ISSN 1517-8595 85 PROGRAMA COMPUTACIONAL PARA O CÁLCULO DAS DIMENSÕES E CAPACIDADE DE ARMAZENAMENTO EM SILOS Luis Antonio Dantas 1, Francisco de Assis Cardoso Almeida 2, Mário Eduardo R. M. Cavalcanti Mata 2, Maria Elita Martins Duarte 2, Manoel Adalberto Guedes 3 RESUMO O software SILOS foi desenvolvido com o objetivo de atender as comunidades que atuam nas áreas de produção agropecuária: produção e armazenamento de produtos agrícolas; produção e armazenamento de forragem animal; construções rurais; suporte técnico extensionista e pedagógica. Tal abrangência se deve ao fato de possibilitar, de maneira prática e eficiente a determinação das dimensões de silos de superfície em forma de Retângulo, Cilindro, Cone, Pirâmide e de silo subterrâneo ou silo Trincheira, ao mesmo tempo em que associa às dimensões calculadas, a capacidade de armazenamento e o tempo necessário para a carga dos mesmos. Palavras Chave: dimensionamento de silos, armazenamento, silos COMPUTATIONAL PROGRAM FOR THE CALCULATION OF THE DIMENSIONS AND CAPACITY OF STORAGE IN SILOS ABSTRACT Software SILOS was developed with the objective to take care of the communities that act in the areas of farming production: production and storage of agricultural products; production and storage of animal fodder plant; agricultural constructions; support Agronomist and pedagogical technician. Such amplitude if must to the fact make possible, in practical and efficient way the determination them dimensions of silos of surface in form of Rectangle, Cylinder, Cone, Pyramid and of underground silo or silo Trench, at the same time where it associates with the calculated dimensions, the capacity of storage and the necessary time for the load of the same ones. Keywords: sizing of silos, storage, silos INTRODUÇÃO SILOS é mais um produto, software, que seguindo a orientação de metas do LAPPA, Laboratório de Armazenamento e Processamento de Produtos Agrícolas, tem priorizado, desde o seu início ao ensino, a pesquisa e a extensão. Em consonância com estes objetivos a Coordenação de Tecnologia da Informação deste Laboratório, elaborou para disponibilizar à comunidade acadêmica e rural mais esta ferramenta de suporte à produção, aplicada à determinação das dimensões e capacidade de armazenamento de produtos agrícolas em silos de superfície e silos trincheira. Protocolo 868 de 30/06/2006 1 Analista de Sistemas, Mestre em Engenharia Agrícola, LAPPA/UFGC, Email: luisinho@deag.ufcg.edu.br 2 Professor Associado da Unidade Acadêmica de Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Campina Grande (UFCG), Campina Grande-PB, Brasil Email: mmata@deag.ufcg.edu.br e elita@deag.ufcg.edu.br 5 Físico, Núcleo de Energia, Universidade Federal de Campina Grande Email:adalberto@dee.ufcg.edu.br
86 Programa computacional para o cálculo das dimensões e capacidade de armazenamento em silos O programa computacional SILOS foi desenvolvido para ser utilizado em ambiente operacional gráfico, padrão Windows, e possibilita de maneira prática e intuitiva a operação ou utilização do mesmo, sem a necessidade de cursos ou treinamento adicionais. Esta versão, está disponível em Português e Inglês. MATERIAL E MÉTODOS O programa SILOS foi desenvolvido e implementado no Laboratório de Armazenamento e Processamento de Produtos Agrícolas (LAPPA), da Unidade de Engenharia Agrícola (UEAg) do Centro de Tecnologia em Recursos Naturais (CTRN) da Universidade Federal de Campina Grande (UFCG). Para a execução deste trabalho utilizou-se o software básico, linguagem de programação, (Borland Delphi Enterprise version 5.0), ferramenta computacional voltada à implementação de sistemas de informação para o ambiente operacional Windows (Microsoft Corporation). A preferência por esta ferramenta, deve-se aos recursos disponíveis na mesma, no que tange ao desenvolvimento, a implementação e a portabilidade distributiva da aplicação, internacionalmente utilizadas. O equipamento de hardware utilizado foi um microcomputador PC compatível baseado no sistema operacional Windows XP Professional. A interface operacional assim como a padronização de cores em tom pastel segue o padrão Windows. A operação dos módulos utiliza o método de botões associados às respectivas ações, quer de cálculos, de impressão, e de retorno. A formulação matemática utilizada nos cálculos de volume e dimensionamento da capacidade de armazenamento de silos, assim como a determinação do tempo necessário à carga dos mesmos, bem como as variáveis, símbolos e constantes utilizadas são descritos a seguir. Silo em forma de Retângulo: V = a* b* h (1) V = volume (m 3 ); a = comprimento (m); b = largura (m); h = altura (m) Silo em forma de Cilindro 2 V = π. r. h (2) π = 3.141592653589; r = raio (m); Silo em forma de Cone V = ( π. r 2. h ) / 3 (3) Silo em forma de Pirâmide V = ( a. b. h ) / 3 (4) Determinação da capacidade de armazenagem do Silo: Capacidade do Silo em sacas Para sacas de 60 kg ou 50 kg usa-se os parâmetros 0,078 ou 0,065, respectivamente. Para sacas de peso diferente destes utiliza-se a conversão: (PS * 0.078)/60, onde PS = Peso da Saca. De modo geral podemos escrever que, Txo = 0,078 p/ saca de 60 kg. (5) Txo = 0,065 p/ saca de 50 kg. (6) Txo = (Ps * 0,078)/60 (7) Assim, para se determinar a capacidade, em sacas, utiliza-se do seguinte modelo: Ns = T /V. (8) xo Ns = Nº de sacas; T xo = cte. Em relação ao peso da saca; V = volume do silo. A capacidade do Silo em kg, é dada pelo produto entre o número de sacas e o seu peso. Ton = Ns * Ps (9) Ton = tonelagem (kg); Ns = Nº de sacas; Ps = Peso da Saca.
Programa computacional para o cálculo das dimensões e capacidade de armazenamento em silos 87 Determinação do tempo para enchimento do silo: A determinação do tempo necessário para o enchimento do Silo é dada pela razão direta entre: Tonelagem total a ser carregada e a Capacidade do Elevador (kg/h). Logo pode-se escrever que: t Ton/Ce kg = (10) t kg = tempo necessário para o enchimento do silo, h; Ton = Tonelagem a ser carregada, (ton.); Ce = Capacidade do Elevador (kg/h) Silo Trincheira Para se dimensionar um silo trincheira, leva-se em consideração cinco parâmetros básicos: a.) Número de animais que se quer alimentar; (Nan) b.) Período de Alimentação; (Ndia) c.) Consumo diário por animal; (Cpc) d.) Fatia diária (0,10 a 0,20); (fatia) e.) Profundidade do silo: (h) A partir destes parâmetros é possível determinar: a.) Consumo diário do rebanho; (Cdpc) Cdpc = Cpc.Nan b.) Consumo total no período; (Cpr) Cdpc.Ndia Cpr = (11) c.) Comprimento do Silo; (Cs) Cs = Ndia.fatia (12) d.) Secção transversal do Silo; (St) St : = Cdpc/(500 * fatia) (13) e.) Largura da base do Silo; (b) b : = ((2*St - h))/(2 * h) (14) f.) Largura do topo do Silo; (B) B b + 1 = (15) RESULTADOS E DISCUSSÃO O programa computacional SILOS, tanto na versão Português (Pt) quanto na versão em Inglês (Ing), é apresentado através de uma tela principal, que disponibiliza as opções funcionais, de cálculo, e de informações sobre a equipe de criação. No seu corpo principal está a identificação institucional e nominativa do mesmo, conforme figura abaixo. Figura 1. Tela Inicial do Software Silos
88 Programa computacional para o cálculo das dimensões e capacidade de armazenamento em silos A operação, à exemplo das aplicações Windows, pode ser feita, tanto através do mouse quanto do teclado, concomitantemente, ou independentemente. As letras sublinhadas, letras de comando ou associadas a ação podem ser acionadas pela junção das teclas (Alt + letra sublinhada). A opção Cálculos, localizada imediatamente abaixo da primeira linha de texto de identificação do software, abre para as opções funcionais a que se destinam. Silo em forma de: Retângulo, Cilindro, Cone, Pirâmide e Trincheira, conforme Figura 2. A partir deste ponto, acionada a opção Cálculos, pode-se então selecionar a forma de silo com a qual se deseja trabalhar. Qualquer que seja a opção ou silo selecionado, a tela seguinte, de operação ou trabalho, segue um mesmo lay out ou disposição de dados, cujo objetivo é proporcionar uma rápida e produtiva interpretação dos mesmos. Tal padronização segue o seguinte formato: a.) Área de Dados, ocupa a área esquerda da tela; b.) Figura/Silo, ocupa a área direita da tela; c.) Dados de entrada, necessários aos cálculos são solicitados através de caixas de texto com fundo branco; d.) Cálculo das dimensões, volume, capacidade de armazenamento e tempo para enchimento do silo, é disponibilizado pelo acionamento do botão de ação associado; e.) Dados resultantes dos cálculos são apresentados em uma caixa em relevo, imediatamente abaixo do botão de comando. O volume calculado é colocado e mostrado, logo abaixo da figura alusiva; f.) A Impressão, relatório associado aos dados, é disponibilizada por um botão de ação localizado no quadro em relevo destinado à mostra dos dados; g.) Sair de qualquer um destes módulos, tela, DEVE ser feita através do botão de ação VOLTAR. Evita-se sair, fechar uma aplicação utilizando-se da opção padrão Windows (X). Para melhor ilustrar os passos acima, veja as Figuras 2 a 7. Essas figuras a seguir mostram as telas associadas a cada uma das opções disponíveis. Figura 2. Tela Inicial do SILO, acionada a opção Cálculos
Programa computacional para o cálculo das dimensões e capacidade de armazenamento em silos 89 Figura 3. Tela operacional do SILOS. Silo em forma de retângulo. Figura 4. Tela operacional do SILOS. Silo em forma de cilindro. Figura 5. Tela operacional do SILOS. Silo em forma de cone.
90 Programa computacional para o cálculo das dimensões e capacidade de armazenamento em silos Figura 6. Tela operacional do SILOS. Silo em forma de pirâmide. Figura 7. Tela operacional do SILOS. Silo Trincheira. A seguir apresenta-se a forma através da qual os dados serão impressos. A exemplo dos módulos operacionais mostrados nas figuras acima, o(s) relatório(s) também segue(m) uma mesma padronização em consonância à operacional. De maneira que a identificação impressa é feita de maneira nominativa Silo em forma de NOME DO SILO, acrescida de uma representação gráfica à semelhança da anteriormente utilizada. Dada a integração do programa SILOS com o ambiente Windows, os relatórios estão associadas as propriedades inerentes ao gerenciamento e formatação de impressão, assim como a possibilidade de exportação do conteúdo, em formato texto, para inserção em um outro meio de edição de dados. O programa SILOS foi desenvolvido com vistas a atender a uma das atividades críticas no processo de produção de produtos agropecuários armazenamento de grãos e forragem animal. Investido desta objetividade, permiti a seleção, a análise, e o planejamento na construção de Silos, de maneira prática, rápida, precisa e segura, proporcionando economia de tempo a partir da possibilidade de simulação, que vai desde a identificação da forma do silo até suas dimensões ideais para o armazenamento. O programa SILOS foi elaborado com uma precisão numérico de 32 casas decimais
Programa computacional para o cálculo das dimensões e capacidade de armazenamento em silos para o processamento, conferindo aos resultados alta precisão matemática. 91 Figura 7. Tela representativa de relatório do Silos REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Cavalcanti-Mata, M. E. R. M., Dantas, L. A., Braga, M. E. D. Programa computacional para simulação de secagem de grãos. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais. Campina Grande:, v.1, n.1, p.33-55, 1999. Cavalcanti-Mata, M. E. R. M., Dantas, L. A. Modelo de simulação de secagem de cacau (Theobroma cacao L.) em camada fixa. Revista Brasileira de Armazenamento., v.23, n.2, p.52-60, 1998. Cavalcanti-Mata, M. E. R. M., Dantas, L. A., Braga, M. E. D. Software aplicado a secagem de grãos, 1987 (Programa computacional, CD). Cavalcanti-Mata, M. E. R. M., Dantas, L. A., Braga, M. E. D. Software de simulação de secagem de produtos agrícolas, 2001. (Programa computacional, CD).