Manufacture of yokes for oxens

Ramón Valdés Moreno¹ y Josefina de Calzadilla Pereira²

RESUMEN. Con el objetivo de determinar la resistencia a la flexión se ensayaron tres tipos de maderas utilizadas en la elaboración de yugos de cabeza para bueyes, comprobándose que la «varía» posee una resistencia significativamente superior al «guamá» y al «cedro», especies comúnmente utilizadas para este propósito. Se efectuó el análisis de la resistencia a la flexión de un yugo, determinándose que la sección más peligrosa se encuentra en el extremo interior de la «camella». Se efectuó el cronometraje de la elaboración del yugo, a partir de un bolo de madera rústico con herramientas manuales, determinando la secuencia de operaciones y el tiempo consumido, obteniéndose 18,47 % para el labrado a cuatro caras, 17,39 % para el acabado de la superficie y 13,58 % para los cortes del material sobrante. El tiempo total para la elaboración del yugo fue de 9,20 horas y los factores que influyen en el mismo son las dimensiones del yugo, tamaño del bolo, estado de las herramientas y tipo de madera.

Palabras clave: tracción animal, yugos, resistencia a la flexión, tiempo de elaboración.

ABSTRACT. With the objective of determining the resistance to the flexion, three types of wood were rehearsed used in the manufacture of head yokes for oxen being proven that it «varia» it possesses a significantly superior resistance to the «guamá» and the «cedar», species commonly used to that effect. The analysis was made from the resistance to the flexion of a yoke, being determined that the most dangerous section is in the interior end of the «arc.» The timing of the elaboration of the yoke was made starting from a rustic wooden skittle with manual tools determining the sequence of operations and the consumed time, being obtained 18,47 % for the figured one to four faces, 17,39 % for the finish of the surface and 13,58 % for the cuts of the spare material. The total time for the elaboration of the yoke was of 9, 20 hours and the factors that can influence in the same one they are the dimensions of the yoke, size of the skittle, state of the tools and types of wood.

Keywords: animal traction yokes, resistance to the flexion, time of elaboration.

INTRODUCCIÓN

A partir de los años 89-90 con la brusca disminución de los recursos para la técnica agrícola (tractores y aperos) y de los derivados del petróleo, comenzó una fase de introducción de técnicas de tracción animal en la agricultura cubana.

A partir de ese período y hasta hoy la tracción animal ha crecido en más de tres veces en bueyes, particularmente en el sector estatal, el cual sufrió la mayor afectación por ser más dependiente de la técnica mecanizada.

También se han incrementado las herrerías, la cantidad y diversificación de los aperos, elevándose significativamente la relación apero / yunta a valores superiores a 2. (3, 6).

Junto al crecimiento de los animales de tiro surge también la necesidad de fabricación de arneses que permitan ser acoplados a los aperos para utilizar su fuerza de tracción. La
cultura de fabricación de estos accesorios era patrimonio, casi exclusivo de algunos campesinos, por lo que resulta necesario evaluar y divulgar los parámetros constructivos y la tecnología para su fabricación.

Se utilizan para los vacunos (bueyes) dos tipos básicos de yugos: de cabeza y de cuello. Los yugos de cuello (ver Figura 1) se fabrican de madera, uniéndose a una correa, cinta o soga que abraza el cuello del animal, mientras la pieza de madera descansa sobre el cuello del mismo, pueden también estar formados por dos maderos paralelos, en el centro se encuentra el punto de unión con el apero.

En el caso mencionado no es necesaria la presencia de cuernos ni su adecuada implantación, así como las características del cuello. Algunos modelos pueden utilizar cintas o correas para adaptase a los cuernos cuando estos están presentes.

FIGURA 1. Tipos de yugos de cuello. a, b, c.

Recibido 20/07/07, aprobado 03/03/08, trabajo 28/08, investigación.

¹ Ing., Prof., Universidad Agraria de La Habana, Facultad de Mecanización, San José de las Lajas, La Habana, Cuba. CP: 32700. E-mail: ramonv@isch.edu.cu

² M. Sc., Ing., Prof., Universidad Agraria de La Habana, Facultad de Mecanización.

Este yugo permite traccionar, retroceder (recular) y detener los aperos sin accesorios adicionales, pero los animales reciben sacudidas cuando chocan con cualquier obstáculo, tiene también el inconveniente de que no permite el libre movimiento de los mismos. Los animales de cuello largo y fino desarrollan una fuerza de tracción inferior a su fuerza potencial. Los yugos se fabrican de diferentes tamaños para adaptar la yunta al ancho de las hileras del cultivo y labor a realizar. En menor medida varían las dimensiones de la camella o parte del yugo colocada o en contacto con el animal (4, 5).

FIGURA 2. Yugo de cabeza.

TABLA 1. Fuerza de tracción en función del peso vivo de los bueyes

Las especies vegetales más comunes empleadas en la fabricación de yugos dobles de cabeza se muestran en la Tabla 2.

Las características más importantes que deben poseer estas maderas son las siguientes: a) elevada resistencia a la flexión y desgaste; b) bajo peso volumétrico; c) no agrietarse o rajarse; d) elevada resistencia a los factores climáticos; e) comodidad o facilidad de elaboración con diferentes herramientas.

El empleo de las diferentes especies depende, básicamente, de su disponibilidad en las distintas regiones del país (2). Diferentes maderas, métodos de elaboración y variantes en el diseño de los yugos requieren un estudio de la resistencia de las diferentes especies y el análisis del momento flector que provocan la rotura de los yugos, así como el tiempo de elaboración de los mismos, los cuales constituye los objetivos del presente trabajo.

TABLA 2. Especies vegetales empleadas para la fabricación de yugos

MATERIALES Y MÉTODOS

Carta tecnológica para la elaboración de un yugo de cabeza para una yunta

Se efectúa la observación cronométrica con un cronometro manual (1 s de precisión) de la secuencia de las operaciones para la elaboración de un yugo, a partir de madera rolliza de dimensiones apropiadas, sin mecanización alguna del proceso, es decir, con las herramientas manuales de un carpintero, efectuándose tres (3) repeticiones. Se emplean los tres tipos de maderas disponibles y que cumplen los requisitos a la hora de efectuar la determinación: «varia», «guamá» y «cedro».

Se emplea un carpintero de elevada experiencia y bolos de madera seca.

Determinación de la resistencia a la flexión

Se utiliza madera seca (más de 6 meses de cortada), residuos de la elaboración de yugos de las maderas a investigar en óptimas condiciones.

La resistencia a la tracción se toma como el triple de la fuerza de tracción media de una yunta. Se elaboran a torno probetas, según las dimensiones que se muestran en la Figura 3.

FIGURA 3. Dimensiones de las probetas para ensayo.

Las dimensiones de las probetas se determinaron mediante ensayos, a partir de diámetro de 20 mm, de modo que se obtuvo el mayor diámetro que pudiera trabajarse con el dispositivo empleado.

Se colocan los apoyos a 115 mm, aplicándose una carga en el centro de la distancia entre apoyos, se colocan pesos de 40 gramos sobre el platillo de carga, cuyo alambre de sujeción descansa en el centro de la probeta hasta la destrucción de la misma. Los resultados experimentales se procesan estadísticamente con el paquete de programas Statgraphics Versión 4,0.

Para el cálculo del momento flector Mf (1, 7) se utilizan las expresiones siguientes:

donde:

P: fuerza aplicada para destruir la probeta, N;

l: la distancia entre los apoyos, m.

La resistencia a la flexión calculada Ã_f será:

donde: Wy es el módulo de la sección mm³:

W_y= 0,1d³,  m³

d: es el diámetro de la sección central de la probeta, m.

Carta tecnológica simplificada para la elaboración del yugo

En la Tabla 3 se muestra la secuencia de las operaciones y su duración. La operación de labrado del bolo, que ocupa el 18,47 % del tiempo total de trabajo para la elaboración del yugo, puede aumentar si el bolo es muy grueso y no es recto, lo cual hace más compleja y cuidadosa la operación. El acabado de las superficies es otra de las operaciones de mayor laboriosidad ocupando el 17,39 % del tiempo.

TABLA 3. Operaciones y tiempo consumido

En condiciones medias la elaboración de un yugo consume 9,20 horas de trabajo. Este tiempo se afecta por los factores siguientes:

• Dimensiones del yugo. Los yugos largos para cultivo requieren un mayor tiempo de trabajo, afectando las operaciones 2, 3, 9 y 11.

• Tamaño del bolo. Dificulta el manejo del mismo. Mayor cantidad de material a cortar y eliminar. Operaciones 1 y 2.

• Tipo y estado de las herramientas. Afectan todas las operaciones.

• Características de la madera. La presencia de abundantes fibras y la dureza de la misma determinar menor rendimiento en el corte y mayores cuidados para evitar desgarramientos que hagan inservible el material.

En la Tabla 4 se aprecia que para la fuerza máxima de la yunta, en la sección central del yugo más largo se obtiene la resistencia a la flexión calculada s_f 2,5 veces menor, aproximadamente, que el obtenido en el borde de la camella, dado por el módulo de la sección que resulta menor. Si bien la longitud decrece para esta segunda sección, resulta mucho mayor la disminución del modulo de la sección, debido a la reducción de la sección transversal que sufre el yugo en esta parte.

TABLA 4. Resultados del momento flector calculado en las dos secciones del yugo

Comparando los valores calculados de s_f con los obtenidos experimentalmente (Tablas 4 y 5) se puede constatar que para el «cedro» y «guamá» resultan cuatro (4) veces mayores los valores experimentales sobre los calculados y en el caso particular de la «varía» ocho (8) veces. El momento flector calculado es 2,799 veces superior en el borde de la camella que en la sección central del yugo y la relación entre el momento flector experimental y el calculado favorece a la «varía», también en el borde de la camella, igual a 2,91 veces.

El análisis de varianza para la fuerza destructiva media de las probetas (ver Tabla 6) mostró diferencias significativas entre las mismas (p < 0,05) y la prueba de comparación múltiple de medias dio como resultado que tanto el «guamá» como el «cedro» difieren significativamente de la «varía», pero no difieren estadísticamente entre sí.

En la Figura 4 se muestra la vista frontal y superior de la mitad izquierda del yugo objeto de estudio.

FIGURA 4. Vista frontal y superior de la mitad izquierda del yugo objeto de estudio.

TABLA 5. Resultados experimentales del momento flector de las maderas investigadas

Tanto el «guamá» como el «cedro» no poseen un grado alto de lignificación que les aporta resistencia mecánica. En particular el «guamá» presenta paquetes de fibras rodeadas de un tejido de aspecto parenquimatoso que le resta resistencia. La «varía», por el contrario, posee una estructura compacta, homogénea, responsable de su resistencia.

TABLA 6. Análisis estadístico (Múltiple Range Test. Method 95,0 percent LSD) para la fuerza destructiva media de las probetas experimentadas

CONCLUSIONES

• El tiempo necesario para la elaboración de un yugo doble de cabeza (versión más corta o de tiro) es de 9,20 horas y las operaciones de labrado del bolo y acabado de la superficie consumen el mayor tiempo con el 18,47 y el 17,39 % respectivamente.

• El momento flector máximo en el yugo se obtiene en el borde de la camella, 2,8 veces superior a la sección central.

• Todas las maderas estudiadas resisten las solicitaciones del trabajo y la relación entre à experimental y à calculado favorece a la «varía» y alcanza el valor de 2,91 veces.

1. CASTILLO ALFONSO, M.A.: Tablas y gráficos utilizados en Resistencia de Materiales, pp. 13-14, Ed. ENPES, La Habana, Cuba, 1989.

2. DICCIONARIO: Diccionario de nombres vulgares y cubanos, pp. 13-14, Editorial Pueblo y Educación, La Habana, 1985.

3. GARCÍA DE LA FIGAL, A.; C. IGLESIAS; D. DÍAZ y L. SHKILIOIVA «Desarrollo y perspectivas de la maquinaria agrícola en Cuba, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, vol. 8(1): 1-9, 1999.

4. GIL, F.: Dimensiones de los yugos dobles de cabeza (entrevista personal del primer autor con el obrero calificado Francisco Gil, no publicado), La Habana, octubre, 2005.

5. MINAG: Aperos de labranza manuales y de tracción animal, pp. 11-20, CIDA, Ministerio de la Agricultura, La Habana, Cuba, 1990.

6. RÍOS, A.: El campo cubano, pp. 1-15, Instituto de Investigaciones de Mecanización Agropecuaria (IIMA), (no publicado), La Habana, Cuba, 2003.

7. STIOPIN, P: A: Resistencia de materiales, pp. 142-150, Editorial MIR, Moscú., 1985.