Load sensing o Caudal a la demanda en las transmisiones hidráulicas

En este artículo nos centramos en explicar otro de los componentes de gran importancia en un circuito hidráulico: el sistema Load Sensing o Caudal de la Demanda. El funcionamiento de los circuitos hidráulicos del tractor puede comportarse de diversas formas según sea la bomba y los distribuidores.

Primero vamos a comentar todo lo que se debe conocer sobre estos componentes :bombas y distribuidores del sistema hidráulico del tractor, antes de centrarnos en el significado de Load Sensing o Caudal de la demanda en circuitos hidráulicos. 

Bomba del sistema hidráulico del tractor

Las bombas transforman la energía mecánica en energía hidráulica, provocando la circulación del aceite. Las bombas o grupos de bombas suelen estar instaladas cerca del depósito, a una cota inferior o a su mismo nivel. Esto es así para que el líquido sea aspirado fácilmente, y el caudal sea suficiente para satisfacer la demanda de la bomba. Por tanto, la tubería deberá ser corta y con una sección amplia y recta.

Las bombas del sistema hidráulico del tractor van a determinar el caudal que circula por el circuito. La presión depende de las resistencias que el aceite debe vencer en su camino de regreso al depósito o en la aspiración. En función del trabajo que se vaya a realizar la presión varía: el aceite tendrá mucha presión si tiene que realizar un gran trabajo, y poca presión si puede recorrerlo con facilidad.

Podemos encontrar viarios tipos de bombas hidráulicas: con un sentido de aspiración y cilindrada constante, con cilindrada variable, reversibles y de cilindrada constante.

La cilindrada de una bomba es el volumen que cada pistón aspira en media revolución e impulsa en la otra media, en relación con el número de pistones, en el caso de las bombas de pistones.

Una bomba reversible es aquella que está preparada para que impulse el líquido por cualquiera de las dos tuberías, de modo que la tubería que en un momento es de aspiración pase a ser de impulsión, y viceversa. Se instalan circuitos cerrados, donde el retorno del líquido que ha recorrido el circuito es reaspirado por la misma bomba en vez de regresar al depósito. Estas bombas se suelen construir de pistones axiales con plataforma oblicua.

Los distribuidores del sistema hidráulico

Los circuitos de una transmisión hidráulica cuentan con una o varias válvulas distribuidoras o distribuidores. Su función es dirigir el aceite hacia el lugar donde se necesite en cada momento, y su funcionamiento está controlado por el conductor o se activa automáticamente.

Es necesario instalar un distribuidor por cada cilindro, motor o grupo de motores que estén acoplados entre sí.

El aceite que llega desde la bomba puede seguir varias trayectorias por el interior del distribuidor, y saldrá por una vía diferente según el camino que encuentre abierto. Una corredera es una barra cilíndrica con tramos de diferentes diámetros, encargada de dirigir el paso de aceite al deslizamiento por el interior del distribuidor. Estas correderas pueden tener diverso número de posiciones, y el líquido seguirá una trayectoria diferente en cada posición. Lo más normal es que sean de tres posiciones, pero las hay hasta de cinco.

El número de posiciones es el número de recorridos diferentes que el aceite puede seguir al pasar por el distribuidor, y por tanto el número de funciones que podrá realizar el cilindro o motor al que está conectado.

La fuerza que se aplica sobre el extremo de la corredera para su desplazamiento puede tener diversos orígenes: de origen externo y en otro sentido por otro agente o muelle que hace recuperar su posición cuando desaparece la fuerza exterior.

Los distribuidores pueden tener o no retención, es decir, la corredera puede permanecer en sentido de seguir enviando el aceite hacia el cilindro o retornar a la posición neutra. En los distribuidores con retención, la corredera se mantiene en la posición en que se ha dejado; y en los que no presentan retención, la corredera regresa rápidamente.

Distribuidores de centro abierto y centro cerrado

En ambos distribuidores se observa una diferencia en la posición central (posición neutra, ya que no se envía líquido al cilindro o motor).

Los distribuidores de centro abierto, son aquellos que cuando están en posición neutra, el líquido que llega desde la bomba atraviesa el distribuidor y continua hacia otro punto del circuito hidráulico. Cuando no se está enviando aceite a ningún cilindro o motor, el camino de regreso al depósito está libre. El aceite no encuentra resistencias en su camino y su presión a la salida de la bomba es casi nula. Al accionarlo para realizar un trabajo, el aceite aumenta su presión para vencer las resistencias.

Cuando los distribuidores son de centro cerrado, el aceite tiene el paso cortado y no puede seguir avanzando por el circuito. Cuando no trabaja ningún órgano la presión del aceite es muy alta. Si la bomba sigue suministrando caudal, el aceite escapará por la válvula de seguridad, abriéndola cuando adquiera la presión necesaria. Al enviar el aceite hacia un cilindro o motor, la presión descenderá.

Load Sensing o Caudal de la Demanda

Los tractores poseen uno o más circuitos hidráulicos que suministran aceite para realizar una serie de servicios y también suministran aceite a los aperos que puedan llevar acoplados.

Como hemos mencionado con anterioridad, los circuitos hidráulicos pueden funcionar de diferente forma dependiendo de la bomba y los distribuidores.

El sistema más avanzado que se instala en muchos modelos de tractores es el llamado «Caudal de la Demanda» o «Load Sensing» que consigue regular mejor el caudal y la velocidad del accionamiento de los cilindros y/o motores hidráulicos con unas menores pérdidas energéticas.

Dicho de otra forma: es un sistema hidráulico formado por una bomba de desplazamiento variable que crea una presión y/o el caudal necesarios según sus necesidades.

Este sistema Load Sensing garantiza movimientos simultáneos uniformes y velocidades de desplazamiento optimizadas dependiendo de la carga que estés manipulando.

Funciones de Load Sensing

1. El aceite no se utiliza para ningún servicio:

En el caso de que el aceite no se requiera para ningún servicio la bomba no suministraría caudal y el líquido permanecería en reposo en las tuberías a baja presión.

2. Al accionar un servicio:

En el caso de que hayamos accionado un servicio existe un dispositivo de mando que puede regularse para que el cilindro o el motor se mueva a una velocidad indicada o deseada por parte del operador.  Esto se regula gracias a la bomba que envía el caudal necesario para producirse la velocidad deseada. El caudal  puede ser utilizado en un servicio o la suma de caudal para poder accionar varios servicios de forma simultánea (siempre que exista suficiente caudal).

3. Interposición de un gran obstáculo en el movimiento del cilindro o motor:

La respuesta de la bomba en esta situación sería no suministrar caudal. El líquido estaría sometido a altas presiones.

4. Cilindro accionado llega al final de su carrera y el distribuidor está en posición de enviar aceite

Ocurriría lo mismo que en el caso anterior: la bomba dejaría de suministrar caudal y la presión del líquido sería alta.

«Power Beyond», el sistema Load Sensing para aperos

Algunos de los tractores que tienen circuito con estas características también tienen la posibilidad de que el apero que vaya enganchado en el tractor tenga un distribuidor proporcional. De esta forma, el caudal perteneciente al tractor llegaría directamente. A la salida de ese distribuidor sale una tubería que transmite su presión a la válvula que esta regulando la cilindrada de la bomba.

Los tractores con esta posibilidad comercialmente se llama «Power Beyond» que hace referencia a que el sístema Load Sensing va más allá del tractor.

Un flujo hidráulico continuo permite usar accesorios como retroexcavadores o separadores de troncos, que tienen su propia función hidráulica.

Ventajas del sistema Load Sensing

1. Menor calentamiento del líquido del circuito.
2. Menor gasto de energía.
3. Mayor aprovechamiento del caudal de la bomba.
4. Accionar más de un servicio a la vez de forma más eficiente.

Si usted tiene un John Deere quizá le interese este vídeo para un mejor ajuste de la transmisión con aperos que requieren bajo caudal.

Le recomendamos leer el artículo de Transmisiones hidráulicas en el tractor y los elementos que lo componen, donde encontrará los fundamentos básicos de todos estos elementos mencionados.

Revisado por: Prof. Dr. Luis Ruiz García el 06/08/2020

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