos (asas).
En los arados modernos y en algunos arados más antiguos, la vertedera está separada de la reja y la corredera, por lo que estas piezas se pueden reemplazar sin reemplazar la vertedera. La abrasión eventualmente desgasta todas las partes del arado que entran en contacto con el suelo.
Cuando se desarrolló la agricultura por primera vez , la tierra se removía utilizando simples palos y azadas . [4] Se utilizaban en zonas muy fértiles, como las orillas del Nilo , donde la inundación anual rejuvenece el suelo, para crear surcos en los que plantar semillas. Los palos para cavar, las azadas y los azadones no se inventaron en ningún lugar, y el cultivo con azada debe haber sido común en todos los lugares donde se practicaba la agricultura. El cultivo con azada es el método de labranza tradicional en las regiones tropicales o subtropicales, que se caracterizan por suelos pedregosos, pendientes pronunciadas, cultivos de raíces predominantes y cereales secundarios cultivados a amplios intervalos. Si bien la agricultura con azada se adapta mejor a estas regiones, se utiliza de alguna manera en todas partes.
Algunas azadas antiguas, como la egipcia , eran puntiagudas y lo suficientemente fuertes como para limpiar suelos rocosos y hacer sembradoras , por eso se las llama azadas de mano . Sin embargo, la domesticación de los bueyes en Mesopotamia y la civilización del valle del Indo , quizás ya en el VI milenio a. C., proporcionó a la humanidad la fuerza de tiro necesaria para desarrollar el verdadero arado (o arado rascador) de mayor tamaño, tirado por animales. La evidencia más antigua de arado que se conserva data del 3500 al 3800 a. C., en un sitio en Bubeneč , República Checa. [15] [ verificación necesaria ] Un campo arado, de c. 2800 a. C., también fue descubierto en Kalibangan , India. [16] Se encontró un modelo de terracota de los primeros ards en Banawali , India, lo que da una idea de la forma de la herramienta utilizada. [17] El ard siguió siendo fácil de reemplazar si se dañaba y fácil de replicar. [18]
El primero fue el arco, que consiste en un poste (o viga) atravesado por un palo puntiagudo vertical más delgado llamado cabeza (o cuerpo), siendo un extremo el zanco (mango) y el otro una reja (cuchilla cortante). ) arrastrados por la capa superior del suelo para cortar un surco poco profundo adecuado para la mayoría de los cultivos de cereales. La reja no limpia bien la tierra nueva, por lo que había que utilizar azadas o azadones para arrancar la hierba y la maleza, y se podía fabricar una reja manual, parecida a una reja , para cortar surcos más profundos delante de la reja. Debido a que el ard dejaba una franja de tierra intacta entre los surcos, los campos a menudo eran arados transversalmente a lo largo y a lo ancho, lo que tendía a formar campos celtas cuadrados . [19] : 42 El ard se adapta mejor a suelos arcillosos o arenosos que se fertilizan naturalmente mediante inundaciones anuales, como en el delta del Nilo y la Media Luna Fértil , y en menor medida en cualquier otra región productora de cereales con suelo ligero o fino.
Para cultivar con regularidad en áreas menos fértiles, alguna vez se creyó que era necesario remover el suelo para llevar nutrientes a la superficie. Un avance importante para este tipo de agricultura fue el arado giratorio, también conocido como arado de vertedera (Reino Unido), arado de vertedera (EE. UU.) o arado de marco. Se podría agregar una reja (o skeith) para cortar verticalmente en el suelo justo delante de la reja (frente a la rana), un borde cortante en forma de cuña en la parte frontal inferior de la vertedera con el lado terrestre del marco soportando la reja inferior (componente subterráneo). El pesado arado de vertedera de hierro se inventó en el Imperio Han de China en los siglos I y II y desde donde se extendió a Holanda, que lideró la Revolución Agrícola. [20] El arado de vertedera introducido en el siglo XVIII fue un gran avance tecnológico. [4]
Los arados chinos de la época Han en adelante cumplen perfectamente todas estas condiciones de eficiencia, razón por la cual el equipo de arado estándar Han consistía sólo en dos animales, y equipos posteriores generalmente de un solo animal, en lugar de los cuatro, seis u ocho animales de tiro comunes en China. Europa antes de la introducción de la vertedera curva y otros nuevos principios de diseño en el siglo XVIII. Aunque el arado de vertedera apareció por primera vez en Europa a principios de la época medieval, si no a finales de la época romana, las vertederas anteriores al siglo XVIII solían ser de madera y rectas (Fig. 59). El enorme trabajo que implicaba tirar de una construcción tan torpe requería grandes yuntas de arado, lo que significaba que grandes extensiones de tierra debían reservarse para pastos. En China, donde se necesitaba mucha menos fuerza animal, no era necesario mantener la economía mixta de cultivos y pastos típica de Europa: se podían reducir los barbechos y ampliar la superficie cultivable, y se podía sustentar a una población considerablemente mayor que con la misma cantidad. de tierra en Europa. [21]
- Francesca Bray
Las partes superiores del bastidor llevan (desde el frente) el acoplamiento para la fuerza motriz (caballos), la reja y el bastidor del lado de tierra. Dependiendo del tamaño del implemento y del número de surcos que está diseñado para arar al mismo tiempo, se puede agregar un carro delantero con una rueda o ruedas (conocido como rueda de surco y rueda de apoyo) para soportar el bastidor (con ruedas). arado). En el caso de un arado de un solo surco, hay una rueda en la parte delantera y manijas en la parte trasera para que el arador pueda maniobrarlo. [22]
Cuando se arrastra por un campo, la reja corta el suelo y la reja corta horizontalmente desde el surco anterior hasta el corte vertical. Esto libera una tira rectangular de césped que será levantada por la reja y transportada por la vertedera hacia arriba y por encima, de modo que la tira de césped (rebanada de la capa superior del suelo ) que se está cortando se levante y ruede a medida que el arado avanza, cayendo. Vuelva a colocarlo boca abajo en el surco y en la tierra removida del recorrido anterior por el campo. Cada espacio en el suelo donde la tierra ha sido levantada y movida (generalmente hacia la derecha) se llama surco. El césped que se levanta descansa en un ángulo de aproximadamente 45 grados en el surco adyacente, por la parte posterior del césped del tramo anterior. [23]
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Una serie de arados realizados a lo largo de un campo dejan una hilera de césped en parte en los surcos y en parte en el suelo levantado anteriormente. Visualmente, a lo largo de las hileras, está la tierra a la izquierda, un surco (la mitad del ancho de la franja de tierra removida) y la franja removida casi al revés descansando sobre aproximadamente la mitad de la franja anterior de tierra invertida, y así sucesivamente. a través del campo. Cada capa de tierra y el canalón del que procede forman un surco clásico. El arado de vertedera reducía en gran medida el tiempo necesario para preparar un campo y, por lo tanto, permitía al agricultor trabajar una mayor superficie de tierra. Además, el patrón resultante de crestas bajas (debajo de la vertedera) y altas (al lado de ella) en el suelo forma canales de agua que permiten que el suelo drene. En zonas donde la acumulación de nieve causa dificultades, esto permite a los agricultores plantar el suelo antes, ya que el agua de deshielo se escurre más rápidamente. [24]
Hay cinco partes principales de un arado de vertedera:
La reja , el lado de tierra y la vertedera están atornillados a la ranilla, que es una pieza irregular de hierro fundido situada en la base del cuerpo del arado, a la que se atornillan las piezas que desgastan el suelo. [25]
La reja es el borde que hace el corte horizontal para separar la rodaja del surco del suelo de abajo. Las rejas convencionales están diseñadas para penetrar el suelo de manera eficiente: la punta apunta hacia abajo para empujar la reja hacia el suelo hasta una profundidad regular. El espacio libre, generalmente denominado succión o succión descendente, varía según las diferentes marcas y tipos de arado. La configuración de las acciones está relacionada con el tipo de suelo, particularmente en la succión descendente o concavidad de su superficie inferior. Generalmente se reconocen tres grados de holgura o succión descendente: regular para suelos ligeros, profunda para suelos secos ordinarios y doble profundidad para suelos arcillosos y con grava. [26]
A medida que la reja se desgasta, se vuelve desafilada y el arado necesitará más potencia para arrastrarla por el suelo. Un cuerpo de arado con una reja desgastada no tendrá suficiente "succión" para garantizar que profundice en el suelo hasta su máxima profundidad de trabajo.
Además, la reja tiene una succión horizontal relacionada con la cantidad de curvatura de su punta con respecto al lado de tierra. La succión hacia abajo hace que el arado penetre a la profundidad adecuada cuando se tira hacia adelante, mientras que la succión horizontal hace que el arado cree el ancho de surco deseado. La reja es una pieza plana con forma trapezoidal. Corta el suelo horizontalmente y lo levanta. Los tipos comunes son regular, plano alado, de punta de barra y compartido con punta montada o soldada. La reja regular conserva un buen corte pero se recomienda en suelos libres de piedras. La reja plana alada se utiliza en suelos pesados con una cantidad moderada de piedras. La reja de punta de barra se puede utilizar en condiciones extremas (suelos duros y pedregosos). La reja con punta montada se encuentra entre los dos últimos tipos. Los fabricantes han diseñado rejas de diversas formas (trapesio, diamante, etc.) con punta y alas atornilladas, a menudo renovables por separado. A veces, el filo de la reja se coloca mucho antes de la vertedera para reducir la acción pulverizadora del suelo. [28]
La vertedera es la parte del arado que recibe la rodaja de surco de la reja. [4] Se encarga de levantar y girar la rodaja de surco y en ocasiones de romperla, dependiendo del tipo de vertedera, profundidad de arado y condiciones del suelo. La intensidad de esto depende del tipo de vertedera. Para adaptarse a las diferentes condiciones del suelo y requisitos de los cultivos, las vertederas se han diseñado en diferentes formas, cada una produciendo su propio perfil de surco y acabado superficial, pero esencialmente aún se ajustan a la clasificación del cuerpo del arado original. Los distintos tipos se han clasificado tradicionalmente como de uso general, excavadoras y semiexcavadoras, como se describe a continuación. [29]
El lado de tierra es la placa plana que presiona y transmite el empuje lateral del fondo del arado a la pared del surco. Ayuda a resistir la presión lateral que ejerce la rodaja del surco sobre la vertedera. También ayuda a estabilizar el arado mientras está en funcionamiento. El extremo inferior posterior del deslizamiento de tierra, que roza la suela del surco, se conoce como talón. Un talón de hierro está atornillado al extremo de la parte trasera del lado de tierra y ayuda a sostener la parte trasera del arado. El lado de la tierra y la reja están dispuestos para dar una "vía" hacia la tierra no arada, ayudando así a mantener el ancho correcto del surco. El lado de tierra suele estar hecho de acero macizo con contenido medio de carbono y es muy corto, excepto en la parte trasera del arado. El talón o el extremo trasero del lado de tierra trasero puede estar sujeto a un desgaste excesivo si la rueda trasera está desajustada, por lo que con frecuencia se utiliza una pieza de talón de hierro enfriado. Esto es económico y se puede reemplazar fácilmente. El lado de tierra está sujeto a la ranilla mediante pernos de arado. [ cita necesaria ]
La rana (estándar) es la parte central del fondo del arado a la que se unen los demás componentes del fondo. Es una pieza metálica irregular, que puede ser de hierro fundido para los arados de hierro fundido o de acero soldado para los arados de acero. La rana es la base del fondo del arado. Aguanta el impacto resultante del golpe contra las rocas, y por tanto debe ser resistente y fuerte. A su vez, la ranilla está fijada al bastidor del arado. [ cita necesaria ]
Un corredor que se extiende desde detrás de la reja hasta la parte trasera del arado controla la dirección del arado, porque se sostiene contra la esquina inferior del lado de tierra del nuevo surco que se está formando. La fuerza de sujeción es el peso del césped, a medida que se eleva y gira, sobre la superficie curva de la vertedera. Debido a este corredor, el arado de vertedera es más difícil de girar que el arado raspador, y su introducción provocó un cambio en la forma de los campos: de campos en su mayoría cuadrados a "franjas" rectangulares más largas (de ahí la introducción del furlong ) . . [ cita necesaria ]
Un avance con respecto al diseño básico fue la reja de arado de hierro, una superficie de corte horizontal reemplazable montada en la punta de la reja. Los primeros arados con rejas desmontables y reemplazables datan de alrededor del año 1000 a. C. en el Antiguo Cercano Oriente , [30] y las primeras rejas de arado de hierro de alrededor del 500 a. C. en China. [31] Las primeras vertederas eran cuñas que se asentaban dentro del corte formado por la reja, volteando la tierra hacia un lado. La reja del arado extendía el corte horizontalmente debajo de la superficie, de modo que cuando la vertedera la levantaba, se revolvía una superficie más amplia de tierra. Las vertederas se conocen en Gran Bretaña desde finales del siglo VI en adelante. [32]
El tipo de arado de vertedera generalmente se determina por el método con el que se fija el arado al tractor y la forma en que se levanta y transporta. Los tipos básicos son:
Cuando un arado golpea una roca u otra obstrucción sólida, pueden producirse daños graves a menos que el arado esté equipado con algún dispositivo de seguridad. Los daños pueden ser rejas dobladas o rotas, estándares, vigas o tirantes doblados. [ cita necesaria ]
Los tres tipos básicos de dispositivos de seguridad utilizados en los arados de vertedera son un dispositivo de liberación por resorte en la barra de tiro del arado, una construcción de viga de disparo en cada parte inferior y un diseño de reinicio automático en cada parte inferior. [ cita necesaria ]
El desbloqueo por resorte se utilizaba hasta ahora casi universalmente en arados arrastrados con uno, tres o cuatro brazos. No resulta práctico en arados más grandes. Cuando se encuentra una obstrucción, el mecanismo de liberación de resorte en el enganche permite que el arado se desacople del tractor. Cuando se utiliza un elevador hidráulico en el arado, las mangueras hidráulicas también suelen desacoplarse automáticamente cuando se desacopla el arado. La mayoría de los fabricantes de arados ofrecen un sistema de reinicio automático para condiciones difíciles o suelos rocosos. El mecanismo de reinicio permite que cada cuerpo se mueva hacia atrás y hacia arriba para pasar sin sufrir daños sobre obstáculos como rocas ocultas debajo de la superficie del suelo. Un pesado mecanismo de hoja o resorte helicoidal que mantiene el cuerpo en su posición de trabajo en condiciones normales reinicia el arado después de superar la obstrucción. [ cita necesaria ]
Otro tipo de mecanismo de reinicio automático utiliza un acumulador de aceite (hidráulico) y gas. Las cargas de choque hacen que el aceite comprima el gas. Cuando el gas se expande nuevamente, la pata vuelve a su posición de trabajo de arado después de pasar el obstáculo. El mecanismo más simple es un perno de rotura (de corte) que necesita ser reemplazado. Los pernos de seguridad que se rompen cuando el cuerpo del arado golpea una obstrucción son un dispositivo de protección contra sobrecargas más económico. [ cita necesaria ]
Los arados de viga tripulante se construyen con un punto de articulación en la viga. Generalmente se encuentra a cierta distancia por encima de la parte superior de la parte inferior del arado. La parte inferior se mantiene en posición normal de arado mediante un pestillo accionado por resorte. Cuando se encuentra una obstrucción, se libera toda la parte inferior y se gira hacia atrás y hacia arriba para pasar sobre la obstrucción. Es necesario retroceder el tractor y arar para restablecer el fondo. Esta construcción se utiliza para proteger los fondos individuales. El diseño de reinicio automático se ha implementado recientemente [ ¿cuándo? ] se introdujo en los arados estadounidenses, pero se ha utilizado ampliamente en los arados europeos y australianos. Aquí la viga está articulada en un punto casi por encima del punto de la reja. El fondo se mantiene en la posición normal mediante un conjunto de resortes o un cilindro hidráulico en cada fondo. [ cita necesaria ]
Cuando se encuentra una obstrucción, la parte inferior del arado gira hacia atrás y hacia arriba de tal manera que pasa sobre la obstrucción, sin detener el tractor y el arado. La parte inferior vuelve automáticamente a la posición normal de arado tan pronto como se pasa el obstáculo, sin ninguna interrupción del movimiento hacia adelante. El diseño de reinicio automático permite mayores eficiencias en el campo ya que prácticamente se elimina la parada por piedras. También reduce los costos por rejas, vigas y otras piezas rotas. La acción de reposición rápida ayuda a producir un mejor trabajo de arado, ya que no quedan grandes áreas de tierra sin arar, como ocurre cuando se levanta un arado sobre una piedra. [ cita necesaria ]
El arado manual era una forma utilizada en pequeñas granjas de Irlanda donde los agricultores no podían permitirse más, o en terrenos montañosos que excluían el uso de caballos. [33] Se utilizó hasta la década de 1960 en tierras más pobres. [34] Se adaptaba al clima húmedo irlandés, ya que las trincheras formadas al girar los tepes proporcionaban drenaje. Permitió el cultivo de patatas en turberas (pantanos de turba) y en laderas de montañas que de otro modo no estarían cultivadas. [35] [36]
En el arado de vertedera básico, la profundidad de corte se ajusta levantándolo contra el corredor en el surco, lo que limita el peso del arado a lo que un labrador podría levantar fácilmente. Esto limitó la construcción a una pequeña cantidad de madera (aunque era posible utilizar bordes metálicos). Estos arados eran bastante frágiles e inadecuados para los suelos más pesados del norte de Europa. La introducción de ruedas en sustitución de la corredera permitió aumentar el peso del arado y, a su vez, el uso de una vertedera de mayor tamaño revestida de metal. Estos pesados arados condujeron a una mayor producción de alimentos y, finalmente, a un marcado aumento de la población, que comenzó alrededor del año 1000 d.C. [37]
Antes de la dinastía Han (202 a. C. - 220 d. C.), los arados chinos se fabricaban casi exclusivamente de madera, excepto la hoja de hierro de la reja. Se trataba de piezas de hierro en forma de V montadas sobre hojas y mangos de madera. [20] En el período Han, toda la reja del arado estaba hecha de hierro fundido . Estos son los primeros arados de hierro pesados con vertedera que se conocen. [31] [38] Posteriormente se desarrollaron varios avances, como el arado compartido por tres, el implemento de arar y sembrar y la grada. Al final de la dinastía Song en 1279, los arados chinos habían alcanzado un estado de desarrollo que no se vería en Holanda hasta el siglo XVII. [20]
Los romanos fabricaron un arado de vertedera de ruedas pesadas a finales del siglo III y IV d. C., del que aparecen pruebas arqueológicas, por ejemplo, en la Bretaña romana . [39] Las vertederas griegas y romanas solían estar atadas al fondo del pozo con trozos de cuerda, lo que las hacía más frágiles que las chinas, y las vertederas de hierro no aparecieron en Europa hasta el siglo X. [20] La primera aparición indiscutible después del período romano se encuentra en un documento del norte de Italia de 643. [19] : 50 Palabras antiguas relacionadas con el arado pesado y su uso aparecen en eslavo , lo que sugiere un posible uso temprano en esa región. [19] : 49ff La adopción general del arado pesado carruca en Europa parece haber acompañado la adopción del sistema de tres campos a finales del siglo VIII y principios del IX, lo que condujo a una mejora de la productividad agrícola por unidad de tierra en el norte de Europa. [19] : 69–78 Esto fue acompañado por campos más grandes, conocidos como carucates , tierras de arado y puertas de arado.
El arado básico con reja, reja y vertedera se utilizó durante un milenio. Los cambios importantes en el diseño se difundieron ampliamente en el Siglo de las Luces , cuando hubo un rápido progreso en el diseño. Joseph Foljambe en Rotherham , Inglaterra, en 1730, utilizó nuevas formas basadas en el arado Rotherham, que cubría la vertedera con hierro. [40] A diferencia del arado pesado, el arado giratorio Rotherham o Rotherham constaba enteramente de la reja, la vertedera y los mangos. Era mucho más ligero que los diseños anteriores y se volvió común en Inglaterra. Es posible que haya sido el primer arado construido ampliamente en las fábricas y que tuvo éxito comercial allí. [41]
En 1789, Robert Ransome , un fundador del hierro en Ipswich , comenzó a fundir rejas de arado en una maltería en desuso en St Margaret's Ditches. Un molde roto en su fundición provocó que el metal fundido entrara en contacto con metal frío, haciendo que la superficie del metal fuera extremadamente dura. Este proceso, fundición en frío, dio como resultado lo que Ransome anunció como arados "autoafilables". Recibió patentes por su descubrimiento. [42]
James Small avanzó aún más en el diseño. Utilizando métodos matemáticos, finalmente llegó a una forma fundida a partir de una sola pieza de hierro, una mejora del arado escocés de James Anderson de Hermiston . [43] Charles Newbold también desarrolló y patentó un arado de hierro fundido de una sola pieza en los Estados Unidos. Esto fue nuevamente mejorado por Jethro Wood , un herrero de Scipio, Nueva York , que fabricó un arado escocés de tres partes que permitía reemplazar una pieza rota. En 1833, John Lane inventó un arado de acero. [44] Luego, en 1837, John Deere introdujo un arado de acero ; Era mucho más fuerte que los diseños de hierro que podía trabajar el suelo en áreas de Estados Unidos que antes se consideraban inadecuadas para la agricultura.
Las mejoras en esto siguieron a los avances en la metalurgia: rejas y rejas de acero con vertederas de hierro más suave para evitar roturas, el arado enfriado (un ejemplo temprano de acero endurecido en la superficie ) [45] y, finalmente, vertederas con caras lo suficientemente fuertes como para prescindir de la cuchilla. [ cita necesaria ]
A principios del siglo XX, el arado de acero tenía muchos usos, formas y nombres. El "arado de dos caballos" tenía una punta y un ala que se usaban para romper la superficie del suelo y remover la tierra. [46] Se utilizó el "arado de pala" para dejar las hileras. [46] El "arado rastrillo" se utilizaba para cubrir la semilla plantada. [46] El "rascador" o "geewhiz" se utilizaba para quitar las malas hierbas o cultivar la cosecha. [46] La "lengua de toro" y los "barridos" se utilizaban para arar el centro de las hileras. [46] Todas estas puntas de arado de metal requerían ser reafiladas aproximadamente cada diez días, debido a su uso en terrenos accidentados y rocosos. [46]
Los primeros arados de vertedera sólo podían girar el suelo en una dirección ( convencionalmente hacia la derecha), según lo dictaba la forma de la vertedera; por lo tanto, un campo debía ser arado en largas franjas, o tierras . El arado generalmente se trabajaba en el sentido de las agujas del reloj alrededor de cada terreno, arando los lados largos y siendo arrastrado por los lados cortos sin arar. La longitud de la franja estaba limitada por la distancia que los bueyes (más tarde caballos) podían trabajar cómodamente sin descanso, y su ancho por la distancia que podía arrastrar cómodamente el arado. Estas distancias determinaron el tamaño tradicional de las franjas: un estadio (o "longitud del surco", 220 yardas (200 m)) por una cadena (22 yardas (20 m)) - un área de un acre (aproximadamente 0,4 hectáreas); este es el origen del acre . La acción unilateral movió gradualmente el suelo desde los lados hasta la línea central de la franja. Si la franja estaba en el mismo lugar cada año, el suelo se acumulaba formando una cresta, creando la topografía de crestas y surcos que todavía se ven en algunos campos antiguos. [ cita necesaria ]
El arado giratorio permite arar hacia ambos lados. La vertedera es removible, girando hacia la derecha para un surco, luego moviéndose al otro lado del arado para girar hacia la izquierda. (La reja y la reja del arado son fijas.) De este modo, los surcos adyacentes se pueden arar en direcciones opuestas, lo que permite que el arado avance continuamente a lo largo del campo y así evitar la topografía de surcos y crestas. [ cita necesaria ]
El arado reversible (o basculante) tiene dos arados de vertedera montados espalda con espalda, uno que gira a la derecha y el otro a la izquierda. Mientras uno trabaja la tierra, el otro se lleva boca abajo en el aire. Al final de cada hilera, los dos arados se voltean para que el otro pueda usarse en el siguiente surco, trabajando nuevamente el campo en una dirección constante. [47]
Estos arados se remontan a la época de la máquina de vapor y del caballo. De uso casi universal en las granjas, tienen vertederas a derechas e izquierdas, lo que les permite trabajar hacia arriba y hacia abajo en el mismo surco. Los arados reversibles pueden ser montados o semimontados y son más pesados y costosos que los modelos diestros, pero tienen la gran ventaja de dejar una superficie nivelada que facilita la preparación del semillero y la cosecha. Se necesitan muy pocas marcas antes de poder comenzar a arar; El funcionamiento en vacío en la cabecera es mínimo en comparación con los arados convencionales. [ cita necesaria ]
Conducir un tractor con ruedas del lado del surco en el fondo del surco proporciona la línea de tiro más eficiente entre el tractor y el arado. También es más fácil dirigir el tractor; Conducir con la rueda delantera contra la pared del surco mantendrá el surco delantero en el ancho correcto. Esto es menos satisfactorio cuando se utiliza un tractor con neumáticos delanteros anchos. Aunque estos aprovechan mejor la potencia del tractor, los neumáticos pueden compactar parte del último surco abierto en el recorrido anterior. El problema se soluciona utilizando una vertedera más ancha o más ancha en la parte trasera del cuerpo. Este último mueve el suelo más hacia la tierra arada, dejando más espacio para las ruedas del tractor en el siguiente recorrido. [ cita necesaria ]
Conducir con las cuatro ruedas en terrenos no arados es otra solución al problema de los neumáticos anchos. Los arados semisuspendidos se pueden enganchar de manera que el tractor pueda desplazarse por un terreno intacto y tirar del arado en la alineación correcta sin ningún movimiento lateral (desplazamiento). [ cita necesaria ]
Los primeros arados de acero eran arados móviles, dirigidos por un labrador que sostenía manijas a cada lado del arado. Los arados de acero eran mucho más fáciles de arrastrar a través del suelo que ya no era necesario ajustar constantemente la hoja para lidiar con raíces o terrones, ya que el arado podía cortarlos fácilmente. Poco tiempo después aparecieron los primeros arados montados, cuyas ruedas mantenían el arado a un nivel ajustable sobre el suelo, mientras que el labrador se sentaba en un asiento en lugar de caminar. La dirección ahora se controlaba principalmente a través del equipo de draft, con palancas que permitían ajustes finos. Esto llevó rápidamente a utilizar arados con múltiples vertederas, lo que aumentó drásticamente el rendimiento del arado. [ cita necesaria ]
Un solo caballo de tiro normalmente puede tirar de un arado de un solo surco en suelos limpios y ligeros, pero en suelos más pesados se necesitan dos caballos, uno caminando sobre la tierra y otro en el surco. Los arados con dos o más surcos requieren más de dos caballos, y normalmente uno o más tienen que caminar sobre el césped arado, lo que les resulta difícil y les obliga a pisar la tierra recién arada. Lo habitual es dejar descansar a estos caballos cada media hora durante unos diez minutos. [48]
John Deere , un herrero de Illinois , señaló que arar muchos suelos pegajosos y no arenosos podría beneficiarse de modificaciones en el diseño de la vertedera y los metales utilizados. Una aguja pulida penetraría en cuero y tela con mayor facilidad y una horca pulida también requeriría menos esfuerzo. Buscando una superficie pulida y resbaladiza para un arado, experimentó con porciones de hojas de sierra y en 1837 estaba fabricando arados de acero fundido pulido. [49]
La invención de la máquina de vapor móvil permitió aplicar la energía de vapor al arado alrededor de 1850. En Europa, las condiciones del suelo eran a menudo demasiado blandas para soportar el peso de una máquina de tracción . En cambio, los arados con ruedas y contrapeso, conocidos como arados de equilibrio , eran arrastrados mediante cables a través de los campos mediante pares de motores de arado en bordes opuestos del campo, o mediante un solo motor que se movía directamente hacia él en un extremo y se alejaba de él mediante una polea en el otro. El arado de equilibrio tenía dos juegos de arados enfrentados dispuestos de modo que cuando uno estaba en el suelo, el otro se elevaba en el aire. Al tirar en una dirección, los arados arrastrados bajaban al suelo gracias a la tensión del cable. Cuando el arado llegó al borde del campo, el otro motor tiró del cable opuesto y el arado se inclinó (equilibró), colocando el otro juego de rejas en el suelo y el arado volvió a cruzar el campo. [ cita necesaria ]
Un juego de arados era diestro y el otro zurdo, lo que permitía arar continuamente a lo largo del campo, como ocurre con los arados giratorios y reversibles. El hombre al que se le atribuye la invención de la máquina de arar y el arado de equilibrio asociado a mediados del siglo XIX fue John Fowler , un ingeniero agrícola e inventor inglés. [50] Sin embargo, los hermanos Fisken demostraron (y patentaron) un arado equilibrado unos 4 años antes que Fowler. [51] Un productor notable de arados a vapor fue J. Kemna de Prusia Oriental, que se convirtió en "la empresa líder en arados a vapor en el continente europeo y penetró el monopolio de las empresas inglesas en el mercado mundial" [52] a principios de el siglo 20. [ cita necesaria ]
El arado de tocón fue inventado en 1876 por el australiano Richard Bowyer Smith junto con su hermano Clarence Herbert Smith . Está diseñado para dividir nuevas tierras agrícolas que contienen tocones de árboles y rocas que son costosas de eliminar. [53] Utiliza un peso móvil para mantener la reja del arado en su posición. Cuando se encuentra un tocón de árbol o una roca, se lanza la reja lejos del obstáculo para evitar romper su arnés o varillaje. [54] El arado puede continuar cuando el peso regresa a la tierra. [55]
Un sistema posterior, más simple, utiliza un disco cóncavo (o un par de ellos) colocado en un ángulo amplio con respecto a la dirección de avance, usando una forma cóncava para mantener el disco en el suelo, a menos que algo duro golpee la circunferencia del disco, causando que enrollar hacia arriba y sobre la obstrucción. A medida que este es arrastrado hacia adelante, el borde afilado del disco corta el suelo y la superficie cóncava del disco giratorio levanta y arroja el suelo hacia un lado. No funciona tan bien como un arado de vertedera (pero esto no se considera un inconveniente, porque ayuda a combatir la erosión eólica), pero levanta y rompe el suelo (ver grada de discos ). [ cita necesaria ]
Los arados modernos suelen ser reversibles varias veces y están montados en un tractor con un enganche de tres puntos . [56] Estos comúnmente tienen de dos a siete vertederas, y los arados semisuspendidos (cuyo levantamiento es asistido por una rueda aproximadamente a la mitad de su longitud) pueden tener hasta 18. El sistema hidráulico del tractor se utiliza para levantar y invertir el implemento y ajustar el ancho y la profundidad del surco. El arador todavía tiene que ajustar el varillaje de tiro del tractor para que el arado mantenga el ángulo adecuado en el suelo. Este ángulo y profundidad pueden controlarse automáticamente con los tractores modernos. Como complemento al arado trasero se puede montar un arado de dos o tres vertederas en la parte delantera del tractor si éste está equipado con enganche de tres puntos delantero. [ cita necesaria ]
El arado de cincel es una herramienta común para la labranza profunda (tierra preparada) con una alteración limitada del suelo. Su función principal es aflojar y airear los suelos, dejando encima los restos de cultivos . Este arado se puede utilizar para reducir los efectos de la compactación del suelo y para ayudar a romper el arado y el arado . A diferencia de muchos otros arados, el cincel no invierte ni revuelve la tierra. Esta característica lo ha convertido en una adición útil a las prácticas agrícolas sin labranza y con labranza baja que intentan maximizar los beneficios de prevención de la erosión al mantener la materia orgánica y los residuos agrícolas presentes en la superficie del suelo durante todo el año. Así, algunos consideran el arado de cincel . ] ser más sostenible que otros tipos de arado, como el arado de vertedera.
Los arados de cincel se están volviendo más populares como herramienta principal de labranza en áreas agrícolas de cultivos en hileras. Básicamente, el arado de cincel es un cultivador de campo de alta resistencia diseñado para operar a profundidades desde 15 cm (5,9 pulgadas) hasta 46 cm (18 pulgadas). Sin embargo, algunos modelos pueden ser mucho más profundos. [ se necesita aclaración ] Cada arado o mango individual generalmente se coloca a una distancia de entre 230 mm (9 pulgadas) y 360 mm (14 pulgadas). Un arado de este tipo puede resistir una resistencia significativa del suelo: se requiere un tractor con suficiente potencia y tracción. Al arar con un arado de cincel, se requieren de 10 a 20 caballos de fuerza (7,5 a 14,9 kW) por vástago, según la profundidad. [ cita necesaria ]
Los arados de cincel de tracción se fabrican en anchos de trabajo desde aproximadamente 2,5 metros (8 pies 2 pulgadas) hasta 13,7 metros (45 pies). Están montados en un tractor y la profundidad de trabajo se controla hidráulicamente. Los que miden más de 4 metros (13 pies) de ancho pueden estar equipados con alas plegables para reducir el ancho de transporte. Las máquinas más anchas pueden tener las alas sostenidas por ruedas individuales y juntas de bisagra para permitir la flexión de la máquina sobre terreno irregular. Los modelos más anchos suelen tener una rueda a cada lado para controlar la profundidad de trabajo. Las unidades montadas con enganche de tres puntos se fabrican en anchos de aproximadamente 1,5 a 9 metros (4 pies 11 pulgadas a 29 pies 6 pulgadas).
Los cultivadores suelen tener una forma similar a los arados de cincel, pero sus objetivos son diferentes. Los dientes del cultivador trabajan cerca de la superficie, generalmente para controlar las malezas, mientras que los mangos del arado de cincel trabajan profundamente debajo de la superficie; por lo tanto, el cultivo requiere mucha menos energía por vástago que el arado con cincel.
El arado rural es un arado inclinado. [57] El arado más común en la India, [58] se recomienda para cultivos como el maní después del uso de un tractor. [59]
Un arado de aporque se utiliza para cultivos como patatas o cebolletas que se cultivan enterradas en surcos de tierra, utilizando una técnica llamada aporque o aporque . Un arado aporcador tiene dos vertederas espalda con espalda que cortan un surco profundo en cada pasada con crestas altas a cada lado. Se puede utilizar el mismo arado para dividir los surcos y recoger la cosecha.
Esta variedad de arado de cumbrera se caracteriza por tener una hoja apuntando hacia el operador. Se utiliza únicamente mediante esfuerzo humano en lugar de con ayuda de animales o máquinas y el operador lo tira hacia atrás, lo que requiere un gran esfuerzo físico. Se utiliza especialmente para la segunda roturación del terreno y para la siembra de patatas. Se encuentra en las Shetland, en algunas granjas occidentales y, más raramente, en el centro de Escocia, normalmente en explotaciones demasiado pequeñas o pobres para merecer el uso de animales.
Funcionalmente como una sierra, pero tirado como un arado, este dispositivo fue creado en el siglo XIX y se utilizó principalmente en Escandinavia, como parte de la industria de exportación de hielo, creando bloques de hielo para enviar a Gran Bretaña. [60]
El arado topo permite instalar drenajes inferiores sin zanjas, o rompe las capas profundas e impermeables del suelo que lo impiden. Es un arado profundo con una punta en forma de torpedo o cuña y una hoja estrecha que lo conecta al cuerpo. Cuando se arrastra sobre el suelo, deja un canal profundo debajo que actúa como drenaje. Los arados topo modernos también pueden enterrar una tubería de drenaje de plástico flexible perforada a medida que avanzan, creando un drenaje más permanente, o pueden usarse para tender tuberías para suministro de agua u otros fines. Máquinas similares, los llamados arados para tendido de tubos y cables , se utilizan incluso bajo el mar para tender cables o preparar la tierra para el sonar de barrido lateral en un proceso utilizado en la exploración petrolera .
Compactar a mano una muestra del tamaño de una pelota de tenis desde una profundidad de molido y luego empujar un lápiz es una comprobación sencilla para determinar si el subsuelo está en las condiciones adecuadas para el arado de topo. Si el hoyo permanece intacto sin partir la bola, el suelo está en condiciones ideales para el arado topo.
Los terrenos pesados requieren drenaje para reducir su contenido de agua a un nivel eficiente para el crecimiento de las plantas. Los suelos pesados suelen tener un sistema de drenaje permanente, mediante tuberías perforadas de plástico o arcilla que descargan en una zanja. Los pequeños túneles (drenajes de topo) que forman los arados topo se encuentran a una profundidad de hasta 950 mm (37 pulgadas) en ángulo con respecto a los desagües de las tuberías. El agua de los desagües del topo se filtra en las tuberías y corre a lo largo de ellas hasta una zanja.
Los arados topo suelen ser arrastrados y arrastrados por un tractor de orugas, pero también se fabrican modelos más ligeros para su uso con el enganche de tres puntos de potentes tractores con tracción en las cuatro ruedas. Un arado topo tiene un marco resistente que se desliza por el suelo cuando la máquina está en funcionamiento. Se fija al marco una pata pesada, similar a una pata de subsolador, y se atornilla a la pata una sección circular con un expansor de mayor diámetro sobre un enlace flexible. La reja en forma de bala forma un túnel en el suelo de aproximadamente 75 mm (3,0 pulgadas) de diámetro y el expansor presiona el suelo hacia afuera para formar un canal de drenaje duradero.
El paraarado afloja capas de suelo compactado de 3 a 4 dm (12 a 16 pulgadas) de profundidad mientras mantiene altos niveles de residuos en la superficie. [61] Es un implemento de labranza primario para arado profundo sin inversión.
El arado de pala está diseñado para cortar el suelo y voltearlo de lado, minimizando el daño a las lombrices, microorganismos del suelo y hongos. Esto aumenta la sostenibilidad y la fertilidad a largo plazo del suelo.
Usando una barra con rejas cuadradas montadas perpendicularmente y un punto de pivote para cambiar el ángulo de la barra, el arado con interruptor permite arar en cualquier dirección. Es mejor en suelos previamente trabajados, ya que las rejas de arado están diseñadas más para remover el suelo que para un laboreo profundo. En la cabecera, el operador gira la barra (y por tanto las rejas del arado) para girar el suelo hacia el lado opuesto de la dirección de desplazamiento. Los arados de cambio suelen ser más livianos que los arados basculantes y requieren menos caballos de fuerza para funcionar.
El arado con vertedera en climas fríos y templados, hasta 20 cm (7,9 pulgadas), airea el suelo aflojándolo. Incorpora residuos de cultivos, abonos sólidos, piedra caliza y fertilizantes comerciales junto con oxígeno, reduciendo así las pérdidas de nitrógeno por desnitrificación, acelerando la mineralización y aumentando la disponibilidad de nitrógeno a corto plazo para convertir la materia orgánica en humus. Borra huellas de ruedas y surcos de equipos de cosecha. Controla muchas malezas perennes y retrasa el crecimiento de otras hasta la primavera. Acelera el calentamiento del suelo en primavera y la evaporación del agua debido a la menor cantidad de residuos en la superficie del suelo. Facilita la siembra con una semilla más ligera, controla muchos enemigos de los cultivos ( babosas , moscas grulla , gusanos de las semillas del maíz, moscas de las semillas del frijol , barrenadores) y aumenta el número de lombrices de tierra (endógicas) que se alimentan de la tierra, pero disuade a las lombrices de tierra que viven verticalmente ( anécico). [ cita necesaria ]
El arado deja pocos residuos de cultivos en la superficie que, de otro modo, podrían reducir la erosión eólica e hídrica. Arar demasiado puede provocar la formación de capas duras . Por lo general, los agricultores rompen eso con un subsolador , que actúa como un cuchillo largo y afilado que corta la capa endurecida de suelo muy por debajo de la superficie. Es posible la erosión del suelo debido a un uso inadecuado de la tierra y del arado. El arado en curvas de nivel mitiga la erosión del suelo al arar a lo largo de una pendiente, a lo largo de líneas de elevación. Las alternativas al arado, como el método de labranza cero , tienen el potencial de aumentar los niveles del suelo y el humus. Estos pueden ser adecuados para parcelas más pequeñas, cultivadas intensivamente y para cultivos en suelos pobres, poco profundos o degradados que el arado degradaría aún más. [ cita necesaria ]
El litigio sobre patentes [TR FOW/CO5/116-137] se refiere principalmente a un caso de la Cancillería de 1863 entre John Fowler y sus cesionarios de patentes en fideicomiso contra James y Frederick Howard de Bedford por supuesta infracción de sus patentes por la fabricación de arados de equilibrio.
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