PROGRAMA COMPUTACIONAL PARA PREVISÃO DE ESFORÇO DE TRAÇÃO DE MÁQUINAS E EQUIPAMENTOS AGRÍCOLAS Autor(es): Apresentador: Orientador: Revisor 1: Revisor 2: Instituição: ROESSLER, Luiz Fernando; SILVEIRA, Hendrigo Alberto Torchelsen; LEITE, Liandro; SANTO, Amauri Cruz Espirito; MACHADO, Antônio Lilles Tavares. Luiz Fernando Roessler Amauri Cruz Espirito Santo Carlos Antonio da Costa Tillmann Ângelo Vieira dos Reis UFPel PROGRAMA COMPUTACIONAL PARA PREVISÃO DE ESFORÇO DE TRAÇÃO DE MÁQUINAS E EQUIPAMENTOS AGRÍCOLAS. ROESSLER, Luiz Fernando¹; SILVEIRA, Hendrigo Alberto Torchelsen¹; LEITE, Liandro¹; SANTO, Amauri Cruz Espirito²; MACHADO, Antônio Lilles Tavares³. 1,2 Deptº de Engenharia Agrícola FEA/UFPel ³ Deptº de Engenharia Rural FAEM/UFPel Campus Universitário Caixa Postal 354 CEP 96010-900. luizroessler@yahoo.com.br 1. INTRODUÇÃO Quando da seleção do trator para trabalho no campo, o item mais importante é a sua capacidade em desenvolver esforço para tracionar as máquinas e equipamentos agrícolas. Das três principais maneiras de utilizar a potência gerada pelo motor de um trator agrícola; tomada de potência, sistema de engate de três pontos e barra de tração, esta última é a mais utilizada, apesar de ser menos eficiente (LILJEDAHL et al., 1995). Segundo estes autores, a transmissão de potência por meio da barra de tração é a maneira mais comum de utilizar o trator dada a sua versatilidade. A capacidade de tração de um trator agrícola encontra-se relacionada principalmente à patinagem dos rodados, mas outros fatores como: tipo de solo, suas características e propriedades, geometria da ferramenta de mobilização do solo, distribuição de peso sobre os rodados, transferência de peso durante a operação, características do rodado, entre outros, também interferem neste quesito. Um programa de computador compõe-se por uma seqüência de instruções, que são interpretadas e executadas por um processador, seguindo padrões específicos resultando em um comportamento desejado. O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um programa computacional para previsão do esforço de tração na barra do trator, utilizando equações propostas por Balastreire (1987) e ASAE (1999), para máquinas e equipamentos de preparo do solo e semeadoras, a fim de servir como um instrumento de auxílio para professores,
acadêmicos e profissionais que necessitam dessas informações para dimensionar, racional e economicamente, suas fontes de potência. 2. MATERIAL E MÉTODOS O programa foi criado num ambiente Delphi, compilador e Ambiente de Desenvolvimento Integrado (IDE), produzido pela Borland Software Corporation. Utiliza a linguagem Object Pascal, que é um método padronizado para expressar instruções para o computador. Esta linguagem permite que o programador especifique precisamente sobre quais dados o computador vai atuar, armazenar ou transmitir, e quais ações devem ser tomadas sob várias circunstâncias. Para o programa em questão, os dados são as equações propostas pelos autores. Os parâmetros usados no programa para a obtenção dos resultados de esforço na barra de tração são baseados nas propostas de BALASTREIRE (1987) e ASAE (1999), sendo que o usuário pode optar por um dos autores ou obter na mesma interface a comparação entre eles. Ambos os autores consideram os implementos usados e o tipo de solo, sendo os resultados de esforço na barra de tração dado pela combinação entre estas varáveis e outras, particulares de cada implemento. Os implementos para os quais o programa permite a previsão de esforço na barra de tração são arado fixo de disco, escarificador, grade aradora de disco, grade niveladora e semeadora em linha. Os tipos de solo variam de autor para autor e para cada implemento. BALASTREIRE (1987), em sua bibliografia, considera mais relevante para determinação do esforço na barra de tração as variáveis: tipo, textura e umidade em que o solo se encontra; profundidade e velocidade de trabalho; largura, número de ferramentas ou massa do implemento. Como pode ser observado nas equações abaixo: Tabela 01. Formulas adotadas por BALASTREIRE. Implemento / Solo Argiloso Siltoso Arenoso Arado de Disco 2 W *(5,2 + 0,039* S ) - 2 W *(5,2 + 0,039* S ) Escarificador H *(175ou 280) * d - H *(120ou190) * d Grade Aradora e 14,7 * M 11,7 * M 7,8* M Niveladora de disco Semeadora - Semente graúda ( 450ou 800) * L Semeadura, herbicida e fertilizante ( 1100ou 2000) * L Semeadora para Sulcador comum ( 130ou 450) * L sementes miúdas Sulcador profundo ( 335ou 670) * L Onde: S é velocidade em km/h; W é secção transversal da leiva; M é a massa em kg; H número de haste;
L número de linhas. Para ASAE (1999) são determinantes os seguintes parâmetros: textura do solo; velocidade de trabalho; largura de trabalho do equipamento ou número de linhas ou ferramentas; e profundidade de trabalho. O que pode ser verificado na equação abaixo: Fbt = Fi *[ A + B *( S) + C * ( S²) ]* W * T Onde: Fbt = Força na barra de tração (N); F = Parâmetro ajuste em função da textura do solo (valor tabelado); i = relativo a textura do solo, 1 textura fina; 2 textura média; 3 textura grossa; A, B e C = parâmetro do equipamento (valor tabelado); S = velocidade de trabalho (km/h); W = largura de trabalho do equipamento (m) ou número de linhas ou ferramentas; T = profundidade de trabalho (cm). 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO O programa computacional foi denominado Força BT. Ele apresenta uma interface de fácil compreensão que o torna acessível. Por meio de sua janela principal (Figura 1), podem-se selecionar as opções de implementos agrícolas como: arado fixo de disco, escarificador, grade aradora de disco, grade niveladora e semeadora em linha, assim como a opção para cálculo da força na barra de tração por meio das equações propostas por BALASTREIRE (1987) ou ASAE (1999), e a visualização dos resultados de ambos (Figura 2). Figura 1. Janela principal do Programa Força BT.
Figura 2. Janela de Escolha da equação a ser utilizada no Programa Força BT. Simulando um exemplo no programa Força BT temos para ASAE, uma grade niveladora com 32 discos a uma velocidade de trabalho de seis Km/h e uma profundidade de trabalho de cinco cm em um solo com textura fina o esforço na barra de tração de 5913 N (Newton) para preparo primário e de 4134,72 N (Newton) para preparo secundário. Para BALASTREIRE o implemento correspondente, grade niveladora de disco, com 32 discos e uma massa correspondente de 1407kg, em um solo argiloso demanda uma esforço de 20682,90 N (Newton). Os resultados obtidos explicitam as diferenças entre os parâmetros em que cada autor se baseia, sendo que não se pode compará-los. Desta forma é possível que o usuário escolha o parâmetro que julgar melhor, e pela comparação, possa adequar os resultados com o autor que melhor se adapte a sua condição de trabalho. Na prática, para um determinado implemento e tipo de solo, os resultados obtidos com o programa permitem uma escolha mais adequada da fonte de potência, o que leva a maior economia e previsão de gastos mais acurada. O programa é uma ferramenta a ser usada por profissionais, acadêmicos e pesquisadores para dimensionar implementos e máquinas mais adequados às exigências e necessidades dos diferentes nichos do mercado. 4. CONCLUSÕES O programa mostrou-se confiável nos valores apresentados, de fácil utilização e acessibilidade, podendo ser utilizado naturalmente por qualquer profissional da área agrícola, no planejamento e escolha da fonte de potência a ser utilizada na propriedade rural, bem como em diferentes disciplinas da área de máquinas agrícolas tanto na graduação como na pós-graduação. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ASAE. American Society of Agricultural Engineers, ASAE standards 1999: standards engineering practices data. San Joseph, 1999. (ASAE D497.4 JAN98).
BALASTREIRE, L. A.; Máquinas Agrícola. São Paulo, SP: Editora Manole LTDA, 1987. LILJEDAHL, J.B.; CARLETON, W.M.; TURNQUIST, P.K.; SMITH, D.W. Traction. In: Traction and their power units. Connecticut: Avi Publish Company, n.2, 1995. MARQUES, T. A., SERRA G. E. Programa multimídia para fabricação do açúcar cristal de cana-de-açúcar. Depto. de Tecnologia de Alimentos - FEA/UNICAMP, Faculdade de Agronomia/UNOESTE, Scientia Agrícola. Saad, O.; Seleção do Equipamento Agrícola. São Paulo, SP: Editora Nobel, 1983.