Departamento de Engenharia de Biossistemas ESALQ/USP. Departamento de Engenharia de Biossistemas ESALQ/USP. LEB0432 Máquinas e Implementos Agrícolas

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1 SEMEADURA LEB0432 Máquinas e Implementos Agrícolas Prof. Leandro M. Gimenez 2017 MATERIAL PARA ESTUDO MIALHE, L. G. Máquinas agrícolas para plantio. Editora Millennium. São Paulo, p. BALASTREIRE, L.A. Máquinas Agrícolas. Editora Manole Ltda. São Paulo, p. Página do departamento: 2 1

2 O QUE SE DESEJA COM A SEMEADURA? Permitir o estabelecimento de uma nova cultura. A semente deve ser posicionada em um ambiente adequado ao seu desenvolvimento. Densidade (espaçamento) Profundidade Contato com o solo Distância do fertilizante OPERAÇÃO CRÍTICA! GRADATIVA INCORPORAÇÃO DE TECNOLOGIAS NA GENÉTICA INSUMO COM ELEVADA PARTICIPAÇÃO NO CUSTO DE PRODUÇÃO PORQUE SEMEADURA E NÃO PLANTIO? Plantio = partes de plantas Cana de açúcar Mandioca 2

3 PORQUE SEMEADURA E NÃO PLANTIO? Semeadura = sementes Milho Soja Feijão Trigo Aveia Semeadura PERFEITA 100% do potencial de produtividade preservado kg/ha de milho ERROS: PERDA POTENCIAL Regulagem do número de plantas abaixo do recomendado 4% kg/ha Dose do adubo variando entre as linhas 2% kg/ha Sementes com profundidade inadequada 2% kg/ha Sementes com espaçamento inadequado 1% kg/ha Período entre o tratamento de sementes e semeadura inadequado 1% kg/ha Muita palha sobre a semente 1% kg/ha Pela frente: pragas, daninhas, doenças... 3

4 FATORES QUE AFETAM A EMERGÊNCIA DAS PLÂNTULAS Viabilidade da semente, Temperatura do solo, Disponibilidade de umidade, Disponibilidade de ar, Resistência do solo, Posicionamento da semente em relação ao fertilizante. SEMENTE Possui VIDA, A semente atinge sua melhor qualidade fisiológica no momento da maturidade, com máximo acúmulo de matéria seca, Respiração e consumo do seu material constituinte no período anterior à germinação Armazenagem Temperatura Umidade 4

5 TRATAMENTO DE SEMENTES Tratamento industrial ou na fazenda Ordem dos produtos Inoculantes Efeito sobre a qualidade de distribuição CLASSIFICAÇÃO DAS SEMENTES SOJA - Classificação em função de seu diâmetro: P 5,0 P 5,25 P 5,5 P 5,5 significa que: (intervalo máximo 1 mm) Diâmetro entre 5,5 mm e 6,5 mm Classificação realizada com peneira com orifícios redondos, sementes passando pela peneira 6,5 ficando retidas sobre a peneira 5,5 mm 5

6 CLASSIFICAÇÃO DAS SEMENTES Milho: em função das três dimensões 6

7 SEMENTE FERTILIZANTES Índice salino Indice relativo que compara os fertilizantes Permite obter informações sobre o seu potencial osmótico Adubos Índice global Índice parcial Adubos nitrogenados Nitrato de amônio (35,0 %) 104,7 2,99 Sulfato de amônio (21,2 %) 69 3,25 Nitrato de cálcio (11,9 %) 52,5 4,41 Cianamida cálcica (21,0 %) 31 1,48 Nitrato de sódio (13,8 %) 73,6 5,34 Nitrato de sódio (16,5 %) 100 6,06 Fosfato monoamônico (12,2 %) 29,9 2,45 Fosfato diamônico (21,2 %) 34,3 1,61 Uréia (46,6 %) 75,4 1,62 Adubos fosfatados Fosfato monoamônico (61,7 %) 29,9 0,49 Fosfato diamônico (53,8 %) 34,3 0,64 Superfosfato simples (16,0 %) 7,8 0,49 Superfosfato simples (18,0 %) 7,8 0,43 Superfosfato simples (20,0 %) 7,8 0,39 Superfosfato triplo (45,0 %) 10,1 0,22 Adubos potássicos Cloreto de potássio (60,0 %) 116,3 1,94 Nitrato de potássio (44,0 %) 73,6 1,58 Sulfato de potássio (54,0 %) 46,1 0,85 Sulfato de potássio + Mg (21,9 %) 43,2 1,97 Outros Carbonato de cálcio (56,6 %) 4,7 0,083 Calcário dolomítico (19,0 %) 0,8 0,042 Gesso (32,6 %) 8,1 0,247 7

8 FERTILIZANTES Sementes danificadas pelo fertilizante FERTILIZANTES Posição em relação à semente 8

9 FUNÇÕES DA SEMEADORA 1. Armazenar sementes 2. Promover escoamento controlado 3. Distribuir a semente no terreno Funções complementares Preparar leito de semeadura Cobrir as sementes Adensar o solo ao redor das sementes Mialhe (2012) Etapas da semeadura Depositar a semente 2 Abrir o sulco 1 3 Fechar o sulco Compactar o solo 4 9

10 TIPOS DE SEMEADORAS Pode-se exercitar diferentes classificações para enquadrar os diversos tipos de semeadoras: Forma de acionamento Forma de deposição Forma de distribuição das sementes Sistema de manejo do solo FORMA DE ACIONAMENTO Manual Motorizada (motor para acionamento de mecanismos dosadores) Tracionada Tração animal Mecânica/Tratorizada Montada De arrasto 10

11 FORMA DE DEPOSIÇÃO Superficial Em sulcos Em covas FORMA DE DISTRIBUIÇÃO DAS SEMENTES Em área total lanço Aérea Terrestre 11

12 FORMA DE DISTRIBUIÇÃO DAS SEMENTES Em linhas Contínua (sem precisão entre sementes) De precisão (dosadas uma-a-uma) SISTEMA DE MANEJO DO SOLO Máquinas para semeadura direta Máquinas para semeadura convencional Maior resistência mecânica do solo e resíduo: Disco de corte de palha e hastes sulcadoras 12

13 Acionamento manual Com deposição em covas Distribuição em grupos Semeadura convencional ou direta Tração animal Com deposição em sulcos Distribuição em linhas, com precisão Semeadura convencional 13

14 Semeadora Adubadora Tracionada por trator Com deposição em sulcos Distribuição em linhas, com precisão Semeadura convencional 14

15 Tracionada por trator Com deposição em sulcos Distribuição em linhas, com precisão Semeadura direta Acoplada ao engate de três pontos Com deposição em covas Distribuição em linhas com precisão Semeadura convencional ou direta 15

16 MÁQUINAS MAIS RELEVANTES Semeadora-adubadora de fluxo contínuo ou de sementes miúdas ( semeadeira ) Semeadora-adubadora de precisão ou de sementes graúdas ( plantadeira ) Semeadora de precisão ou de sementes graúdas ( plantadeira ) semeadora-adubadora de fluxo contínuo, de linhas múltiplas conjugadas, semeadora de inverno, de sementes miúdas ( semeadeira ) 16

17 semeadora-adubadora de precisão, de linhas individuais, de verão ou de sementes graúdas ( plantadeira ) Semeadora de precisão, de linhas individuais, de verão ou de sementes graúdas ( plantadeira ) 34 17

18 Disco de corte da palha Sulcador / Preparo da linha Disco duplo / abertura sulco Firmador da semente Fechamento do sulco Rodas compactadoras 28/08/2017 A SEMEADORA ADUBADORA semeadora-adubadora múltipla 18

19 COMPONENTES IMPORTANTES Chassis Mecanismo dosador de sementes Mecanismo dosador de adubo Sulcadores Controladores de profundidade Cobridores Mecanismos de compactação Reservatórios de sementes Reservatórios de adubo Tubos condutores Transmissão Rodado Marcadores de linha A SEMEADORA ADUBADORA CHASSI 19

20 Linhas desencontradas para reduzir embuchamentos... A SEMEADORA ADUBADORA CHASSI 20

21 Chassi articulado para facilitar a flutuação transversal Mecanismos dosadores de sementes semeadoras de fluxo contínuo Rotor acanalado 21

22 MECANISMOS DOSADORES - FERTILIZANTES Semeadoras de fluxo contínuo Rotor denteado Rosca sem-fim adubadora A semeadora adubadora de sementes graúdas (para plantio direto) semeadora 22

23 Semeadora fluxo contínuo No inicio (até os anos 1980 no Brasil) os sulcadores para sementes miúdas eram de discos simples ou duplos 23

24 Sulcadores Semeadora fluxo contínuo Com o surgimento do Plantio Direto foram desenvolvidas soluções como o disco duplo desencontrado antecedido por um disco de corte Semeadora fluxo contínuo Rodas compactadoras 24

25 DISCOS DE CORTE Semeadura direta de precisão Necessidade de cortar o resíduo Diversos tipos de disco em função de solo e palhada SULCADOR PARA FERTILIZANTES SEMENTES GRAÚDAS Disco duplo: Mobiliza menos solo Necessita de peso (força vertical) para penetrar Tem menos propensão a juntar resíduos Haste: Demanda maior potência (significativamente maior) 25

26 A SEMEADORA ADUBADORA SULCADORES PARA FERTILIZANTES Discos duplos Defasados Desalinhados 26

27 A SEMEADORA ADUBADORA SULCADORES PARA FERTILIZANTES Acoplamento ao chassi A SEMEADORA ADUBADORA SULCADORES PARA FERTILIZANTES Ajuste do ângulo de ataque da ponteira e a pressão na mola, o que promove maior ou menor profundidade e largura da faixa de preparo. 27

28 A SEMEADORA ADUBADORA SULCADORES PARA FERTILIZANTES 1 e 3 MENOR revolvimento do solo e MAIOR demanda de potência 2 e 4 MAIOR revolvimento do solo e MENOR demanda de potência HASTE SULCADORA Fonte: Iapar 56 28

29 DEMANDA DE POTÊNCIA Fonte: Iapar 57 DEMANDA DE FORÇA Fonte: Iapar 58 29

30 LIMITADOR DE PROFUNDIDADE SEMENTES Eixo único x Independentes RODAS LIMITADORAS DA PROFUNDIDADE DAS SEMENTES 30

31 Firmadores de semente Finalizadores de sulco Rebounders Cobridores e compactadores 31

32 Representação esquemática do trabalho da roda compactadora MODOLO, A.J., 2006 FECHAMENTO E COMPACTAÇÃO DO SULCO O ajuste deve ser feito para manter uma camada uniforme de solo sobre a semente e permitir um bom contato das sementes com o solo 32

33 FECHAMENTO E COMPACTAÇÃO DO SULCO FIXAÇÃO DAS UNIDADES DE SEMEADURAAO CHASSI Acoplamento ao chassi Sistemas pantográficos Sistema de varão/pivotante 33

34 Fixação das unidades de semeadura Com sistema pantográfico Com sistema pivotante Com sistema pantográfico 34

35 Com sistema pantográfico para o sulcador de fertilizante Sem sistema pantográfico 35

36 MECANISMOS DOSADORES FERTILIZANTES Rosca sem fim Transversal Longitudinal Mecanismos dosadores - Fertilizantes Sistema com comporta de represamento do fertilizante 36

37 Mecanismos dosadores sementes Sementes graúdas Disco horizontal Dedos preensores Dosadores pneumáticos sucção sopro Vídeos Interessantes Sistema disco horizontal Sistema de dedos Sistema pneumático 1 Sistema pneumático com condução da semente por escova Disco horizontal 37

38 Alojamento do ejetor caixinha Mecanismo dosador de disco horizontal disco com células Rasador / Raspador A SEMEADORA ADUBADORA DOSADORES PARA SEMENTES Disco Horizontal 38

39 Dedos preensores Fonte: folhetos JD e Kinze Fonte: folheto Kinze 39

40 Dosadores pneumáticos Dosadores dosador pneumáticos Turbina de vácuo 40

41 DOSADORES PNEUMÁTICOS DOSADORES PNEUMÁTICOS 41

42 PNEUMÁTICO COM CONDUÇÃO DA SEMENTE AO SULCO POR ESCOVAS 83 AJUSTES SISTEMA PNEUMÁTICO 42

43 Semeadoras de sementes miúdas de grande porte Mecanismo dosador pneumático por sopro Tubo Condutor Dosador Turbina Sulcador 43

44 Tubo condutor RESERVATORIOS 44

45 Transmissão Os mecanismos das semeadoras podem ser acionados por - Roda de terra - Motores Importante diversidade de relações de transmissão 45

46 NOVAS TECNOLOGIAS Transmissão do movimento através de cabos 91 NOVAS TECNOLOGIAS Transmissão motor hidráulico 92 46

47 DIAGRAMA SISTEMA ACIONAMENTO HIDRÁULICO Válvulas Eletro-hidráulicas Monitor Motor Sensor velocidade Reservatório de óleo Bomba Hidráulica 93 MONITOR DE SEMEADURA Receptor GNSS Monitor de Semeadura Monitoramento Adubo Monitoramento Semente Contagem Georreferenciamento 94 47

48 ELETRÔNICA EMBARCADA Monitoramento alarme Taxa fixa e armazenagem do realizado Taxa variável e telemetria para atuação tempo real 95 ELETRÔNICA EMBARCADA NA SEMEADORA Corte de seção e taxa variável 96 48

49 ELETRÔNICA EMBARCADA NA SEMEADORA Ajuste automático da carga sobre a linha 97 AJUSTES 49

50 ACOPLAMENTO DA SEMEADORA Nivelamento longitudinal Profundidade de trabalho DISTRIBUIÇÃO DAS LINHAS NO CHASSI Número ímpar: a primeira linha é colocada no centro do chassi. 5,6 m 2,8 m 50

51 DISTRIBUIÇÃO DAS LINHAS NO CHASSI Número par: duas linhas são colocadas com distância de metade do espaçamento ao centro do chassi para cada uma. 5,6 m 0,4 m 2,8 m Marcador de linha Bitola Espaçamento Distância Marcador 51

52 MARCADOR DE LINHA EXEMPLO: D = [ E (n+1)-b ] / 2 Espaçamento = 0,45 m Máquina de 11 linhas Bitola dianteira do trator = 1,85 m D = 0,45 (11+1) 1,85 2 Qual tipo de receptor de posicionamento deve ser utilizado na semeadura? R: subdecimétrico, L1/L2 com correção diferencial = 1,77 m CÁLCULO DAS DOSAGENS Regulagem em galpão Chegar próximo ao desejado Acionamento dos mecanismos manualmente Coleta e quantificação do material Seleção das relações de engrenagens ou ajuste de aberturas Ajuste em campo Correções para as condições de operação Coleta do material ou pesagem de volumes maiores para correções 52

53 CÁLCULO DAS DOSAGENS Regulagem em galpão Cálculo/mensuração metros por volta da roda de terra Seleção de relação de transmissão Coleta de material e comparação com o desejado Cálculo de nova relação de transmissão Alteração e conferência Metros em 10 voltas da roda de terra Metros por volta Trena CÁLCULO DOS METROS DE SEMEADURA POR HECTARE Metros de semeadura por ha Ex:45 cm de espaçamento 100 m 100 m Espaçamento (m) 100 m 100 m = m 0,45 m OU m Espaçamento (m) 53

54 CÁLCULO DA QUANTIDADE DE FERTILIZANTE Exemplo: 385 kg ha -1 de um formulado Fertilizante por metro (g/m) (dose de fertilizante (kg/ha) x 1000)/metros de linha por ha) (385 kg/ha x 1000 g/kg) / m/ha 17,3 g/m CÁLCULO DA DENSIDADE DE SEMEADURA Uma vez definida a população de PLANTAS desejada pode se calcular o número de sementes e devem ser levadas em consideração as perdas Germinação Pureza Índice de sobrevivência Enchimento do mecanismo dosador 54

55 CÁLCULO DA DENSIDADE DE SEMEADURA EXEMPLO: Pop. de plantas desejada pl ha -1 Germinação 98%, Pureza 99%, Sobrevivência 92%, Enchimento do dosador 99,5% A população de SEMENTES é definida através de: Pop. Sem. (sem ha -1 ) = Pop. PLANTAS (pl ha -1 ) /((germ(%) x pur(%) x sobrev(%) x ench(%)) / ((98/100) x (99/100) x (92/100) x (99,5/100)) / 0, sem ha -1 CÁLCULO DA DENSIDADE DE SEMEADURA EX: Espaçamento entre linhas 75cm A densidade de semeadura ou SEMENTES por metro é calculada: Densidade Semeadura (sem m -1 ) Pop. Sem.(sem ha -1 ) / metros fileira por ha sem / ((100 m/0,75 m) x100 m) / ,16 sem m -1 Espaçamento entre sementes (100 cm/m) / (6,16 sem/m) = 16,2 cm/sem 55

56 CÁLCULO DA DOSE DE SEMENTES EM FLUXO CONTÍNUO EXEMPLO: Pop. de plantas desejada 300 pl m -2 Germinação 98%, Pureza 99%, Sobrevivência 92%, Peso de mil sementes PMS: 36 g Quantidade de sementes por área: Pop. Sem. (sem m - ²) = Pop. PLANTAS (pl m - ²) /((germ(%) x pur(%) x sobrev(%) x ench(%)) 300/ ((98/100) x (99/100) x (92/100) 336 sem m -2 Peso de sementes (g m - ²) = 336 sem/m² x 36 g/1000sem 12,096 g m -2 Em um hectare: 12,096 g m² x m²/ha = g/ha 121 kg CÁLCULO DA DOSE DE SEMENTES EM FLUXO CONTÍNUO EXEMPLO: Dose de sementes desejada: 121 kg ha -1 Espaçamento entre fileiras: 17 cm Quantidade de sementes por metro de fileira: Metros de fileira por hectare (100 m/ 0,17 m) x 100 m = m Sementes por metro (121 kg ha -1 x 1000 g kg -1 ) / m ha -1 = 2,057 g m -1 56

57 AJUSTES ATRAVÉS DA RELAÇÃO ENTRE ENGRANAGENS EXEMPLO: Dose desejada: 139 sementes Dose atual: 119 sementes Engrenagens utilizadas: motora 23 dentes e movida 17 dentes Relação entre engrenagens atual 23/17 = 1,35 MOTORA MOVIDA AJUSTES ATRAVÉS DA RELAÇÃO ENTRE ENGRANAGENS Relação entre engrenagens desejada (1,35 x 139)/119 = 1,57 RELAÇÃO ATUAL DOSE DESEJADA DOSE ATUAL 57

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59 Movida 28/08/2017 RELAÇÕES DE TRANSMISSÃO Motora ,21 1,50 1,79 2,43 2, ,00 1,24 1,47 2,00 2, ,77 0,95 1,14 1,55 1, ,61 0,75 0,89 1,21 1, ,57 0,70 0,83 1,13 1, PRÁTICA 59

60 SEMEADURA DE PRECISÃO Caracterizar a semeadora: Forma de acoplamento Número de unidades semeadoras Mecanismos de ataque ao solo Mecanismos dosadores Forma de acoplamento das unidade semeadoras ao chassi Forma de acionamento dos mecanismos dosadores Relação de transmissão atual 119 SEMEADURA DE PRECISÃO Ajustar a semeadora para Dose de fertilizante: 250 kg ha -1 População de plantas pl ha -1 Considerar: Espaçamento entre fileiras 45 cm Germinação 98% Pureza 100% Sobrevivência 95% Para a mesma semente população e dose realizar o ajuste considerando um espaçamento entre fileiras de 60 cm

61 CARACTERIZAR A QUALIDADE DE DISTRIBUIÇÃO Espaçamentos entre sementes Coeficiente de variação Espaçamentos múltiplos Espaçamentos falhos Espaçamentos aceitáveis 121 FIM 61