DESEMPENHO ENERGÉTICO DO CONJUNTO TRATOR SEMEADORA EM DIFERENTES TIPOS DE PREPARO DO SOLO E CARGAS VERTICAIS NA SEMEADORA.

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1 XLIV Congresso Brasileiro de Engenharia Agrícola - CONBEA 2015 Hotel Fazenda Fonte Colina Verde - São Pedro - SP 13 a 17 de setembro de 2015 DESEMPENHO ENERGÉTICO DO CONJUNTO TRATOR SEMEADORA EM DIFERENTES TIPOS DE PREPARO DO SOLO E CARGAS VERTICAIS NA SEMEADORA Clice de Araújo Mendonça 1, Carlos Alessandro Chioderoli 2, Marcelo Queiroz Amorim 3, José Evanaldo Lima Lopes 4, Daniel Albiero 2 1 Mestranda em Engenharia de Sistemas Agrícolas, Departamento de Engenharia Agrícola (DENA/ UFC), (85) , cliciaraujo@hotmail.com. 2 Professor Doutor, Departamento de Engenharia Agrícola, DENA/UFC, Fortaleza- CE. 3 Mestrando em Engenharia de Sistemas Agrícolas, Departamento de Engenharia Agrícola (DENA/ UFC). 4 Doutorando em Engenharia de Sistemas Agrícolas, Departamento de Engenharia Agrícola (DENA/ UFC) Apresentado no XLIV Congresso Brasileiro de Engenharia Agrícola - CONBEA a 17 de setembro de São Pedro SP, Brasil RESUMO: A avaliação do desempenho de conjuntos mecanizados é importante para que se possa adequá-los de modo a obter máxima eficiência e evitar custos adicionais desnecessários. Objetivou-se com esse trabalho avaliar o desempenho energético do conjunto trator - semeadora - adubadora em função de dois preparos do solo e três cargas verticais no depósito de sementes. O trabalho foi desenvolvido na área experimental de mecanização pertencente ao Departamento de Engenharia Agrícola na Universidade Federal do Ceará, em Fortaleza. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, em esquema fatorial 2 x 3, com 4 repetições, sendo dois preparos do solo e três cargas verticais no depósito de semente da semeadora. Os preparos de solo utilizados foram o convencional (arado de disco e grade) e o escarificador, associados a três cargas verticais no depósito de sementes (453,25 N, 681,1 N e 906,5 N). Os parâmetros avaliados foram: consumo horário de combustível, consumo de combustível por área, capacidade de campo efetiva e capacidade de campo operacional. No solo preparado pelo sistema convencional houve menor consumo horário de combustível e a carga de 100% no depósito de sementes da semeadora proporcionou melhor desempenho operacional do conjunto trator-semeadora. PALAVRAS CHAVE: Consumo de combustível, Capacidade de campo, Eficiência ENERGY TRACTOR SET PERFORMANCE - SEEDER IN DIFFERENT TYPES OF SOIL PREPARATION AND VERTICAL LOADS IN SEEDER ABSTRACT: The evaluation of the performance of mechanized sets is important so you can adjust them in order to obtain maximum efficiency and avoid unnecessary additional costs. The objective of this study was to evaluate the energy performance of the tractor - seeder - fertilizer on the basis of two soil tillage and three vertical loads in the deposit seeds. The work was conducted in a Red Ultisol at the Federal University of Ceara, Fortaleza. The experimental design was a randomized block factorial 2 x 3, with four replications and two soil tillage and three vertical loads in seed deposit of the sower. The soil used was the conventional preparation (plowing disc and grid) and chisel, three vertical loads associated with the seed deposit ( N, N e N). The parameters evaluated were: hourly

2 fuel consumption, fuel consumption per area, effective field capacity and the overall work rate. The best energy performance of the mechanized set was obtained working on solo prepared by the conventional system and the load of N in the seed deposit of the sower. KEYWORDS: Fuel consumption, Field capacity, Efficiency INTRODUÇÃO A correta adequação dos conjuntos mecanizados deve resultar em melhor desempenho energético e com consequente aumento da capacidade operacional e melhor qualidade do serviço. De acordo com vários autores, a capacidade de campo efetiva, capacidade de campo operacional, consumo de combustível, entre outros, são exemplos de parâmetros que podem afetar a qualidade da semeadura. As informações de como esses parâmetros se comportam em função do sistema de preparo e do peso da semeadora são de grande utilidade para os produtores, pois assim, poderão adequar o conjunto trator semeadora e obterem melhor desempenho garantindo maior produtividade. REIS et al. (2012), avaliando o consumo de combustível na semeadura do milho concluiu que o menor consumo foi para operação de semeadura em solo preparado convencionalmente e o maior em solo escarificado, 14,38 e 16, 21 L h -1, respectivamente. Ao comparar o consumo de combustível no processo de semeadura em diferentes tipos de preparo do solo, Bertolini & Gamero (2010), também concluíram que o maior consumo de combustível ocorreu no solo escarificado, em relação a área sob o sistema de plantio direto. Furlani et al. (2005), também verificaram diferença significativa para consumo entre os sistemas de manejo do solo, sendo maior em solo preparado com escarificador. FURLANI et al. (2006) realizou trabalho avaliando uma semeadora-adubadora em função da velocidade de deslocamento e carga no depósito de adubo, verificaram que com maiores carga e velocidade, foi exigida maior potência no motor e houve maior consumo horário de combustível. Segundo ASAE (l999) e MOLIN & MILAN (2002) a capacidade de campo de uma máquina vem a ser a quantidade de trabalho produzida na unidade de tempo. A capacidade de campo pode ser teórica, efetiva e operacional. A capacidade teórica de campo é o valor de desempenho obtido se a máquina trabalhasse 100% do tempo, na velocidade ideal para operação, utilizando 100% de sua largura teórica de trabalho (ASAE, 1996). Já a capacidade de campo efetiva é calculada como a razão entre a área ou cultura processada pela unidade de tempo. A capacidade de campo operacional leva em consideração a eficiência de campo que é definida como a razão entre a capacidade efetiva e a teórica. FURLANI et al. (2004), estudando o desempenho operacional de uma semeadora - adubadora de precisão identificaram que no preparo de solo com escarificador a capacidade de campo efetiva foi menor em relação ao convencional e ao plantio direto, justificando que, com a maior rugosidade superficial, maior profundidade da camada mobilizada apresentada por esse tratamento e o solo mais solto, foi exigido mais dos rodados do trator. A avaliação do desempenho de conjuntos mecanizados é importante para que se possa adequá-los de modo a obter máxima eficiência e evitar custos adicionais desnecessários. Objetivou-se com esse trabalho avaliar o desempenho energético do conjunto trator - semeadora - adubadora em função de dois preparos do solo e três cargas verticais no depósito de sementes.

3 MATERIAL E MÉTODOS O estudo foi realizado durante o mês de setembro de 2014 na área experimental de mecanização pertencente a Universidade Federal do Ceará, localizado nas coordenadas geográficas 03º44 de latitude S e 38º34 de longitude W, com altitude média de 26 m. O Solo da área é classificado como Argissolo Vermelho Amarelo, conforme o Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (EMBRAPA, 1999). O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, em esquema fatorial 2x3, com 4 repetições, sendo dois preparos do solo, o preparo convencional (aração + uma gradagem) e o preparo com escarificador, associados a três cargas verticais no depósito de sementes (Carga 1, depósito com carga de 100% (906,5 N), Carga 2 depósito com carga de 75% da sua capacidade (681,1 N) e Carga 3 - depósito com a carga correspondendo a 50% da sua capacidade total (453,25 N), totalizando 24 unidades experimentais. Cada parcela experimental foi constituída de três linhas de semeadura, espaçadas de 0,80 m com 15 m de comprimento, a área útil para determinação dos parâmetros avaliados em cada unidade experimental foi os 5 m centrais da linha central de semeadura. Os equipamentos utilizados no preparo do solo foram: arado de disco fixo, montado, com três discos lisos de 24 e profundidade de trabalho de 0,30 m; grade leve de arrasto, com 28 discos de 20, trabalhando a uma profundidade aproximada de 0,16 m e escarificador da marca MARCHESAN, equipado com 5 hastes parabólicas espaçadas 0,40 m, ponteira estreita, rolo destorroador, e uma profundidade de atuação de aproximadamente 0,30 m. Foi utilizado trator 4x2 TDA (tração dianteira auxiliar) de 88, 26 kw (120 cv) com tração dianteira auxiliar ligada, equipado com pneus diagonais R-1 no eixo dianteiro e pneus diagonais R-1 no eixo traseiro, adequado para operação média com relação peso potência de 55 kg cv -1. Para a semeadura foi utilizada uma semeadora-adubadora de precisão pneumática com três linhas espaçadas a 0,80 m e massa de N, onde o depósito de adubo e sementes apresentavam capacidade para 39 litros. Durante o experimento o depósito de fertilizante foi mantido com uma carga de 80% (392 N) da sua capacidade. A semeadora-adubadora estava configurada com sistema pantográfico para manter a profundidade uniforme de adubo e sementes, disco duplo desencontrado para deposição de fertilizantes de 15 e sementes de 14, com sistema de disco vertical de 28 células para distribuição de sementes preenchida por meio de vácuo proporcionado pela turbina, acionada pela tomada de potência do trator. O acionamento dos sistemas de distribuição de fertilizantes e sementes foi realizado por meio de roda motriz traseira côncava de borracha com alívio central para a compactação das sementes. A semente de milho utilizada foi o hibrido AG da Agroceres, com população de 62 mil plantas por hectare. Os parâmetros avaliados foram consumo horário de combustível, consumo por área, capacidade de campo efetiva e capacidade de campo operacional. O consumo de combustível foi medido com a utilização de dois medidores de fluxo marca Flowmate oval, modelo Oval M-III e LSF 41 instalados em série na entrada e no retorno da bomba injetora, obtendo-se o volume de combustível consumido pelo trator em ml, e pela diferença entre os volumes de combustível determinados na entrada e no retorno da bomba injetora, obteve-se o volume realmente utilizado pelo trator durante o percurso. Para a aquisição dos dados de consumo de combustível e tempo de cada parcela, foi utilizado um sistema eletrônico com contadores de pulsos (cada pulso correspondendo a 0,01 ml) e cronômetro digital, acionados e desligados de acordo com a passagem do rodado dianteiro do trator lateralmente as estacas que delimitavam as parcelas. A capacidade de campo efetiva foi obtida através da Equação 1. CCe = L x V x 0,36 (1)

4 em que, CCe = Capacidade de campo efetiva (ha h -1 ); LT = Largura útil de trabalho da semeadora - adubadora (m); V = Velocidade real de deslocamento (m s -1 ); 0,36 = Fator de conversão de unidade. A capacidade de campo operacional foi determinada em função da largura útil de trabalho, velocidade de deslocamento e considerando uma eficiência de operação da semeadora de 75% conforme ASAE (1997). Os dados foram submetidos à análise de variância e quando significativos foi aplicado o teste de Tukey a 5% de probabilidade para comparação das médias. RESULTADOS E DISCUSSÃO Na Tabela 1, encontram - se os resultados da análise de variância e do teste de médias para as variáveis avaliadas. Pode-se observar que o consumo de combustível em L h -1 e L ha -1 apresentaram diferença significativa (p<0,05) para todos os tratamentos. Tabela 1. Síntese dos valores de análise de variância e do teste de médias para as variáveis de consumo horário, consumo por área, capacidade de campo efetiva e operacional. Causas de variação Consumo Consumo por CCE CCO horário área (L h -1 ) (L ha -1 (ha h ) -1 ) (ha h -1 ) Preparo (P) Cargas (C) Valor de F DMS Arado + Grade 10,40 b 14,44 b 0,96 0,72 Escarificador 11,36 a 15,87 a 0,95 0,71 C1 10,48 b 14,58 b 0,95 0,71 C2 11,48 a 16,04 a 0,95 0,71 C3 10,67 ab ab 0,95 0,71 P 12,14 * 12,92 * 1,03 NS 1,03 NS C 4,94 * 5,01 * 0,24 NS 0,24 NS P*C 0,15 NS 0,33 NS 0,91 NS 0,91 NS P 0,57 0,83 0,031 0,01 C 0,86 1,24 0,02 0,01 CV (%) 6,19 6,45 1,65 1,65 Médias seguidas de mesma letra nas colunas não diferem entre si pelo teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade. NS - não significativo (p>0,05). P- preparo; C- carga; C1-100 % (906,5 N), C2-75 % (681,1 N) e C3-50 % (453,25 N). DMS- diferença mínima significativa. CV- coeficiente de variação. CCO - Capacidade de campo operacional; CCe- Capacidade de campo efetiva. O consumo horário de combustível e o consumo por área apresentaram comportamento semelhante quando se avaliou o tipo de preparo de solo, sendo maiores no solo preparado com escarificador. Estes resultados podem ser atribuídos ao fato da condição de superfície do solo escarificado promover o maior recalque ou afundamento do rodado no solo proporcionando maior resistência ao rolamento, proporcionando maior patinamento do trator (Tabela 2) e contribuindo para o aumento do consumo de combustível. Resultados semelhantes foram encontrados por REIS et al 2012, que avaliando o consumo de combustível na semeadura do milho sob diferentes sistemas de preparo em latossolo vermelho eutroférrico, obtiveram diferenças significativas entre os preparos convencionais e com escarificador, apresentando maior consumo de combustível para o solo escarificado.

5 FURLANI et al. (2005) também verificaram diferença significativa para o consumo de combustível entre diferentes sistemas de preparo do solo ao avaliar uma semeadora-adubadora de precisão com quatro linhas, na cultura do milho, trabalhando em Latossolo Vermelho- Escuro eutrófico, com valores de 14,5; 14,7 e 16, 3 L. h -1 nos sistemas convencional, plantio direto e conservacionista. Com relação as cargas aplicadas, os valores de consumo de combustível horário e por área diferiram entre a carga 1 e a carga 2 sendo os maiores valores encontrados trabalhando com a carga 2, resultado que pode está associado ao maior patinamento do trator (Tabela 2) que proporciona a redução do coeficiente de tração aumentando a demanda de força para tracionar a semeadora e proporcionando maior consumo de combustível. Resultados semelhantes foram encontrados por Reis et al. 2014, que avaliando o consumo de combustível na semeadura do milho em Argissolo Vermelho Amarelo verificou que a carga referente a 80% no depósito de sementes proporcionou maior consumo de combustível que as cargas referentes a 100 e 50%. Tabela 2. Valores médios obtidos para patinamento dos rodados dianteiro e traseiro do trator e velocidade de deslocamento. Patinamento Causas de Variação Velocidade (%) (km h -1 ) PRD PRT Preparo Arado + Grade 2,84 b 4,75 6,00 (P) Escarificador 4,68 a 5,63 5,96 C1 3,33 3,79a 5,99 Cargas C2 3,84 6,15b 5,96 (C) C3 4,11 5,62ab 5,99 Valor de F DMS P 7.63 * 1,45 NS 1,03 NS C 0.48 NS 3,89 * 0,24 NS P*C 0,21 NS 4,75 0,91 NS P 1,39 1,52 0,08 C 2,07 2,27 0,12 CV (%) 43,18 34,28 1,65 Médias seguidas de mesma letra ou sem letras nas colunas não diferem entre si pelo teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade. *- significativo (p<0,05); NS- não significativo (p>0,05). C1-100% (906,5 N), C2-75% (681,1 N) e C3-50% (453,25 N). DMS- diferença mínima significativa. CV- coeficiente de variação. PRD- patinamento do rodado dianteiro do trator. PRT- patinamento do rodado traseiro do trator. A capacidade de campo operacional e a efetiva apresentaram comportamento semelhante, não apresentando diferenças significativas (p<0,05) em relação aos diferentes preparo do solo nem em função das cargas utilizadas, devido ao fato da largura útil de trabalho da semeadora ter sido a mesma em todas as parcelas e a velocidade não apresentou diferença significativa, o que pode ser observado na Tabela 2. Esses resultados concordam com os encontrados por BORSATTO (2005) que também não verificou influência dos sistemas de preparo do solo na velocidade de semeadura e capacidade de campo efetiva. Reis et al. (2014) também não verificaram diferenças significativas para as capacidades de campo efetiva e operacional na operação de semeadura do milho em função do preparo do solo e cargas verticais no depósito da semeadora.

6 CONCLUSÃO O solo preparado pelo sistema convencional associado a carga de 100% no depósito de sementes da semeadora proporcionou menor consumo de combustível, ou seja, melhor desempenho energético do conjunto trator - semeadora - adubadora. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AMERICAN SOCIETY OF AGRICULTURAL ENGINEERS (ASAE). In: ASAE standards: Agricultural machinery management data. American Society of Agricultural Engineers, St. Joseph, p AMERICAN SOCIETY OF AGRICULTURAL ENGINEERS (ASAE). Agricultural Machinery Management. EP In: ASAE standards: Standards engineering practices data. St. Joseph: American Society of Agricultural Engineers, p AMERICAN SOCIETY OF AGRICULTURAL ENGINEERS (ASAE). Agricultural machinery management. American Society of Agricultural Engineers, St. Joseph, p BORSATTO, E. A. Sistemas de preparo do solo e desenvolvimento da cultura do milho (Zea mays L.) em dois espaçamentos entre Linhas f. Dissertação (Mestrado em Ciência do Solo) - Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, Jaboticabal, Universidade Estadual Paulista, BERTOLINI, E. V.; GAMERO, C. A. Demanda energética e produtividade da cultura do milho com adubação de pré-semeadura em dois sistemas de manejo do solo. Botucatu, vol. 25, n.3, p.01-23, EMBRAPA - EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA, Centro Nacional de Pesquisa de Solo (Rio de Janeiro, RJ). Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. Rio de Janeiro, 1999, 412p. FURLANI, C. E. A.; GAMERO, C. A.; LEVIEN, R.; LOPES, A.; SILVA, R. P. da. Desempenho operacional de uma semeadora-adubadora de precisão, em função do preparo do solo e do manejo da cobertura de inverno. Engenharia Agrícola. vol. 24 n.2 Botucatu May/Aug FURLANI, C. E. A.; LOPES, A.; SILVA, R. P. Avaliação de semeadora-adubadora de precisão trabalhando em três sistemas de preparo do solo. Engenharia Agrícola. Ago 2005, vol. 25, n o. 2, p FURLANI, C. E. A.; CORTEZ, J.W.; SILVA, R.P.; GROTTA, D. C. C.; REIS, G. N.; ZANETTI, L. A. Avaliação do desempenho de uma semeadora-adubadora em função da velocidade de deslocamento e carga no depósito de adubo. Engenharia na Agricultura, Viçosa, MG. v.14, n.4, MOLIN, J. P.; MILAN, M. Trator-implemento: dimensionamento. Capacidade operacional e custo. In: Gonçalves, J. L. M.; Stape, J. L. (ed.) Conservação e cultivo de solos para plantações florestais. Piracicaba: Instituto de Pesquisas Florestais, p

7 REIS, G. N. dos.; FURLANI, C. E. A.; SILVA, R. P.; LOPES, A.; GROTTA, D. C.C. Avaliação do consumo de combustível de um trator agrícola na operação de semeadura em função do preparo do solo e manejo da cultura do milho (Zea mays L.). In: XLI Congresso Brasileiro de Engenharia Agrícola, REIS, M. A. M. dos.; Chioderoli, C. A.; Macedo, D. X. S.; Albiero, A.; Monteiro, L. A. Qualidade do processo de semeadura do milho em função do preparo do solo e das cargas verticais no depósito de fertilizantes. In. Congresso Brasileiro de Engenharia Agrícola, Campo Grande, 2014.