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XLII Congresso Brasileiro de Engenharia Agrícola - CONBEA 2013 Fábrica de Negócios - Fortaleza - CE - Brasil
04 a 08 de agosto de 2013
DESEMPENHO OPERACIONAL DE UM SUBSOLADOR EM FUNÇÃO DE DIFERENTES
ESPAÇAMENTOS ENTRE HASTES E VELOCIDADES DE DESLOCAMENTO
JOÃO AUGUSTO LEINDECKER1; TIAGO RODRIGO FRANCETTO
2, RAVEL FERON
DAGIOS3; ULISSES GIACOMINI FRANTZ
4 ; ZANANDRA BOFF DE OLIVEIRA
5
1 Acadêmico de Engenharia Agrícola da Universidade de Santa Cruz do Sul (UNISC). Campus Universitário – Santa Cruz do
Sul, RS. Av. Independência, 2293. CEP: 96815-900. Fone: (0XX51) 3717.7300. Endereço eletrônico:
joaoleindecker@gmail.com. 2 Engº. Agrícola, Mestrando em Eng. Agrícola, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola (PPGEA),
Departamento de Engenharia Rural, CCR, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria - RS. 3 Engº. Agrícola. 4 Engº. Agrônomo, Msc. Engenharia Agrícola, Doutorando em Engenharia Agrícola, Depto. Engenharia Rural, CCR/UFSM
Santa Maria, RS. 5 Engenheira Agrícola, Mestre em Ciência do Solo, Doutoranda em Engenharia Agrícola, Professora do Instituto Federal
Farroupilha Campus Júlio de Castilhos.
Apresentado no
XLII Congresso Brasileiro de Engenharia Agrícola - CONBEA 2013
04 a 08 de Agosto de 2013 - Fortaleza - CE, Brasil
RESUMO – A subsolagem é uma das operações agrícolas de maior gasto energético devido à elevada
potência tratória normalmente requerida para sua execução. Dessa forma, o adequado desempenho é
de extrema importância para que o investimento na mesma se justifique. O espaçamento entre hastes
do subsolador e a velocidade de deslocamento do conjunto trator/implemento são fatores que
influenciam na sua eficácia. Desse modo, o objetivo deste trabalho foi estudar o desempenho
operacional de um subsolador, com três espaçamentos entre hastes (0,30, 0,50 e 0,70 m) e duas
velocidades de deslocamento (0,83 e 1,66 m s-1
) do conjunto. O experimento foi conduzido em uma
propriedade agrícola, utilizando-se um trator agrícola com potência motora de 103 kW na rotação
nominal e um subsolador provido de sete hastes. O delineamento experimental foi conduzido em
blocos inteiramente casualizados, no esquema fatorial 3x2, com 6 tratamentos e 3 repetições. Os
resultados indicaram que o acréscimo da velocidade de deslocamento aumentou em média 101% a
capacidade de campo efetiva e reduziu em 31,85% o consumo de combustível por hectare
proporcionando um incremento médio de 3,82% de área mobilizada. Conclui-se que o emprego de
diferentes velocidades e espaçamento entre hastes interferem na mobilização e desempenho do
conjunto trator/subsolador.
PALAVRAS - CHAVE: Trator/subsolador, Velocidade, Espaçamento entre hastes, Mobilização.
OPERATING PERFORMANCE OF A SUBSOILER AS A FUNCTION OF DIFFERENT
SPACING BETWEEN ROWS AND TRAVEL SPEEDS
ABSTRACT – Subsoiling is one of the largest farming operations in energy expenditure due to high
tractor power normally required for its implementation. Thus, the adequate performance is extremely
important for the investment in it is justified. The spacing between the subsoiler rows and speed of the
tractor-implement are factors that influence their efficiency. Thus the aim of this work was to study
the operational performance of a subsoiler with three spacing between rows (0,30, 0,50 e 0,70 m) and
two travel speeds (0,83 e 1,66 m s-1
) of the tractor/implement. The experiment was conducted on a
farm, using a agricultural tractor with engine power 103 kW at rated speed and a subsoiler equipped
with seven rods. The experiment was conducted in a completely randomized in a 3x2 factorial
arrangement, with 6 treatments and 3 replications. The results indicated an increase of the area and
volume mobilized and effective field capacity and a high reduction in area of soil and fuel
consumption per area with increasing speed. We conclude that the use of different speeds and spacing
rods interfere with mobilization and performance of the tractor/subsoiler.
KEYWORDS: Tractor/subsoiler, Speed, Spacing rows, Mobilization.
INTRODUÇÃO: A partir da necessidade de obtenção de altas produtividades das culturas, da
racionalização dos custos de produção e da preservação dos recursos naturais, devido ao
desenvolvimento e crescimento das populações, a agricultura vem necessitando de uma intensificação
no uso de máquinas agrícolas, como fruto do processo de modernização. Em contrapartida com as
significativas contribuições das operações agrícolas mecanizadas, originaram-se alguns problemas
decorrentes do seu uso. Dentre eles tem-se a compactação do solo, resultante do tráfego descontrolado
e/ou excessivo das máquinas, fator este que é muitas vezes limitante para a obtenção de maiores
produtividades. A compactação afeta os atributos físicos do solo que, direta e indiretamente, inibem o
crescimento e a produtividade das culturas. O rompimento de camadas compactadas do solo traz
benefícios expressos pela redução da densidade do solo, que diminui a resistência à penetração das
raízes e aumento no volume de macroporos, que melhora a aeração e a drenagem interna do solo,
permitindo infiltração mais rápida da água, reduzindo o escoamento superficial e o tempo de
encharcamento do solo. Porém a subsolagem é uma das operações agrícolas de maior gasto energético
devido à elevada potência tratória normalmente requerida para a sua execução. Dessa forma, o seu
adequado desempenho é de extrema importância para que o investimento na mesma se justifique. Em
vista disto, são relevantes as medidas que visam maximizar a eficiência da atuação deste implemento.
Neste contexto, o adequado espaçamento entre hastes do subsolador a profundidade de trabalho e a
velocidade de deslocamento do conjunto trator/implemento são fatores que influenciam na sua
eficácia. Desse modo o objetivo geral deste trabalho foi estudar o desempenho operacional de um
subsolador, com três espaçamentos entre hastes e duas velocidades de deslocamento do conjunto
trator/implemento.
MATERIAL E MÉTODOS: O experimento foi conduzido em uma propriedade agrícola, localizada
no município de Pântano Grande no Estado do Rio Grande do Sul. O clima da região enquadra-se na
classificação climática “Cfa” de Köppen-Geiger, mais conhecida por classificação climática de
Köppen, com um clima subtropical úmido. A caracterização do solo deu-se pela coleta de amostras de
solo a campo para posteriores análises em laboratório seguindo metodologia proposta pela EMBRAPA
(1997) para determinação da densidade do solo, porosidade total, índice de cone e teor de água, sendo
a determinação da textura realizada pelo método de Vettori, conforme Vettori (1969). A resistência à
penetração do solo foi determinada com a utilização de um penetrômetro eletrônico marca Falker,
modelo PLG 1020. A coleta de dados foi realizada na profundidade de 0 a 0,55 m, com aquisição de
um dado a cada 0,025 m de profundidade. Para realização do experimento de campo foi utilizado um
trator agrícola com tração dianteira auxiliar (TDA) e potência motora na rotação nominal 103 kW e
um subsolador provido de sete hastes. Para a determinação da área mobilizada, fez-se uso de um
perfilômetro composto por 55 varetas espaçadas a 0,05 m cada, possuindo dimensões de 4,0 m de
largura total, sendo 2,75 m de largura de leitura e 0,75 m em profundidade. A campo realizaram-se
três leituras de perfilometria. A primeira foi efetuada antes da passagem do subsolador, a segunda e a
terceira após à passagem deste implemento, no mesmo local obtendo a forma geométrica do sulco.
Para garantir que as amostragens foram realizadas no mesmo local, utilizaram-se duas estacas de
madeira, uma de cada lado do local previsto para passagem do trator e subsolador. Primeiramente o
perfilômetro foi posicionado transversalmente a passagem do subsolador para obter-se o perfil natural
do solo, anotando-se os dados em uma planilha. Realizou-se então a passagem do implemento e
posicionou-se novamente o aparelho no local anteriormente utilizado a fim de se fazer o registro do
perfil após a passagem do mesmo. Por fim, removeu-se manualmente todo solo mobilizado na área,
até a profundidade onde o solo não foi movimentado, tomando-se o cuidado de não alterar o perfil
para a obtenção do perfil de solo mobilizado subsuperficialmente. Esses procedimentos foram
realizados em pontos diferentes para cada tratamento, sendo o primeiro a 15,0 m, o segundo a 25,0 m e
o terceiro a 35,0 m da terceira repetição. Posteriormente, com o auxílio do programa computacional
Auto Cad, foi possível traçar as linhas de contorno dos perfis e através da utilização de ferramentas
para leitura de área do software, determinou-se a área mobilizada em metros quadrados. A mensuração
do consumo de combustível foi realiza utilizando-se um fluxômetro composto basicamente de uma
mangueira transparente de 0,03 m de diâmetro, graduada metricamente com auxílio de uma fita
métrica e preenchida com combustível com uma saída na parte inferior para a admissão pela bomba
injetora e uma mangueira de entrada pela parte superior que constituía o retorno da bomba. Cada
centímetro da “proveta” conteve 19 mililitro de óleo diesel. Apontou-se pela medida em centímetro de
combustível contido na mangueira no início e no final da parcela, após a operação. Dessa forma, foi
possível obter o consumo de combustível para cada tratamento de acordo com a Equação 1.
Cdp = (Df ˗ Di). (19⁄1000) (1)
Em que,
Cdp ˗ Consumo de combustível na parcela (l).
Df ˗ Medida de combustível correspondente na proveta no final da parcela (cm).
Di ˗ Medida de combustível correspondente na proveta no início da parcela (cm).
O consumo operacional de combustível ou consumo de combustível por unidade de área foi obtido da
relação entre o consumo horário de combustível e a capacidade de campo efetiva, pela Equação 2.
COC = CHC/CCe (2)
Em que,
COC ˗ Consumo operacional de combustível (l ha-1
);
CHC ˗ Consumo horário de combustível (l h-1
);
CCe ˗ Capacidade de campo efetiva (ha h-1
).
O delineamento experimental foi conduzido em blocos inteiramente casualizados com três
espaçamentos entre hastes (0,30, 0,50 e 0,70 m) e duas velocidades de deslocamento do conjunto (0,83
e 1,66 m s-1
), no esquema fatorial 3x2, com 6 tratamentos e 3 repetições, totalizando 18 unidades
experimentais.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: As características físicas do solo estão dispostas na Tabela 1.
TABELA 1. Características físicas do solo.
Textura Densidade
(g cm-3
)
Porosidade
total (%)
Umidade
gravimétrica
(%)
Resistência do
solo a penetração
(kPa)
Areia
(%)
Silte
(%)
Argila
(%)
Média 29,97 56,72 14,31 1,72 53,63 13,12 2081,84
O horizonte superficial, analisando os valores médios da constituição da matriz do solo, foi
classificado como franco siltoso. Os valores de densidade, porosidade total, umidade gravimétrica e
resistência do solo à penetração não variaram substancialmente na área experimental, de forma que
suas alterações não interferiram nos valores de área mobilizada. A Tabela 2 expõe os dados da área
mobilizada nos diferentes tratamentos.
TABELA 2. Área mobilizada (m²).
Combinação de tratamentos Área mobilizada (m²)
E1 V1 0,494861
E1 V2 0,510367
E2 V1 0,371177
E2 V2 0,376078
E3 V1 0,232975
E3 V2 0,251009
Pode-se verificar que ocorre diferença significativa da área mobilizada com o aumento da velocidade
de trabalho, sendo de 3,82 % o incremento médio de área para V2 em relação a V1. Os valores de área
mobilizada para V2 foram maiores que V1 em todos os espaçamentos, com maior disparidade para E3,
correspondendo a 7,17 %. Na Tabela 3, encontra-se o consumo de combustível estimado em litros por
hectare.
TABELA 3. Consumo de combustível.
Tratamentos Consumo (l ha
-1)
E1 E2 E3
V 1 27,27 b A 26,36 b A 26,51 b A
V 2 17,51 a A 17,49 a A 18,55 a A Médias seguidas de mesma letra minúscula nas colunas e maiúscula nas linhas não diferem entre si, pelo teste de Tukey (P <
0,05). CV: 2,18.
Quanto à variável consumo de combustível por área, houve diferença significativa para o fator
velocidade de operação. Por outro lado, não foi influenciado significativamente pelo fator
espaçamento entre hastes. Ainda constata-se que na média o aumento da velocidade de deslocamento
de 101,0 % (comparando V1 e V2) aumentou em média 101,0 % a capacidade de campo efetiva e
reduziu em 31,85 % o consumo de combustível por hectare, o que caracteriza que a utilização de
maiores velocidades de deslocamento mostra um balanço energético mais positivo. Resultado
semelhante encontrou Gamero (2008), o qual avaliando um subsolador em diferentes velocidades de
trabalho e profundidade identificou que a maior velocidade em relação às demais foi a que
proporcionou o menor consumo operacional de combustível por hectare, sendo o consumo
inversamente proporcional ao aumento da velocidade de deslocamento e proporcional a profundidade
de trabalho. Resultado semelhante também foi encontrado por Lanças (1987).
CONCLUSÕES: Os resultados indicaram que o acréscimo da velocidade de deslocamento aumentou
a capacidade de campo efetiva e reduziu o consumo de combustível por hectare proporcionando um
incremento de área mobilizada. Dessa forma, caracteriza-se que a utilização de maiores velocidades de
deslocamento, quando possível, possibilita um balanço energético mais positivo.
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