CURVA DE CONSUMO DE COMBUSTÍVEL DE MÁQUINAS AGRÍCOLAS

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1 CURVA DE CONSUMO DE COMBUSTÍVEL DE MÁQUINAS AGRÍCOLAS Bachmann, Vitória¹; Possamai, Jaine¹; Veiga, Ricardo Kozoroski² Masiero, Fabrício Campos² Instituto Federal Catarinense, Rio do Sul/SC INTRODUÇÃO O surgimento de máquinas agrícola para a agricultura veio da necessidade de substituir a mão de obra na agricultura e aumentar a produtividade para suprir a demanda por alimentos em termos mundiais (VIAN e JUNIOR, 2010 ). Até o século XVIII, os instrumentos agrícolas ainda eram rústicos. A revolução industrial deu um impulso nas máquinas, pois precisava aumentar a produtividade agrícola para suprir a necessidade de subsistência. No século XIX, houve um grande aumento da urbanização que culminou em processo de migração rural para cidade, diminuindo o contingente de pessoas que trabalhavam no campo (VIAN e JUNIOR, 2010). Segundo Salvador, Mion e Benez (2009), a necessidade de aumentar a produção de grãos no Brasil ocorreu nos últimos tempos, abertura de novas fronteiras agrícolas e, por isso, a agricultura passou por um aumento intensivo de máquinas e implementos agrícolas nas lavouras. Dessa maneira, todo ano surgem novas máquinas de diferentes tamanhos do pequeno ao grande porte para preparação da lavoura. Enquanto que na tração animal a mão de obra nas atividades agrícolas era intensiva, nos dias de hoje o recurso energético é importante fator do custo de produção. Para realizar trabalhos de campo são necessárias máquinas agrícolas na maioria das propriedades, essas atividades mecanizadas proporcionam maiores gastos energéticos nas propriedades rurais, principalmente no consumo de combustível dos tratores agrícolas (MONTANHA et al., 2011). Somada à questão ambiental, a eficiência energética e redução de poluentes também induz à necessidade de monitoramento de consumo. 1 Aluna do Curso Técnico em Agropecuária do Instituto Federal Catarinense - Rio do Sul/SC. 2 Professor de Mecanização Agrícola do Instituto Federal Catarinense - Rio do Sul/SC

2 Porém são raras (e onerosas) as máquinas agrícolas que dispõem de medidores de consumo em seus painéis de instrumentos. Com o intuito avaliar o real consumo de combustível de um trator o trabalho se propôs a criar um medidor de consumo de combustível utilizando materiais de fácil obtenção pelo agricultor em sua propriedade. Além da construção do medidor de consumo de combustível o trabalho objetivou também a obtenção da curva de consumo de um trator, relacionando sua rotação com seu consumo de combustível. MATERIAL E MÉTODOS A Pesquisa foi realizada no Laboratório de Mecanização Agrícola do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Catarinense - Campus Rio do Sul de outubro de 2013 à junho de Foi dividido nas seguintes etapas: a) Pesquisa exploratória: onde realizou-se a revisão bibliográfica e documental para embasar o desenvolvimento do medidor de consumo e o método de análise. b) Projeto do medidor, seguindo o método proposto em Masiero & Veiga (2014) montagem no trator e análise matemática: O projeto concentrou-se no pressuposto que o equipamento poderia ser reproduzido pelo agricultor em sua propriedade. Assim foram empregados matérias de fácil obtenção e baixo custo. A Figura 1 apresenta os principais componentes utilizados: conexão de tubos de PVC, mangueiras, abraçadeira e válvula de gás de cozinha. Figura 1. Componentes do medidor antes da montagem 2

3 Para a montagem do medidor no trator (marca Valmet, modelo 785) foi interrompido o fluxo de combustível do tanque e a mangueira de alimentação conectada ao reservatório principal do medidor. Na mangueira de retorno dos bicos injetores (excesso de combustível) foi acoplado um recipiente plástico, fixado no próprio trator. Assim, o volume de combustível consumido no reservatório principal subtraído do coletado na linha de retorno equivalia à quantidade queimada pelo motor. No momento da partida no trator iniciava-se a contagem do tempo que ia até o trator gastar certa quantidade de combustível, marcado com uma linha no reservatório principal. Repetiu-se a operação variando-se de 100 em 100 rpm (rotações por minuto), entre 1000 e 2300 rpm do motor. O resultado obtido da divisão entre o volume consumido e o tempo gasto foi o consumo horário da máquina. Os resultados foram transformados de ml por segundo para litros por hora por se tratar de unidade mais conhecida no meio agrícola. O volume do reservatório principal foi de 150 ml (mililitros) de combustível e cada centímetro equivalia a 7,25 ml. Para ciclo era reposta a quantidade armazenada do retorno no reservatório principal e verificada a altura de coluna de combustível consumido. Para a verificação da rotação do virabrequim utilizou-se tacômetro portátil digital, da marca ICEL, modelo TC 5010 a fim de comprovar o valor apresentado no painel do trator. A Figura 2 apresenta o medidor montado no trator, sendo o reservatório principal fixado pela abraçadeira e a válvula na parte inferior, acoplada à mangueira de alimentação. Figura 2. Montagem do medidor no trator RESULTADOS E DISCUSSÃO O consumo em litros por hora, obtido para cada RPM (rotação por minuto), é apresentado na tabela a seguir. 3

4 Tabela 1. Consumo de combustível em l/h para cada RPM RPM l/h 1,021 1,33 2,529 2,565 3,524 3,694 3,816 RPM l/h 3,908 4,481 5,414 6,593 7,873 9,806 8,751 A análise matemática foi empregada inicialmente para comprovação da correlação entre o consumo e a rotação. Pela análise de dados pareados o consumo de combustível e a RPM da máquina apresentaram forte correlação positiva. O cálculo do coeficiente de correlação linear de Pearson, demonstrou valor de r = 0,979. A análise gráfica, amparada pelo programa Microsoft Excel, permitiu extrair a função geradora da curva de consumo. Gráfico 1: Consumo de combustível em l/h em diferentes RPM Pelos resultados obtidos do gráfico e da função observa-se que o consumo não aumenta apenas linearmente com o aumento da rotação, das descreve uma curva exponencial, expressa no Gráfico 1. Para fins de comprovação da curva foram adotados três níveis de rotação (1000, 1500 e 2000 rpm) e realizadas três repetições para cada nível. Os resultados foram semelhantes aos obtidos no Gráfico 1 e comprovaram a correlação entre as variáveis, conforme apresenta o Gráfico 2. 4

5 Gráfico 2: Consumo de combustível em três níveis de RPM: 1000, 1500 e 2000 CONCLUSÃO O estudo comprovou a viabilidade de produção de um medidor de combustível de baixo custo. Observou-se que o consumo de combustível tem forte correlação com a rotação do motor e obedece à curva exponencial. Os resultados podem ajudar na conscientização do agricultor de que a utilização de faixas de rotação acima da especificada pelo fabricante do trator gera demasiado consumo de combustível e prejudica o resultado econômico da operação agrícola. REFERÊNCIAS MASIERO, F.C.; VEIGA, R.K. Força Exata. Revista Cultivar Máquinas, Número 138. Março de 2014, p MONTANHA, G.K.; GUERRA, S.P.S.; SANCHES, P.A.; CAMPOS, F.H. & LANÇAS K.P. Consumo de combustível de um trator agrícola no preparo do solo para a cultura do algodão irrigado em função da pressão de inflação nos pneus: Revista e Energia na Agricultura, 2011, p SALVADOR, N.; MION, R.L; BENEZ, S.H. Consumo de combustível em diferentes sistemas de preparo periódico realizados antes e depois da operação de subsolagem. Ciênc. Agrotec., maio/jun., VIAN, C.E.F.; JUNIOR, A.M.A. Evolução histórica da indústria de máquinas agrícolas no mundo: origens e tendências; PIRACICABA - SP BRASIL,