Desarrollan un sistema neumático que reduce un 60% el esfuerzo físico de la siembra en invernaderos

Un equipo de investigación del departamento de Ingeniería de la Universidad de Almería, en colaboración con el de Ingeniería Minera, Mecánica y Energética de la Universidad de Huelva, ha diseñado un accesorio neumático acoplable al carro de trabajo convencional que reduce en más de un 60 % el esfuerzo aplicado a la siembra en los invernaderos, una tarea que hasta ahora se realiza de forma manual y con gran exigencia física. El dispositivo aporta mayor estabilidad de la fuerza aplicada, lo que reduce el impacto biomecánico. De esta forma, disminuyen las lesiones musculoesqueléticas y aumenta la seguridad laboral.

Como detallan en en el artículo ‘Design and implementation of a pneumatic machine for ergonomic greenhouse planting’, publicado en la revista Smart Agricultural Technology, el sistema se basa en un mecanismo de aire comprimido que impulsa un pistón neumático hacia el suelo para perforarlo. La punta está adaptada al tamaño del cepellón, la bola de tierra que envuelve las raíces, por lo que el agujero que crea es exacto para colocar la planta. Se instala fácilmente en un carro agrícola convencional y se activa de forma manual. El agricultor solo tiene que mover el carro hasta el punto deseado, accionar la válvula y la herramienta hace el resto: perfora el suelo, se retrae y está lista para el siguiente hoyo.

El nuevo dispositivo, fácil de usar y económico, disminuye el riesgo de lesiones por sobrecarga y mejora la precisión de la tarea.

La innovación busca mejorar la ergonomía de los trabajadores de una forma económica y sencilla, sin necesidad de conocimientos técnicos. “Se están desarrollando robots para automatizar tareas, pero actualmente no son viables para los pequeños minifundistas, que son la mayoría en Almería, con apenas una o dos hectáreas de tierra. El agricultor necesita un método simple, fácil de arreglar con herramientas básicas y sin un sistema de programación complejo”, explica a la Fundación Descubre Antonio García, autor principal del estudio.

De la lanza de hierro al sistema neumático

Hasta ahora los agricultores utilizan una lanza de hierro para hacer los agujeros en el suelo. La barra de punta triangular se clava repetidamente en el terreno de forma vertical, una tarea que implica levantar peso, aplicar fuerza y mantener posturas forzadas durante las jornadas de siembra. Este esfuerzo constante puede provocar lesiones a medio o largo plazo como tendinitis, contracturas, dolor lumbar o incluso síndrome del túnel carpiano. Según estudios previos, se trata de una de las tareas más exigentes de la agricultura en invernaderos.

La línea de investigación de este equipo busca ponerle remedio pero con métodos sencillos de implementar, incluso reutilizando infraestructuras existentes, para facilitar su adopción y reducir costes. Así, han rescatado la punta de la lanza tradicional y diseñado el mecanismo para adaptarlo al carro que utilizan en todos los invernaderos para cargar las cajas de tomates, de tamaño estándar. “El sistema se acopla mediante unos tornillos, por lo que pueden usar el carro durante todo el año para transportar las cajas y para perforar en la siembra”, matiza García.

Los expertos realizaron varios ensayos de campo en el invernadero de la UAL para garantizar su eficacia.

Los expertos realizaron varios ensayos de campo en el invernadero de la UAL para garantizar su eficacia. En primer lugar, tomaron muestras de los dos tipos de suelo más comunes en Almería: el arenado natural, con mayor presencia de piedras, y el arenado típico, con una composición más uniforme. Tras medir la dureza del terreno, comprobaron que podía trabajar con eficacia incluso en superficies de mayor resistencia, simplemente regulando la presión del mecanismo.

Después evaluaron la precisión en la profundidad de los agujeros, cuyo tamaño ideal son ocho centímetros, y midieron la fuerza que deben aplicar los trabajadores usando esta máquina frente al método tradicional. Con el nuevo sistema se reduciría al 60 por ciento, ya que implicaría que el agricultor tendría que ejercer 19 kilos de esfuerzo frente a los 60 que supone levantar la lanza en cada golpe.

También usaron el método de Evaluación Rápida de Extremidades Superiores (RULA), que identifica los riesgos de trastornos musculoesqueléticos durante las tareas laborales. Así, tras la aplicación del nuevo dispositivo, se pasó de un nivel máximo (7), a intermedio (3).  

Rápido y eficiente

El sistema está diseñado para ser duradero y de bajo mantenimiento, únicamente necesitaría asegurar una correcta presión de aire y nivel de aceite en el compresor. Además, permite trabajar de forma más rápida y eficiente que con el método manual, donde influyen factores como el cansancio y las altas temperaturas, máxime cuando la siembra se realiza en agosto. Su uso redundaría en una reducción de costes a largo plazo y una mejora de la calidad de la plantación, al garantizar la profundidad adecuada para cada cepellón.

Método tradicional de siembra.

Con todo, los expertos destacan que el mecanismo es escalable: “Se podría implementar en un robot, automatizar para que hiciera los agujeros solo o regulara la presión del aire según el tipo de suelo detectado, pero para fincas experimentales, no para pequeños agricultores”, adelanta.

De momento es una línea de trabajo inicial, financiada con fondos propios, en la que están desarrollando varios dispositivos para favorecer la ergonomía de los agricultores. 

Reportaje: Plantar sin dolor: el dispositivo neumático que alivia el trabajo en los invernaderos

Referencias

Antonio García Chica, Rosa María Chica, Julio J. Caparros Mancera, Antonio Gimenez, J.L. Torres Moreno. ‘Design and implementation of a pneumatic machine for ergonomic greenhouse planting’, Smart Agricultural Technology. 2025

Más información:

#CienciaDirecta, agencia de noticias de ciencia andaluza, impulsada por la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía, con la colaboración de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología-Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades.

Teléfono: 663 920 093

E-mail: comunicacion@fundaciondescubre.es