Universidade Federal de São Carlos

Universidade Federal de São Carlos CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS- campus de Araras Prof. Dr. Rubismar Stolf - rubismar@cca.ufscar.br Departamento de Recursos Naturais e Proteção Ambiental Via Anhanguera, km 174. Cx.Postal.153 CEP 13600-970 ARARAS SP BR Acervo técnico do Prof. Dr. Rubismar Stolf Acesso: http://www.cca.ufscar.br/~rubismar/ ou: http://www.cca.ufscar.br/drnpa/hprubismar.htm 86. SILVA, J.; R.; STOLF, R.; FENNER, P. T. Área de contato pneu-solo em trator florestal transportador de alta potência. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA, 36, 2007, Bonito. Anais... Jaboticabal: SBEA, 2007. CD-ROM. Para visualizar o trabalho vá para a próxima página

ÁREA DE CONTATO PNEU-SOLO EM TRATOR FLORESTAL TRANSPORTADOR DE ALTA POTÊNCIA (1) JAIR ROSAS DA SILVA (2), RUBISMAR STOLF (3), PAULO TORRES FENNER (4) (1) Parte de projeto de pesquisa de doutoramento do primeiro autor, financiado pela FAPESP. (2) Centro de Engenharia, Instituto Agronômico, APTA, Secretaria da Agricultura e Abastecimento do Estado de São Paulo. Caixa Postal 26, 13201-970 Jundiaí, SP, (0xx11)4582-8155, E-mail: jairrosas@iac.sp.gov.br (3) Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal de São Carlos, campus Araras, São Paulo, E-mail: rubismar@cca.ufscar.br. (4) Faculdade de Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista, campus Botucatu, E-mail: fenner@fca.unesp.br. Apresentado no XXXVI Congresso Brasileiro de Engenharia Agrícola 30 de julho a 02 de agosto de 2007 Bonito - MS RESUMO: O trabalho avalia a área de contato pneu-solo exercida pela operação de um trator florestal autocarregável em operação de transporte de toras de Eucalyptus grandis, de seis metros de comprimento sobre Latossolo Vermelho Amarelo, em serviço em unidade de produção florestal situada em Botucatu, Estado de São Paulo, Brasil. O transporte de madeira foi efetuado por trator florestal autocarregável marca Volvo, modelo A-25C, potência bruta no motor de 190 kw a 2.400 rpm, com três eixos, motrizes, volume de carga útil de 30 m 3 e grua de carregamento e descarregamento. Dotado de rodado de pneumáticos largos, do tipo industrial, radial sem câmara, designação dimensional 750/65R-25, capacidade de carga de 10,60 t, segundo Michelin (2002). A área de contato rodado-solo foi avaliada pela determinação da medida da interseção pneu-solo por meio de inserção de papel cartolina clara sob as rodas do veículo, com e sem carregamento completo e delimitação do perímetro da seção, usando fotografia e programa de computador. Foram efetuadas dezoito repetições, sendo três para cada eixo de tração da máquina (dianteiro, intermediário e traseiro). Os resultados demonstram que, considerando o veículo com carga completa de madeira, as áreas de contato pneu-solo variaram entre 0,556090 m 2 e 0,702541 m 2, conforme a posição dos pares de pneus nos eixos de sustentação no veículo, considerando o veículo com carga completa de madeira. Contudo, resultados mostram que não ocorreram diferenças entre áreas de contato pneu-solo entre pares de pneus localizados em diferentes eixos, devido a uniformidade de distribuição de cargas sobre o solo. PALAVRAS-CHAVE: transporte de madeira, tráfego florestal, pressão de rodado sobre o solo. SOIL-TIRE CONTACT AREA PRODUCED BY A HIGH POTENCY FORWARDER IN WOOD HAULING FOREST OPERATION ABSTRACT: A study of soil-tire contact area evaluation of 750/65R25 Michelin tire was carried out over a Red-Yellow Latosol with 43% of clay and 48% of sand, in a hauling of a Eucalyptus grandis Hill ex-maiden forest harvesting. The aim was to determine the magnitude of the footprint caused by the traffic of a 190 kwa-wheeled-forwarder, with and without whole Eucalyptus wood charge, after the travel of a 100 kwa-tracked harvester. A randomized-block trial with eighteen replicates was used, six for each axle of the machine, applying Statistical Analysis System (SAS) and Tukey test at 5% of significance level. Results showed that soil-tire contact area of the wheeled-forwarder without wood charge varied to 0.338432 square meter until 0.515859 square meter. When the wood transport machine was evaluated with entire wood charge, the values changed to 0.556090 until 0.702541 square meter. These research results also have indicated that there was not significative differences among the tires footprint in different axles when the wheeled-forwarder traveled entirely charged, due to the distribution of the pressure applied on the ground. KEYWORDS: wood transport, forest traffic, machine ground pressure.

INTRODUÇÃO A evolução da utilização de máquinas na colheita florestal e agrícola tem sido enorme. Isso se deu principalmente ao avanço no desenvolvimento dos sistemas de colheita, da mecanização, no aumento da capacidade dos depósitos de produtos e do treinamento de técnicos e operadores. Alguns sistemas de colheita florestal devem ser pesquisados com o intuito de reduzir a compactação. Recentemente, os estudos sobre compactação do solo têm aumentado, mas os resultados desses estudos ainda não são suficientes para fornecer informações adequadas aos técnicos a fim de melhor manejarem essas áreas. A determinação da área de contato pneu-solo é importante porque, aumentando-se a área superficial sujeita a uma dada pressão, haverá uma redução na pressão máxima experimentada em todas as profundidades dentro do perfil do solo sob carga. Consequentemente, reduzindo-se a pressão superficial pela distribuição da carga sobre uma área maior, decrescerá a pressão máxima em subsuperfície, o que é demonstrado por Soehne (1958) ao avaliar o padrão de distribuição de pressões sob um pneu traseiro de um trator agrícola, sob cargas e pressões de inflagem variadas. Esse trabalho teve o objetivo de determinar em condições de campo os valores de área de contato pneu-solo produzidas por um trator florestal de grande porte e potência, bem como comparar os valores obtidos entre si. MATERIAL E MÉTODOS O trator florestal autocarregável Volvo modelo A-25C, em serviço na unidade de produção estudada, tem motor Diesel de seis cilindros em linha, cilindrada total de 6.730 cm3, potência bruta no motor de 190 KW a 2.400 rpm, com três eixos, motrizes, massa total de 20,95 t, carreta com capacidade de carga de 21,39 t e grua de carregamento e descarregamento. O pneu que equipa o trator florestal autocarregável marca Volvo, modelo A25C tem as características apresentadas na Tabela1, conforme Michelin (2002) e Duratex (2001): TABELA 1. Características dos pneumáticos que equipam o trator florestal Volvo A25C. Marca Michelin Tipo Industrial Classificação Radial sem câmara Designação dimensional comercial 750/65R25 Dimensões (sem carregamento) Largura do pneu 750 mm Altura do flanco 487,5 mm Diâmetro do aro 635 mm Diâmetro total 1610 mm Pressão de inflagem 441 kpa (64 psi) Carga máxima permitida 10.600 kgf Área de contato pneu-solo teórica 0,606769 m2 A área de contato rodado-solo efetiva foi avaliada através da determinação da medida da interseção pneu-solo por meio de inserção de papel cartolina clara sob as rodas do veículo, com e sem carregamento completo e delimitação do perímetro da seção por aplicação de jato de tinta escura, conforme metodologia descrita por Novak (1989). As áreas assim obtidas foram recuperadas por câmara fotográfica digital Sony modelo Mavica MV-128, transferidas para um microcomputador Pentium 700 mhz e analisadas por meio de um software denominado Turbocad R4-0, em que foram determinadas as áreas de contato pneu-solo, conforme ilustração à Figura 1. O delineamento empregado foi o de blocos inteiramente casualizados. Foram efetuadas dezoito repetições, sendo três para cada eixo de tração da máquina (dianteiro, intermediário e traseiro). As variáveis obtidas foram submetidas à análise de variância, por

meio do pacote estatístico SAS (Statistical Analysis System), com aplicação do teste de Tukey a 5% de significância. Figura 1. Exemplo gráfico de determinação de área de contato rodado-solo para o trator florestal Volvo A-25C transportando carregamento completo de madeira. RESULTADOS E DISCUSSÃO Os valores médios de área de contato pneu-solo avaliados para o trator florestal transportador Volvo A-25C nas condições de transporte de madeira pesquisadas, são apresentados no Quadro 1. Não foram observadas diferenças estatisticamente significativas entre áreas de contato pneusolo considerando-se as diferentes localizações de eixos motrizes. Assim, pneus dos eixos dianteiro, intermediário e traseiro não diferiram entre si quanto à área de contato com o solo. Ocorreram diferenças significativas entre valores médios de área de contato pneu-solo para veículos com e sem o carregamento padrão, sendo maiores as áreas de contato para o caso de veículos portando cargas de madeira. Sobre esse tema, Silversides & Sundberg (1989), aduzem que, independentemente das características do solo, 90% da carga dinâmica do veículo sobre o pneu é aplicada verticalmente sobre a superfície do solo e 10% desloca-se para as laterais. Em uma análise sobre a compactação de solos sob florestas, postulam que a área de contato pneu/solo sofre acréscimo quando a carga sobre o rodado é aumentada, o que está confirmado no presente estudo (Quadro 1). Quadro 1. Valores médios de área de contato pneu-solo, em m2, por localização, tipo de eixo e condições de carregamento para o trator florestal transportador Volvo A-25C. Pneumático Tipo de eixo Condição de trabalho Com carregamento sem carregamento Dianteiro simples 0,556090 0,338432 Intermediário geminado 0,702541 0,515859 Traseiro geminado 0,701548 0,400418 Pneus sob cargas usuais Área de contato Com carregamento 0,65336 a Sem carregamento 0,41819 b Pneus sob cargas usuais Tipo Área de contato Dianteiro simples 0,44722 a Intermediário geminado 0,60917 a Traseiro geminado 0,55093 a (*) Valores acompanhados de mesmas letras, nas mesmas seções de colunas, não diferem entre si, pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.

CONCLUSÃO O método empregado para determinação de áreas de contato pneu-solo, utilizando fotografias da projeção do rodado sobre o solo e transferindo os dados para microcomputador, segundo programa específico, possibilitou avaliar a quantificação desse parâmetro, nas condições da pesquisa. Não ocorreram diferenças entre áreas de contato pneu-solo entre pares de pneus localizados em diferentes eixos, considerando o trator florestal transportando cargas completas de madeira, devido a uniformidade de distribuição de cargas sobre o solo. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS DURATEX. Forwarder A-25C Volvo 6x6: manual de operação. Agudos: Duratex Florestal, 2001. 57 p. MICHELIN. Pneus Michelin 750/65 R25 para forwarder Volvo A-25C. Resende: Michelin Pneus, 2002. 2 p. NOVAK, L.R. Efeito do tráfego do trator e da pressão de contato pneu/solo na compactação de um Latossolo Vermelho-Escuro álico em dois níveis de umidade. Viçosa, 1989. 58 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola). Universidade Federal de Viçosa. SILVERSIDES, C.R.; SUNDBERG, U. Operational efficiency in forestry. Vol. 2. Practive: Kluwer Academic Publishers, 1989. 169p. SOEHNE, W.H. Fundamentals of pressure distribution and soil compaction under tractor tires. East Leasing: Agricultural Engineering, v. 39, n. 5, 1958, p.276-281, 290.