AVALIAÇÃO DO PREPARO DE SOLO EMPREGANDO O SISTEMA...

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS

FACULDADE DE ENGENHARIA AGRÍCOLA

AVALIAÇÃO DO PREPARO DE SOLO EMPREGANDO O

SISTEMA DE CULTIVO CONSERVACIONISTA EM FAIXAS

COM “PARAPLOW” ROTATIVO USANDO ANÁLISE

DIMENSIONAL

DANIEL ALBIERO

CAMPINAS-SP

FEVEREIRO DE 2006

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS

FACULDADE DE ENGENHARIA AGRÍCOLA

AVALIAÇÃO DO PREPARO DE SOLO EMPREGANDO O

SISTEMA DE CULTIVO CONSERVACIONISTA EM FAIXAS

COM “PARAPLOW” ROTATIVO USANDO ANÁLISE

DIMENSIONAL

Eng. Agric. DANIEL ALBIERO

Orientador: Prof. Dr. Antonio José da Silva Maciel

CAMPINAS-SP

FEVEREIRO DE 2006

Dissertação de Mestrado submetida a banca examinadora para a obtenção do título de Mestre em Engenharia Agrícola, na área de concentração em Máquinas Agrícolas.

FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA BIBLIOTECA DA ÁREA DE ENGENHARIA E ARQUITETURA - BAE -

UNICAMP

AL4a

Albiero, Daniel Avaliação do preparo de solo empregando o sistema de cultivo conservacionista em faixas com “Paraplow” rotativo usando análise dimensional / Daniel Albiero. --Campinas, SP: [s.n.], 2006. Orientador: Antonio José da Silva Maciel Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola. 1. Analise dimensional. 2. Dinâmica do solo. 3. Máquinas agrícolas. I. Maciel, Antonio José da Silva. II. Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Agrícola. III. Título.

Título em Inglês: Evaluation of soil tillage using strip-till conservation tillage with rotary paraplow using dimensional analysis

Palavras-chave em Inglês: Dimensional analysis, Soil dynamics, Farm machinery, Paraplow

Área de concentração: Máquinas Agrícolas Titulação: Mestre em Engenharia Agrícola. Banca examinadora: Morel de Passos e Carvalho e Paulo Sérgio Graziano

Magalhães Data da defesa: 20/02/2006

i

“Um Homem pode nascer, crescer e morrer, nações podem crescer, desenvolver e cair, mas, uma idéia permanece, idéias tem duração eterna”.

J.F.K. “Para o Povo Chinês o Brasil é sinônimo de NOVO: Novo Mundo, Novo Povo, Nova Cultura. E o DRAGÃO é o símbolo da Honra, da Prosperidade e da Força. Que a Força do NOVO DRAGÃO ajude o Agricultor Pobre Brasileiro a ter Honra e Prosperidade.”

Prof. Dr. Cheu Shang Chang.

ii

DEDICATÓRIA

À meus pais, Narciso e Leni, pelos exemplos

e ensinamentos, sem eles eu não teria

chegado até aqui.

Ao Doutor Cheu Shang Chang in memorian, o pai do

“Paraplow” Rotativo e do Novo Dragão. Seu exemplo,

suas idéias, seu sonho nunca serão abandonados.

iii

AGRADECIMENTOS

Agradeço a Deus e a Virgem Maria, Mãe de Deus, que sempre me ajudaram em tudo, por toda minha vida. Agradeço a meu irmão Murilo Albiero e minha cunhada Viviane Cardoso Albiero, pela ajuda, acolhimento e muita paciência durante estes dois anos. Agradeço a Danila de Fátima Orlandim, o amor da minha vida, pela paciência, amor e compreensão, pois eu pensava mais em Pi-Termos do que em nosso casamento. Agradeço ao Professor Doutor Antonio José da Silva Maciel, O Mestre, O Orientador, pela ajuda imprescindível, pelo trabalho incansável, pela amizade verdadeira e por ensinar a fazer pesquisa útil à sociedade. Agradeço ao Técnico em Mecânica Luiz Carlos Santos Silva, pela ajuda, pelas idéias e pelos ensinamentos se o Dr. Chang é o pai do “Paraplow” Rotativo e do Novo Dragão, o Luiz é sem dúvida a mãe. Agradeço a Universidade Estadual de Campinas, nossa mãe protetora do conhecimento universal, nossa casa, nosso refúgio, que nunca me fechou as portas. Agradeço a Faculdade de Engenharia Agrícola da Universidade Estadual de Campinas, pela oportunidade na minha formação, e que possibilitou a realização deste sonho. Agradeço a Coordenadoria de Pós-Graduação da Faculdade de Engenharia Agrícola da Universidade Estadual de Campinas, que sempre me ajudou em tudo o que pedi, e até do que não pedi (do que esqueci...). Agradeço a Coordenadoria de Aperfeiçoamentos de Pessoal do Governo Federal (CAPES); sem a bolsa de estudos eu teria morrido de fome ou abandonado o projeto. Agradeço ao Ministério do Desenvolvimento Agrário do Governo Federal (MDA) pelo apoio institucional ao projeto; sem ele estaríamos ainda na prancheta. Agradeço à Financiadora de Estudos e Projetos do Governo Federal (FINEP) pelo apoio financeiro ao projeto; sem ele estaríamos ainda a sonhar. Agradeço a Fundação de Apoio a Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP); sem os investimentos e a confiança o “Paraplow” Rotativo e os principais componentes do Novo Dragão não existiriam. Agradeço ao Conselho de Pesquisa e Desenvolvimento (CNPQ) pelas minhas bolsas de iniciação científica; onde tudo começou.

iv

Agradeço a Fundação de Desenvolvimento da Universidade Estadual de Campinas (FUNCAMP) pelo apoio administrativo; sem este auxílio nos perderíamos. Agradeço a todos os amigos da pós-graduação e graduação pela amizade e pela convivência. Agradeço a todos os Professores e Funcionários da FEAGRI/UNICAMP pela convivência, ajuda e pelos ensinamentos. Agradeço a Ricardo Panzoldo em nome da Argos-Tech (FLM- Bertolini) por ter cedido o motocultor Bertolini 318; sem ele o Novo Dragão não teria sido acordado. Agradeço a todos os membros dos grupos de pesquisas liderados pelo Prof. Maciel (Novo Dragão, Biodiesel, Avaliação de máquinas agrícolas, Modernização da agricultura familiar e qualidade na agricultura); sem a ajuda em campo, no escritório e nas brincadeiras este trabalho não teria chegado ao fim. Agradeço especificamente ao pessoal que me ajudou nos trabalhos experimentais: Luiz Carlos Santos Silva, Marcio de Oliveira, Rodrigo Amaral Minamisawa, Rodrigo de Oliveira, Bruno Scanavini, Marcio Willian Roque, César Nagumo, Renan Tunussi, Rafael Hespanhol Cordeiro, Bruno Piva Telles, Paula Costa, Ana Letícia Pignelli, Gustavo Seidinger, Acássio Barbosa, Diego Vega, Daniel Barra, Silvestre Rodrigues, Angel Pontin Garcia, Rafael Augustos de Oliveira, Claudia Assad Mello, Antônio Freire de Souza, Antônio Donizete Sipriano, Fabiano Wataro Takaso, Leandro Morais, Felipe Andrade de Souza. Agradeço aos técnicos em mecânica José Maria dos Santos Silva e Francisco Silva, pela ajuda na construção do Novo Dragão. Agradeço a Ana Paula Montagner, a Marta Aparecida Rigonato Vechi e a Rosangela Gomes pela ajuda e paciência; sem elas minha vida acadêmica seria com certeza mais complicada. Agradeço a Professora Doutora Raquel Gonsalves (Ex-Coordenadora da Pós), sempre pronta a ajudar e a acertar nossos problemas estudantis e de bolsa de estudos. Agradeço a Suzely Francisco que sempre ajudou nos diversos ofícios, telefonemas, dúvidas, etc. Agradeço ao Osvaldo Candido Lopes, pelos ensinamentos e piadas. Agradeço a Professora Doutora Mara de Andrade Marinho Weill, pelas sugestões e apoio. Agradeço a Técnica Célia Panzarin, pela ajuda nos trabalhos laboratoriais. Agradeço a Dona Su Fan Chang por ter confiado em nossa capacidade para levar adiante o sonho do Prof. Dr. Chang.

v

SUMÁRIO

DEDICATÓRIA ___________________________________________________________ ii

AGRADECIMENTOS ______________________________________________________ iii

LISTA DE FIGURAS______________________________________________________ viii

LISTA DE GRÁFICOS ______________________________________________________x

LISTA DE TABELAS _____________________________________________________ xiii

LISTA DE MATRIZES ____________________________________________________ xix

LISTA DE EQUAÇÕES ____________________________________________________xx

RESUMO_______________________________________________________________ xxiv

ABSTRACT _____________________________________________________________xxv

1-INTRODUÇÃO ___________________________________________________________1

1.1- Objetivos ____________________________________________________________2

1.2- Fluxograma do trabalho________________________________________________3

2-REVISÃO BIBLIOGRÁFICA_______________________________________________4

2.1-Contexto Geral da Agricultura Familiar ___________________________________4

2.2-Conceitos Básicos de Mecanização _______________________________________10

2.3-Panorama da Mecanização na Agricultura Familiar ________________________13

2.4-Modernização da Mecanização na Agricultura Familiar_____________________22

2.5-Conceitos Básicos de Preparo do solo_____________________________________24

2.6-Conceitos Básicos de Preparo de Solo Conservacionista _____________________32

2.7-Sistema de Plantio Conservacionista Novo Dragão _________________________36

2.8-Conceitos Básicos de Dinâmica do Solo ___________________________________40

2.9-Ferramenta de Preparo de Solo Conservacionista “Paraplow” _______________51

2.10-Nova Ferramenta de Preparo de Solo Conservacionista “Paraplow” Rotativo__56

2.11-Conceitos Básicos de Avaliação de Máquinas de Preparo de Solo ____________65

2.12-Conceitos Básicos de Análise Dimensional _______________________________76

3-MATERIAL E MÉTODOS ________________________________________________84

3.1- Caracterização geral do experimento ____________________________________84

3.2- Caracterização da Área de Testes _______________________________________86

vi

3.3- Material ____________________________________________________________87 3.3.1- Caracterização da ferramenta agrícola testada ________________________87

3.3.1.1- “Paraplow” Rotativo___________________________________________87 3.3.1.2- Novo Dragão _________________________________________________89 3.3.1.3- Motocultor Bertolini 318 _______________________________________93

3.3.2- Caracterização dos equipamentos para coleta de dados _________________94 3.3.2.1- Bevâmetro ___________________________________________________94 3.3.2.2- Penetrômetro digital ___________________________________________95 3.3.2.3- Perfilômetro __________________________________________________96 3.3.2.4- Recipientes para determinação de umidade, densidade, DPS e DMP __96 3.3.2.5- Cronômetro __________________________________________________97 3.3.2.6- Trena _______________________________________________________97

3.4- Métodos ____________________________________________________________98 3.4.1- Delineamento experimental_________________________________________98 3.4.2- Metodologia para obtenção de dados ________________________________101

3.4.2.1- Coesão (c) e ângulo de atrito interno (φφφφ) do solo ___________________101 3.4.2.2- Índice de cone das fissuras (CIF), central (CIC) e original (CI0)______103 3.4.2.3- Diâmetro médio ponderado (DMP)______________________________104 3.4.2.4- Diâmetro ponderado seco (DPS) ________________________________105 3.4.2.5- Índice de rugosidade (Inrug) e Área de empolamento (Aemp)________106 3.4.2.6- Densidade aparente (γγγγ) do solo__________________________________107 3.4.2.7- Caracterização da faixa de plantio ______________________________108 3.4.2.8- Teor de água do solo (U)_______________________________________109 3.4.2.8- Velocidade efetiva de trabalho (VA) e Taxa de corte (Txc) __________109 3.4.2.9- Patinagem (Pt) _______________________________________________110

3.4.3- Metodologia para tratamento dos dados _____________________________110 3.4.4- Metodologia de Cálculo da Análise Dimensional ______________________115 3.4.5- Análise de Variância _____________________________________________123

4-RESULTADOS E DISCUSSÃO ___________________________________________126

4.1. Estatística Clássica __________________________________________________126 4.1.1- Caracterização dos requisitos conservacionistas: ______________________127 4.1.2 - Caracterização da faixa de plantio:_________________________________154 4.1.3 - Características operacionais: ______________________________________163

4.2. Análise Dimensional _________________________________________________172 4.2.1. Forma especificada dos Pi - termos _________________________________172 4.2.2. Caracterização dos requisitos conservacionistas: ______________________176

4.2.2.1- Gráficos adimensionais ππππ2 x ππππ19 ________________________________176 4.2.2.2- Gráficos adimensionais ππππ3 x ππππ11 ________________________________181 4.2.2.3- Gráficos adimensionais ππππ3 x ππππ13 ________________________________186 4.2.2.4- Gráficos adimensionais ππππ4 x ππππ12 ________________________________191

4.2.3. Caracterização da faixa de plantio e Características operacionais ________197

4.3. Discussão Geral _____________________________________________________253

5-CONCLUSÕES _________________________________________________________257

vii

5.1- Comprovação das características conservacionistas do “Paraplow” Rotativo. _257

5.2- Caracterização geométrica da faixa de plantio. ___________________________257

5.3- Determinação da melhor configuração operacional _______________________257

5.4- Comparação entre a análise dimensional e a Análise de variância ___________258

6-REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA _______________________________________259

7-ANEXOS ______________________________________________________________279

7.1- Área máxima regional (INCRA, 2004).__________________________________279

7.2- Dados técnicos do Sistema de aquisição de dados, e conversor analógico/digital HBM Spider8 __________________________________________________________279

7.3- Dados técnicos do Inversor freqüência AC/DC LRI _______________________279

7.4- Dados técnicos do notebook Compaq Armada 1592DMT 7 _________________279

7.5- Dados técnicos da célula de carga Alfa Instrumentos SV200.________________280

7.6- Dados técnicos torquímetro Vishay AE06-250 ____________________________280

7.7- Dados técnicos do penetrômetro DLG PNT 2000 _________________________280

8. APêNDICES ___________________________________________________________281

8.1-Calibração célula de carga Alfa Instrumentos SV200 ______________________281

8.2- Calibração Torquímetro Vishay EA06-250 ______________________________283

8.3- Matrizes de Correlação_______________________________________________285

viii

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Novo Sistema Conservacionista de Plantio Novo Dragão (MACIEL (2004),

Convênio FEAGRI/FINEP 3158). __________________________________________38

Figura 2. Paraplow.__________________________________________________________52

Figura 3. Paraplow em ação operacional (Soil technology group University of Wageningen,

2005)_________________________________________________________________52

Figura 4. Modelos de Enxadas Rotativas Verticais (CHANG, 2004).___________________57

Figura 5. Paraplow Rotativo. __________________________________________________58

Figura 6. “Paraplow” Rotativo e Cultivador Rotativo._______________________________60

Figura 7. “Paraplows” Rotativos avaliados. _______________________________________62

Figura 8. Área dos testes experimentais __________________________________________87

Figura 9. Desenho técnico do “Paraplow” Rotativo utilizado no experimento.____________88

Figura 10. “Paraplow” Rotativo utilizado no experimento. ___________________________89

Figura 11. Engrenagens Cônicas do Sistema de transmissão do “Paraplow” Rotativo. _____90

Figura 12. Distribuidor de fertilizantes de espiral cônica. ____________________________90

Figura 13. Dosador de sementes de anel vertical interno. ____________________________91

Figura 14. Discos cobridores de sulco.___________________________________________91

Figura 15. Roda compactadora de sulco. _________________________________________92

Figura 16. Chassi porta ferramentas. ____________________________________________92

Figura 17. NOVO DRAGÃO. _________________________________________________93

Figura 18. Motocultor Bertolini 318. ____________________________________________94

Figura 19. Aparato constituinte do Bevâmetro utilizado no Experimento: (a) Chassi porta

equipamentos; (b) Placa de cisalhamento e haste conjugadora; (c) sistema de aquisição de

dados. ________________________________________________________________95

Figura 20. Penetrômetro digital PNT 2000. _______________________________________95

Figura 21. Perfilômetro. ______________________________________________________96

Figura 22. Bevâmetro em ação. _______________________________________________102

Figura 23. Coleta de dados de resistência à penetração. ____________________________104

Figura 24. Obtenção do micro-relevo do solo. ____________________________________106

ix

Figura 25. Determinação de características dimensionais da faixa preparada. ___________108

Figura 26. Conformação da faixa de plantio preparada pelo “Paraplow” Rotativo. _______255

x

LISTA DE GRÁFICOS

Gráfico 1. Área média da agricultura familiar (INCRA/FAO, 2000). ____________________5

Gráfico 2. Área média da agricultura patronal (INCRA/FAO, 2000).____________________6

Gráfico 3. Participação da agricultura familiar em diversas culturas (MDA, 2004). _______39

Gráfico 4. Potências requeridas pelos “Paraplows” Rotativos, (MACIEL e ALBIERO, 2005).

_____________________________________________________________________63

Gráfico 5. Potência Específica Requerida pelos “Paraplows” Rotativos, (MACIEL e

ALBIERO, 2005). ______________________________________________________63

Gráfico 6. Taxa de corte alcançadas pelos “Paraplows” Rotativos, (MACIEL e ALBIERO,

2005). ________________________________________________________________64

Gráfico 7. Gráfico adimensional π2 x π19, tratamentos E111A (antes) e E111D (depois). __177



Gráfico 10. Gráfico adimensional π2 x π19, tratamentos E122A (antes) e E122D (depois). _178















xi















Gráfico 39. Gráfico adimensional π1 x π17, todos tratamentos. _______________________197

Gráfico 40. Gráfico adimensional π2 x π8, todos tratamentos.________________________198

Gráfico 41. Gráfico adimensional π2 x π9 todos tratamentos. ________________________200




Gráfico 45. Gráfico adimensional π3x π12, todos tratamentos.________________________206

Gráfico 46. Gráfico adimensional π3x π19, todos tratamentos.________________________207








xii











Gráfico 64. Gráfico adimensional π10 x π14, todos tratamentos. ______________________235












Gráfico 76. Calibraçãoda célula de carga SV200realizada em 10/10/2005. _____________281

Gráfico 77. Calibração do torquímetro EA06-250 realizado em 11/10/2005. ____________283

xiii

LISTA DE TABELAS

Tabela 1. Diferenças entre a agricultura familiar e a patronal (ZARONI, 2004). ___________6

Tabela 2. Brasil – Números de Estabelecimentos, área, valor bruto da produção (VBP) e

financiamento total (FT). __________________________________________________7

Tabela 3. Agricultura Familiares – Número de Estabelecimentos, área, VBP e financiamento

total segundo as regiões ___________________________________________________8

Tabela 4. Resultados obtidos com o “Paraplow”, (ALBIERO E CHANG, 2000). _________55

Tabela 5. Sistema de Força para modelos de Enxadas Rotativas Verticais (CHANG, 2004) . _____57

Tabela 6. Combinação de variáveis dependentes do experimento. _____________________99

Tabela 7. Projeto experimental totalmente aleatório do experimento.__________________100

Tabela 8. Tabela de conversão dimensional dos parâmetros avaliados. ________________115

Tabela 9. Decomposição dos parâmetros em suas dimensões básicas. _________________116

Tabela 10. Estatística descritiva da variável Coesão (c) antes da operação. _____________127

Tabela 11. Tabela ANOVA (teste F), variável coesão (C) antes da operação. ___________128

Tabela 12. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável coesão antes da operação.___128

Tabela 13. Estatística descritiva da variável Coesão (c) após a operação._______________128

Tabela 14. Tabela ANOVA (teste F), variável coesão (c) depois da operação.___________129

Tabela 15. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável coesão depois da operação. _129

Tabela 16. Estatística descritiva da variável Ângulo de atrito interno (φ) antes da operação. 130

Tabela 17. Tabela ANOVA (teste F), variável Ângulo de atrito interno do solo (φ) antes da

operação._____________________________________________________________131

Tabela 18. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Ângulo de atrito interno do solo

antes da operação.______________________________________________________131

Tabela 19. Estatística descritiva da variável: Ângulo de atrito interno (φ) depois da operação.

____________________________________________________________________131

Tabela 20. Tabela ANOVA (teste F), variável Ângulo de atrito interno do solo (φ) depois da

operação._____________________________________________________________132

Tabela 21. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Ângulo de atrito interno do solo

depois da operação._____________________________________________________132

xiv

Tabela 22. Estatística descritiva da variável: Índice de cone original (CI0) antes da operação.

____________________________________________________________________133

Tabela 23. Tabela ANOVA (teste F), variável Índice de cone original (CI0) antes da operação.

____________________________________________________________________134

Tabela 24. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Índice de cone original antes da

operação._____________________________________________________________134

Tabela 25. Estatística descritiva da variável: Índice de cone da região de fissuras (CIF) depois

da operação. __________________________________________________________134

Tabela 26. Tabela ANOVA (teste F), variável Índice de cone da região de fissuras (CIF)


Tabela 27. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Índice de cone da região de

fissuras depois da operação. ______________________________________________135

Tabela 28. Estatística descritiva da variável Índice de rugosidade (Inrug) antes da operação.

____________________________________________________________________137

Tabela 29. Tabela ANOVA (teste F), variável Índice de rugosidade (Inrug) antes da operação.

____________________________________________________________________137

Tabela 30. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Índice de rugosidade antes da

operação._____________________________________________________________137

Tabela 31. Estatística descritiva da variável Índice de rugosidade (Inrug) depois da operação.

____________________________________________________________________138

Tabela 32. Tabela ANOVA (teste F), variável Índice de rugosidade (Inrug) depois da

operação._____________________________________________________________138

Tabela 33. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Índice de rugosidade depois da

operação._____________________________________________________________138

Tabela 34. Estatística descritiva da variável Diâmetro médio ponderado (DMP) antes da

operação._____________________________________________________________139

Tabela 35. Tabela ANOVA (teste F), variável Diâmetro médio ponderado (DMP) antes da

operação._____________________________________________________________140

Tabela 36. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Diâmetro médio ponderado antes

da operação. __________________________________________________________140

xv

Tabela 37. Estatística descritiva da variável Diâmetro médio ponderado (DMP) depois da

operação._____________________________________________________________140

Tabela 38. Tabela ANOVA (teste F), variável: Diâmetro médio ponderado (DMP) depois da

operação._____________________________________________________________141

Tabela 39. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Diâmetro médio ponderado


Tabela 40. Estatística descritiva da variável Diâmetro ponderado seco (DPS) antes da

operação._____________________________________________________________142

Tabela 41. Tabela ANOVA (teste F), variável: Diâmetro ponderado seco (DPS) antes da

operação._____________________________________________________________143

Tabela 42. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Diâmetro ponderado seco antes

da operação. __________________________________________________________143

Tabela 43. Estatística descritiva da variável Diâmetro ponderado seco (DPS) depois da

operação._____________________________________________________________143

Tabela 44. Tabela ANOVA (teste F), variável Diâmetro ponderado seco (DPS) depois da

operação._____________________________________________________________144

Tabela 45. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Diâmetro ponderado seco depois

da operação. __________________________________________________________144

Tabela 46. Estatística descritiva da variável Densidade aparente da região central da faixa

preparada (γ) antes da operação.___________________________________________145

Tabela 47. Tabela ANOVA (teste F), variável Densidade aparente (γ) antes da operação.__146

Tabela 48. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Densidade aparente antes da

operação._____________________________________________________________146

Tabela 49. Estatística descritiva da variável Densidade aparente da região central da faixa

preparada (γ) depois da operação. _________________________________________146

Tabela 50. Tabela ANOVA (teste F), variável Densidade aparente (γ) depois da operação. 147

Tabela 51. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Densidade aparente depois da

operação._____________________________________________________________147

Tabela 52. Estatística descritiva da variável estrutural CHANG (CH) antes da operação. __148

Tabela 53. Tabela ANOVA (teste F), variável CHANG (CH) antes da operação. ________149

Tabela 54. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável CHANG antes da operação. _149

xvi

Tabela 55. Estatística descritiva da variável estrutural CHANG (CH) depois da operação. _149

Tabela 56. Tabela ANOVA (teste F), variável CHANG (CH) depois da operação. _______150

Tabela 57. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável CHANG depois da operação. 150

Tabela 58. Estatística descritiva da variável estrutural SHANG (SH) antes da operação.___151

Tabela 59. Tabela ANOVA (teste F), variável SHANG (SH) antes da operação._________152

Tabela 60. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável SHANG antes da operação. _152

Tabela 61. Estatística descritiva da variável estrutural SHANG (SH) depois da operação. _152

Tabela 62. Tabela ANOVA (teste F), variável SHANG (SH) depois da operação.________153

Tabela 63. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável SHANG depois da operação. 153

Tabela 64. Estatística descritiva da variável Largura superior (LS). ___________________154

Tabela 65. Tabela ANOVA (teste F), variável Largura superior da faixa preparada (LS). __155

Tabela 66. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Largura superior. _________155

Tabela 67. Estatística descritiva da variável: Largura inferior (LI). ___________________156

Tabela 68. Tabela ANOVA (teste F), variável Largura inferior da faixa preparada (LI). ___156

Tabela 69. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Largura inferior. __________156

Tabela 70. Estatística descritiva da variável: Profundidade efetiva (P). ________________157

Tabela 71. Tabela ANOVA (teste F), variável Profundidade efetiva (P). _______________157

Tabela 72. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Profundidade efetiva. ______158

Tabela 73. Estatística descritiva da variável: Largura de empolamento (LE).____________159

Tabela 74. Tabela ANOVA (teste F), variável Largura de empolamento (LE). __________159

Tabela 75. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Largura de empolamento.___159

Tabela 76. Estatística descritiva da variável: Altura de empolamento (HE)._____________160

Tabela 77. Tabela ANOVA (teste F), variável Altura de empolamento (HE). ___________160

Tabela 78. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Altura de empolamento. ____161

Tabela 79. Estatística descritiva da variável: Largura lateral de fissuras (LF). ___________162

Tabela 80. Tabela ANOVA (teste F), variável Largura lateral de fissuras (LF).__________162

Tabela 81. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Largura lateral de fissuras. __162

Tabela 82. Estatística descritiva da variável: Área mobilizada (Amob). ________________163

Tabela 83. Tabela ANOVA (teste F), variável Área mobilizada (Amob)._______________164

Tabela 84. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Área mobilizada. _________164

Tabela 85. Estatística descritiva da variável: Área de empolamento (Aemp).____________165

xvii

Tabela 86. Tabela ANOVA (teste F), variável Área de empolamento (Aemp). __________165

Tabela 87. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Área de empolamento. _____165

Tabela 88. Empolamento do solo após a passagem da ferramenta (%). ________________166

Tabela 89. Estatística descritiva da variável: Quantidade de água (Du). ________________167

Tabela 90. Teor de água médio, nas linhas experimentais, em cada tratamento (%). ______167

Tabela 91. Tabela ANOVA (teste F), variável Quantidade de água (Du) nas faixas

experimentais._________________________________________________________167

Tabela 92. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Quantidade de água nas faixas

experimentais._________________________________________________________168

Tabela 93. . Estatística descritiva da variável: Velocidade efetiva de trabalho (VA). ______169

Tabela 94. Estatística descritiva da variável: Quantidade de Patinamento da máquina (Pat). 169

Tabela 95. Índice de patinagem da máquina (%) __________________________________170

Tabela 96. . Estatística descritiva da variável: Taxa de corte da ferramenta._____________170

Tabela 97. Tabela ANOVA (teste F), variável Taxa de corte (Txc). ___________________171

Tabela 98. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Taxa de corte. ____________171

Tabela 99. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π1 x π17.____________197

Tabela 100. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π2 x π8. ___________199


Tabela 102. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π2 x π14.___________202












xviii











Tabela 124. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π10 x π14. __________236












7.1-Tabela 136. Área máxima regional (INCRA, 2004). ____________________________279

Tabela 137. Dados obtidos na calibração da célula de carga SV200 em 10/10/2005. ______282

Tabela 138. Dados obtidos na calibração do torquímetro EA06-250 em 10/10/2005. _____284

xix

LISTA DE MATRIZES

Matriz 1. Matriz dimensional da experimento.____________________________________117

Matriz 2. Sub-espaço considerado para teste da característica da matriz. _______________117

Matriz 3. Matriz solução do experimento. _______________________________________119

Matriz 4. Matriz de correlação do Tratamento E111 (V1; R1; Pr1). ___________________285






Matriz 10. Matriz de correlação do Tratamento E212 (V2; R1; Pr2). __________________291

Matriz 11. Matriz de correlação do Tratamento E221 (V2; R2; Pr1). __________________292

xx

LISTA DE EQUAÇÕES

0*1

=∑k

ii xc Equação 1. _______________________________________________76

),...,,( 321 rnA F −= πππππ Equação 2. ______________________________________81

VVTTN dim)(dim)(dim =+ Equação 3 ___________________________________81

x

rn

dcba

A k −= ππππππ K***** 4321 Equação 4 ________________________________82

)(* 220 irr

F

−=

πσ Equação 5. ___________________________________________102

)(**2

*333

0 irr

M

−=

πτ Equação 6__________________________________________103

∑= )*( PCDMP n Equação 7. _________________________________________105

∑∑

=Ps

PsCDPS

n )*( Equação 8. _________________________________________105

∑ ∆= )*( ehAemp n Equação 9._________________________________________107

100*Amob

AempE = Equação 10. ___________________________________________107

hInrug x *σ= Equação 11. ___________________________________________107

V

Ms=γ Equação 12. _________________________________________________107

2

*)( PLSLIAmob

+= Equação 13. ______________________________________109

ms

msmuU

)( −= Equação 14. ___________________________________________109

pr

clprPt

)( −= Equação 15 ___________________________________________110

n

Xm

∑ −=

3

3

)( µ Equação 16. _________________________________________111

xxi

22

3

* mm

mg = Equação 17 ___________________________________________112

gDPSSH *= Equação 18. ___________________________________________112

n

Xm

∑ −=

4

4

)( µ Equação 19. _________________________________________112

3)(22

4

−=m

m

k σ Equação 20 ___________________________________________113

kDPSCH *= Equação 21. __________________________________________113

][][*][

][*[%]** 3

3gcm

cm

gVanUDu === γ Equação 22. _______________________114

K1 + K3 + K13 + K20 + K22 = 0 Equação 23 __________________________________________118

-K1+K2-K3+K4+K5+K6+K7+K8+K9+K10+K11+K12+K14+K15+3*K16+2*K17+2*K18+K19-3*K20+K21-K22 = 0 Equação 24 _118

-2*K1 - 2*K3 - K14 - K16 - 2*K22 = 0 Equação 25 ________________________________________118

K20 = -K13 + (K14 / 2) + (K16 / 2) Equação 26 __________________________________________118

K21= -K2-K4-K5-K6-K7-K8-K9-K10-K11-K12-3*K13-K15-2*K16-2*K17-2*K18-K19 Equação 27 _________________118

K22 = -K1 – K3 –(K14 / 2) – (K16 / 2) Equação 28_________________________________________118

π1 = CIF / c; Equação 29 ______________________________________________120

π2 = φ / DMP; Equação 30 _____________________________________________120

π3 = CI0 / c; Equação 31 _____________________________________________120

π4 = DPS / DMP; Equação 32 ___________________________________________120

π5 = LI / DMP; Equação 33 ___________________________________________120

π6 = LS / DMP; Equação 34 ___________________________________________120

π7 = P / DMP; Equação 35 _____________________________________________120

π8 =LE / DMP; Equação 36 ___________________________________________120

π9 =HE / DMP; Equação 37 ___________________________________________120

π10 = LF / DMP; Equação 38 ___________________________________________120

π11 = CH / DMP; Equação 39 ___________________________________________120

π12 = SH / DMP; Equação 40 ___________________________________________120

π13 =Du / (γ*(DMP)3); Equação 41 _______________________________________120

π14 = (VA*(γ)1/2) / ((c)1/2); Equação 42 ____________________________________120

xxii

π15 = Pat / DMP; Equação 43 ___________________________________________120

π16 = (Txc*(γ)1/2) / ((( DMP)2)*((c)1/2)); Equação 44___________________________120

π17 = Aemp / (DMP)2; Equação 45________________________________________120

π18 = Amob / (DMP)2; Equação 46 _______________________________________121

π19 =Inrug / DMP. Equação 47 __________________________________________121

),(

),(

21

21

σσρ

XXCov= Equação 48. __________________________________________121

]**)1[(

)(*)(

21

2211

ssn

XXXXr

−

−−=∑ Equação 49. _________________________________121

22

21

s

sF = Equação 50. ________________________________________________123

),,( 21

1*

νναFF = Equação 51. ____________________________________________123

MQD

MQEF = Equação 52. ______________________________________________124

=MQD σσσσ2 Equação 53 _______________________________________________124

21

1

*σ

γ

+−

=∑

K

n

MQE

K

kk

Equação 54. _____________________________________124

)*2(*2

nstMDS = Equação 55. _______________________________________125

π1 = CIF / c Equação 56 _______________________________________________172

π2 = φ / DMP; Equação 57 _____________________________________________172

π3 = CI0 / c; Equação 58 _____________________________________________173

π4 = DPS / DMP; Equação 59 ___________________________________________173

π5 = LI / DMP; Equação 60 ___________________________________________173

π6 = LS / DMP; Equação 61 ___________________________________________173

π7 = P / DMP; Equação 62 _____________________________________________173

π8 =LE / DMP; Equação 63 ___________________________________________174

π9 =HE / DMP; Equação 64 ___________________________________________174

xxiii

π10 = LF / DMP; Equação 65 ___________________________________________174

π11 = CH / DMP; Equação 66 ___________________________________________174

π12 = SH / DMP; Equação 67 ___________________________________________175

π13 =Du / (γ*(DMP)3); Equação 68 _______________________________________175

π14 = (VA*(γ)1/2) / ((c)1/2); Equação 69 ____________________________________175

π15 = Pat / DMP; Equação 70 ___________________________________________175

π16 = (Txc*(γ)1/2) / ((( DMP)2)*((c)1/2)); Equação 71___________________________175

π17 = Aemp / (DMP)2; Equação 72________________________________________176

π18 = Amob / (DMP)2; Equação 73 _______________________________________176

π19 =Inrug / DMP. Equação 74 __________________________________________176

xxiv

RESUMO

Este trabalho foi desenvolvido no campo experimental da Faculdade de Engenharia

Agrícola da UNICAMP e teve como objetivo avaliar o novo sistema de preparo de solo

Conservacionista em Faixas com "Paraplow" Rotativo, dando ênfase para a aplicação em

sistemas de plantio voltados para agricultura familiar. A avaliação foi dividida em três grupos:

caracterização da ferramenta como conservacionista; caracterização geométrica da faixa bem

preparada; e determinação da configuração operacional ótima para a agricultura familiar.

Foi utilizada a técnica de análise dimensional que através do planejamento

experimental à ela atrelado define o elenco dos principais parâmetros a serem medidos e

importantes para as respectivas determinações, caracterizações e comprovações. Com estes

parâmetros definidos, em um total de vinte e dois parâmetros foram realizados o experimento

em campo em um delineamento experimental totalmente aleatório, onde foi realizado o

experimento com oito tratamentos, onde cada tratamento disposto em uma linha experimental

com cinco pontos de coletas de dados antes, e cinco pontos de coleta de dados após a

passagem da ferramenta. Para este arranjamento foram feitas duas repetições para cada

parâmetro totalizando dezesseis linhas experimentais, perfazendo um total de dez pontos

avaliados para cada tratamento. Com os dados coletados foi possível realizar as análises

através da: estatística descritiva básica, análise dimensional e análise de variância.

Os resultados obtidos demonstram claramente que o “Paraplow” Rotativo é uma

ferramenta de preparo de solo conservacionista. As avaliações operacionais indicam que esta

ferramenta acoplada a um motocultor de 12 cv é adequada a utilização pela agricultura

familiar, tendo capacidades de campo compatíveis com as necessidades das pequenas

propriedades. Comparações entre as metodologias da Análise Dimensional e a Análise de

Variância de uma via simples, demonstram a superioridade da Análise Dimensional em

estudos de dinâmica do solo e avaliações de máquinas de preparo de solo.

Palavras chave: análise dimensional; preparo conservacionista do solo; “paraplow”

rotativo.

xxv

ABSTRACT

This work was developed in the experimental field of Agricultural Engineering College

of State University of Campinas, and it had as objective to evaluate the new system of soil

tillage in strip conservationist with Rotary “Paraplow”, it was given emphasis for the

application in seeding systems appropriate for small farms. The evaluation was divided in

three groups: characterization of tool as conservationist; geometric characterization of strip;

determination of operation configuration for small farms.

It was used the dimensional analysis method for to define the experimental planning, it

having been determined which parameters should be measured. These parameters, in a total of

twenty two, they were arrangement in a experimental design completely random, where they

were realized the experiment with eight treatments, each treatment was allocated in one

experimental strip, with five points of obtaining data, before and after the action of the tool,

for these arrangement were made two repetitions for each parameter, totalizing sixteen

experimental strips, with ten point of obtaining data for each treatment. With these data it was

possible to realize the analysis through: descriptive statistical; dimensional analysis; and

variance analysis.

The results demonstrate that the Rotary “Paraplow” is a tool of soil tillage

conservationist. The evaluations show that this tool coupled with tiller with 12 cv is

appropriated for small farms, it have been compatible field capacity with the needs of small

farms. Comparisons between the methodologies of dimensional analysis and the variance

analysis of one way, showed the superiority of the dimensional analysis in studies of soil

dynamics and evaluations of soil tillage machines.

Key words: dimensional analysis; conservation soil tillage; rotary “paraplow”.

1

1-INTRODUÇÃO

O Agronegócio tem um papel de destaque no panorama econômico, sendo

responsável por cerca de 30% do PIB brasileiro em 2004 (CEPEA, 2005), e a agricultura

familiar é responsável por uma parcela significativa da produção de alimentos no país e

algumas culturas importantes são predominantemente “familiares”. Apesar deste panorama

existem poucas ferramentas, implementos e máquinas adaptadas a este setor da agricultura. A

maioria das propriedades familiares no Brasil é caracterizada por ter uma mecanização ainda

no estágio da potência de tração animal ou humana. Esta situação gera uma defasagem muito

grande entre as pequenas e grandes propriedades, principalmente em relação a eficiência do

trabalho na produção, perfazendo um ciclo onde a agricultura familiar mal consegue produzir

para sua própria subsistência, perdendo a oportunidade de se inserir de modo economicamente

viável nas grandes cadeias produtivas do Agronegócio Brasileiro.

A questão ambiental ganha grande conotação neste contexto já que os agricultores

familiares raramente baseiam seus sistemas de preparo, plantio e cultivo do solo em técnicas

conservacionistas. Percebe-se a necessidade de resolver o problema da falta de equipamentos

conservacionistas adaptados à agricultura familiar brasileira. A resolução deste problema

passa essencialmente por questões referentes ao sistema de cultivo adotado, sendo que é

primordial a utilização de sistemas conservacionistas, tais como o plantio direto e demais

variações, sempre buscando o equilíbrio entre o custo/benefício econômico/ambiental que

cada sistema pode oferecer para as mais diversas regiões brasileiras.

Este trabalho pretende estudar o novo sistema de preparo de solo Conservacionista

em Faixas com "Paraplow" Rotativo, que tem como principal característica uma boa

preparação subsuperficial da linha de plantio, mantendo a superfície pouco movimentada.

Dessa forma são aliadas as ótimas característica de conservação do solo do Plantio Direto,

com a grande produção alcançada pelo sistema convencional de plantio, este novo sistema

adotará como fonte primária de energia a Tomada de Potência de um Motocultor, que tem uma

eficiência muito maior do que a tradicional potência de tração o que subentende um menor

consumo de combustíveis, poluindo menos o meio ambiente.

A hipótese deste trabalho é a de que o “Paraplow” Rotativo é uma ferramenta de

preparo de solo em faixas, com características conservacionistas apropriado para a agricultura

2

familiar, cujo objetivo é o de preparar adequadamente o solo para receber as sementes, em

uma faixa de plantio com uma pequena largura superficial e grande largura subsuperfícal,

aliando a ação de escarificação do “paraplow” que provoca cisalhamento lateral gerando

fissuras no solo ao redor da linha de ação, com mobilização do solo sem inversão.

Para se provar esta hipótese foi escolhida a metodologia de análise dimensional, que

definiu o planejamento experimental e apoiou a análise dos resultados, os dados coletados se

basearam em três grupos: dados para comprovação da características conservacionistas do

“Paraplow” Rotativo; dados referente a caracterização geométrica da faixa preparada pelo

equipamento; e dados para a determinação da melhor configuração operacional do

equipamento. À titulo de comparação entre as metodologias foi realizada uma análise de

variância com os dados obtidos.

1.1- Objetivos

Os principais objetivos deste trabalho são:

1-Comprovar as características conservacionistas do novo sistema de preparo de solo

com “Paraplow” Rotativo;

2-Caracterizar geometricamente a faixa de plantio produzida pelo “Paraplow"

Rotativo;

3-Determinar a configuração operacional adequada do “Paraplow” Rotativo para a

área estudada. (Rotação, Velocidade de avanço, e Profundidade de trabalho)

4-Comparar a metodologia da análise dimensional para determinação de

características operacionais de ferramentas de preparo de solo em relação a estatística clássica

(Análise de variância de classificação de uma via simples).

3

1.2- Fluxograma do trabalho

Plano de Pesquisa Disciplinas e Revisão

Bibliográfica Qualificação

Dissertação

Metodologia

Caracterização Conservacionista

Comparação Metodologias

avaliação

Caracterização Operacional

Caracterização da Faixa

Planejamento Experimental Treinamento

Equipe de campo Preparo área experimental

Experimento de Campo e Coleta de dados

Processamento e tratamento de dados

Análise de Variância Análise Dimensional Estatística Descritiva

Caracterização Conservacionista

Comparação Metodologias

avaliação

Caracterização Operacional

Caracterização da Faixa

4

2-REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1-Contexto Geral da Agricultura Familiar

Segundo o INCRA/FAO (2000) o universo da agricultura familiar é caracterizado

pelos estabelecimentos que atendem, simultaneamente, às seguintes condições:

1- A direção dos trabalhos do estabelecimento era exercida pelo produtor;

2- o trabalho familiar era superior ao trabalho contratado;

3- Área máxima regional. Essa área máxima regional foi obtida considerando as áreas

dos módulos fiscais municipais, segundo a tabela do INCRA/FAO (2000). Calculou-se a área

de um módulo médio ponderado, segundo o número de municípios em que incide cada área de

módulo fiscal municipal, para cada unidade da federação. A partir desse “módulo médio

ponderado estadual”, foi calculado um módulo médio para cada grande região do país. O

“módulo médio regional” foi multiplicado por 15 para determinação da área máxima regional,

com o que se procurou estabelecer uma aproximação com o que dispõe a legislação, tendo em

vista que o limite máximo legal da média propriedade é de 15 módulos fiscais (ver Tabela 136

em anexo).

Para efeito de classificação da propriedade rural, INCRA/FAO (2000) citado por

PORTELA (2001) ficam definidos os seguintes conceitos: Minifúndio: propriedade rural

menor que o módulo fiscal; Pequena propriedade: área entre 1 e 4 módulos fiscais; Média

propriedade: área entre 4 e 15 módulos fiscais; Grande propriedade: área superior a 15

módulos fiscais.

Para a agricultura familiar um módulo fiscal é um imóvel rural “que direta e

pessoalmente explorado pelo agricultor e sua família, lhes absorva toda a força de trabalho,

garantindo-lhes a subsistência e o progresso social e econômico, com área máxima fixada para

cada região e tipo de exploração, e eventualmente trabalho com ajuda de terceiros” PORTELA

(2001)

O tamanho das pequenas propriedades rurais é considerado diferente dependendo do

país. O tamanho médio de uma propriedade rural na Ásia é de cerca de 1 ha (KOKUZEISHA,

1995), o que incluí a China (1,1 ha) Japão (1,4 ha), Índia (0,8 ha) e Coréia do Sul ( 0,5 ha).

Portanto nestes países as propriedades são tipicamente pequenas. Enquanto que nos EUA o

5

tamanho médio é de cerca de 160 ha, que é considerado uma típica propriedade grande. No

Brasil as dimensões das propriedades rurais variam muito.

A área média dos estabelecimentos familiares é muito inferior à dos patronais,

apresentando também uma grande variação entre as regiões. A área média dos

estabelecimentos familiares no Brasil é de 26 ha, Gráfico 1, enquanto que a patronal é de 433

ha, Gráfico 2 (INCRA/FAO, 2000).

Gráfico 1. Área média da agricultura familiar (INCRA/FAO, 2000).

A área média dos estabelecimentos familiares e patronais tem uma relação entre as

regiões, a qual está relacionada ao processo histórico de ocupação da terra. Nas regiões onde

os agricultores patronais apresentam as maiores áreas médias, o mesmo acontece entre os

familiares. Enquanto a área média entre os familiares do Nordeste é de 16,6 ha, no Centro-

Oeste é de 84,5 ha (INCRA/FAO, 2000).

Entre os patronais, com uma média de 433 ha para o Brasil, na região Centro-Oeste a

média chega a 1.324 ha, encontrando-se na região Sudeste a menor área entre a dos patronais,

com 223 ha por estabelecimento (INCRA/FAO, 2000).

17

84

57

3021 26

NE CO N SE S BR

Em

ha

6

Gráfico 2. Área média da agricultura patronal (INCRA/FAO, 2000).

A Tabela 1 apresenta as principais diferenças entre a agricultura familiar e a patronal

ZARONE (2004).

Tabela 1. Diferenças entre a agricultura familiar e a patronal (ZARONI, 2004). Variáveis Agricultura Familiar Agricultura Patronal Objetivo da produção Reprodução da família Máximo Lucro Origem da força de trabalho Familiar Assalariado Tecnologia Baixo uso de capital Alto uso de capital Destino da produção Parcialmente mercantil Mercantil Produto líquido Renda familiar Lucro Adaptada de ZARONI (2004).

Do total de terras passíveis de serem cultivadas cerca de 353,6 milhões há, a área

cultivada foi de 172 milhões ha ( lavouras perenes, temporárias, e em descanso; pastagens

plantadas; florestas plantadas; áreas produtivas mas não utilizadas ), com uma utilização de

apenas 48,7% ( apenas um ciclo de cultura por ano) (IBGE, 1996). Na Ásia a utilização é de

mais 100%, na China é de 160%. Para efeito de análise as propriedades rurais do Brasil foram

divididas em dois grupos ( pequenas e grandes propriedades), sendo que neste trabalho serão

consideradas pequenas propriedades aquelas onde a agricultura familiar preferencialmente

ocorre com áreas menores que 26 ha, e o grupo das grandes propriedades com mais de 26 ha

de área cultiváveis. Segundo dados estatísticos 85 % das propriedades rurais são pertencente a

categoria de pequenas propriedades rurais com uma utilização de 56,8% das áreas cultiváveis

269

1.324

1.008

223 283433

NE CO N SE S BR

Em

ha

7

(IBGE, 1996), sendo que ocupam apenas 30% do total de áreas cultivadas. A utilização média

de área das grandes propriedades é de 40,6% das áreas cultiváveis (IBGE, 1996), sendo que

detêm cerca de 70% da área total cultivada e 11% do número de propriedades (INCRA/FAO,

2000), conforme mostra a Tabela 2.

Tabela 2. Brasil – Números de Estabelecimentos, área, valor bruto da produção (VBP) e financiamento total (FT).

CATEGORIAS Estab. Total

% Estab. s/ total

Área Tot. (mil ha)

% Área s/ total

VBP (mil R$)

% VBP s/ total

FT (mil R$)

% FT s/ total

FAMILIAR 4.139.369 85,2 107.768 30,5 18.117.725 37,9 937.828 25,3

PATRONAL 554.501 11,4 240.042 67,9 29.139.850 61,0 2.735.276 73,8

Inst. Pia/Relig. 7.143 0,2 263 0,1 72.327 0,1 2.716 0,1

Entid. pública 158.719 3,2 5.530 1,5 465.608 1,0 31.280 0,8

Não identificado 132 0,0 8 0,0 959 0,0 12 0,0

TOTAL 4.859.864 100,0 353.611 100,0 47.796.469 100,0 3.707.112 100,0 Fonte: Censo Agropecuário 1995/96 – IBGE Elaboração: Projeto de Cooperação Técnica INCRA/FAO (2000)

Para GUANZIROLI et al. (2001) citado por SACHS (2001) o lançamento do

Programa de Fortalecimento da Agricultura Familiar (PRONAF) para amparar a agricultura

familiar, embora encontre dificuldades práticas de implementação, sinaliza pela primeira vez a

preocupação dos poderes públicos, com esse tipo de agricultura, rompendo com a prática do

apoio exclusivo à agricultura patronal e ao “Agribusiness” considerados como o único

caminho viável de modernização para a agricultura brasileira. “Por outro lado, uma parcela

significativa da agricultura familiar já é, ou poderá ser economicamente viável se for

devidamente consolidada por políticas de crédito, extensão rural, pesquisa tecnológica e

acesso aos mercados” KOCHANOWICZ (1999) citado por ZARONI (2004).

Associada à elevada concentração da terra há uma imensa desigualdade no acesso à

renda. De acordo com os dados do Censo Demográfico de 2000 (IBGE, 2003), cinco milhões

de famílias rurais vivem com menos de dois salários mínimos mensais – cifra esta que, com

pequenas variações, é encontrada em todas as regiões do país. É no meio rural brasileiro que

se encontram os maiores índices de mortalidade infantil, de incidência de endemias, de

insalubridade, de analfabetismo. Essa enorme pobreza decorre das restrições ao acesso aos

8

bens e serviços indispensáveis à reprodução biológica e social, à fruição dos confortos

proporcionados pelo grau de desenvolvimento da nossa sociedade (MDA, 2004).

Os pobres do campo são pobres porque não têm acesso à terra suficiente e políticas

agrícolas adequadas para gerar uma produção apta a satisfazer as necessidades próprias e de

suas famílias (MDA, 2004).

O número de pequenas propriedades cresceu para 4,1 milhões (INCRA, 2004),

conforme Tabela 3 . Nota-se também que mais 27,3% da população brasileira não tem renda

suficiente para garantir uma alimentação satisfatória, US$ 15,00 de renda per capita, cerca de

46 milhões de pessoas vivem no abaixo do limite da fome, (IBGE, 2003) o que é inacreditável

para um país que tem mais de 50% de terras cultiváveis não aproveitadas, ou inadequadamente

cultivadas (IBGE, 1996). Em vista da pouca utilização da terra na pequena propriedade rural (

cerca de 57% ), aumentar a produção pelo aumento da utilização da terra, através de uma

efetiva mecanização é um dos pontos chave para resolver o problema social da fome. Se as

pequenas propriedades aumentassem sua utilização da terra para 100% , pode-se considera que

a área de produção agrícola do Brasil, considerando que agricultura familiar ocupa 30% da

área total de terras passíveis de serem cultivadas no Brasil, aumentaria em de 50 milhões há, o

que geraria um acréscimo de 4 a 6 milhões de famílias inclusas no trabalho rural, o que

diminuiria substancialmente o problema social do Brasil, e dobraria a produção dos alimentos

produzidos pela agricultura familiar, além de com este acréscimo da área de produção no país,

se aumentaria o mercado para as indústrias de equipamentos agrícolas, e serviços

relacionados, diminuindo o desemprego no setor industrial.

Tabela 3. Agricultura Familiares – Número de Estabelecimentos, área, VBP e financiamento total segundo as regiões

REGIÃO Estab. Total

% Estab. s/ total

Área Total (Em ha)

% Área s/ total

VBP (mil R$)

% VBP s/ total

FT (mil R$)

% FT s/ total

Nordeste 2.055.157 88,3 34.043.218 43,5 3.026.897 43,0 133.973 26,8

Centro-Oeste 162.062 66,8 13.691.311 12,6 1.122.696 16,3 94.058 12,7

Norte 380.895 85,4 21.860.960 37,5 1.352.656 58,3 50.123 38,6

Sudeste 633.620 75,3 18.744.730 29,2 4.039.483 24,4 143.812 12,6

Sul 907.635 90,5 19.428.230 43,8 8.575.993 57,1 515.862 43,3

BRASIL 4.139.369 85,2 107.768.450 30,5 18.117.725 37,9 937.828 25,3 Fonte: Censo Agropecuário 1995/96 – IBGE Elaboração: Projeto de Cooperação Técnica INCRA/FAO (2000) VBP: Valor Bruto da Produção

9

Sendo realmente realizada uma Reforma Agrária no Brasil, boa parte das terras

cultiváveis do País estariam sendo exploradas, criando mais riquezas para a nação. E haveria

uma “movimentação das terras” gerando um grande fluxo de capitais e a criação de empregos

diretos e indiretos na zona rural. O que seria ótimo para reduzir o grande aglomerado

encontrado nos grandes centros urbanos. (PORTELA, 2001).

Com o surgimento de empregos nas cidades e no campo, haverá um maior mercado

consumidor. Outra conseqüência que surgirá facilmente com a Reforma Agrária será uma

grande produção de alimentos, que atingirá uma auto-suficiência do mercado interno e uma

produção de excedentes que se destinará à exportação. E com uma produção totalmente

mecanizada, ela tenderá a chegar em um menor custo de produção, implicando em menor

custo de vida em se tratando de Alimentação (PORTELA 2001)

A maioria das pequenas propriedades do Brasil, não são realmente pequenas se

comparadas com as pequenas propriedades na Ásia ( média de 1 ha), portanto a mecanização

agrícola usada nos países da Ásia, não pode ser diretamente utilizada pelo Brasil, pois as

pequenas propriedades enfatizam a produção de cereais como milho, arroz sequeiro, soja e

feijão em sistemas de cultivo convencionais, enquanto que nos países da Ásia predomina a

produção de arroz irrigado por alagamento, com exceção do nordeste da China onde cereais

são produzidos como no Centro-oeste brasileiro. Neste cenário percebe-se que os critérios de

mecanização devem ser completamente diferentes, daqueles utilizados por outras partes do

mundo onde existe agricultura familiar, assim como em relação às grandes propriedades

brasileiras.

10

2.2-Conceitos Básicos de Mecanização

O termo mecanização agrícola é geralmente usado como uma descrição global da

aplicação de ferramentas, implementos, máquinas e potência mecânica (humana, animal ou

motomecanizada) na agricultura (CLARKE, 1997). Existem três formas de prover energia

para a utilização de ferramentas, implementos e máquinas : potência manual (humana);

potência animal; e potência motorizada (CLARKE, 1997). Segundo MIALHE (1974) máquina

é definido como conjunto de órgão, constrangidos em seus movimentos por obstáculos fixos e

de resistência suficiente para transformar energia e transmitir os efeitos de forças, tendo os

órgãos movimento relativos entre si; implemento é definido como conjunto de órgãos

constrangidos que não apresentam movimentos relativos, nem capacidade de transformar

energia, seu único movimento é o deslocamento, normalmente imprimido por uma máquina

tratora; ferramenta é definida como implemento em sua forma mais simples, constituindo

orgão ativo de outro implemento ou máquina.

A escolha da forma de energia e subsequente uso apropriado da mecanização tem um

direto e significativo efeito no nível de produção agrícola alcançável, na viabilidade da

propriedade e na preservação do meio ambiente (CLARKE, 1997).

Conceitos errados e seleção inapropriada de certos meios de mecanização

(principalmente tratores e máquinas pesadas) tem, em muitas partes do mundo, levado a

pesadas perdas financeiras, baixas produções agrícolas, assim como à degradação ambiental

(CLARKE,1997).

Apesar dos altos custos e grande especialização a mecanização é apenas um dos meios

de produção necessários para a agricultura, assim como fertilizantes, sementes, defensivos

químicos (CLARKE, 1997).

O tipo e grau de mecanização deve ser decidido pelo produtor para melhor se adequar

ao seu negócio, e em suas circunstâncias particulares, a escolha dos métodos adequados será

apenas uma, das muitas escolhas que o agricultor deve fazer, as decisões em se mecanizar, e

como mecanizar são freqüentemente complexas, e envolvem questões econômicas e

ambientais (CLARKE, 1997).

11

Muitos fatores tem contribuído para a mecanização da agricultura: redução do desgaste

humano; aumento da produtividade; necessidade de reduzir picos de demanda de trabalho; e

melhoria na pontualidade das operações (SRIVASTAVA, 1993).

Segundo BARRACLOUGH (1995) o homem começou no Oriente Próximo

(Afeganistão, Síria, Iraque, Turquia, etc) a agricultura, aproximadamente em 9000 a.C., com o

plantio de cereais (trigo, cevada, ervilhas), nesta época o homem cultivava o solo para o

plantio com galhos de árvores tracionados por ele mesmo (SILVEIRA, 2001), pode-se dizer

que era o início da mecanização através de ferramentas e potência humana. Aproximadamente

em 5000 a.C., na Ásia e Oriente Próximo, o homem começou a utilizar arados rudimentares e

tração animal (BARRACLOUGH, 1995), era o início da mecanização por implementos e

potência animal. Em 1830 foram desenvolvidas as segadoras para facilitar a colheita, era o

início da mecanização por máquinas, ainda com potência animal (BORÉM, 2000). Em 1858 a

potência mecânica proveniente de motores tornou-se a fonte primária de energia com o

desenvolvimento do motor a vapor, era o início da motomecanização (SRIVASTAVA, 1993).

Em 1930 os motores diesel de alta compressão foram adotados pela primeira vez em um trator,

tornando-se muito populares (SRIVASTAVA, 1993). Em 1980 iniciou-se as pesquisas em

agricultura de precisão (BORÉM, 2000). Estas pesquisas levaram a automação dos sistemas

agrícolas autopropelidos, atualmente o estado da arte em mecanização agrícola.

O principal efeito social da mecanização foi a diminuição da necessidade de mão de

obra no campo. Investigações feitas por CHANG (1963), mostram que para se preparar 1 ha

de solo, usando potência humana, com uma enxada, é necessário 50 dias ( trabalhando 8 horas

por dia); usando potência animal, com um arado de aiveca, mais uma grade de dentes,

necessita-se de 10 dias, mas um animal trabalhando precisa de alimento (0,5 - 1 ha de pasto);

usando-se um micro-trator de 12 cv, com uma enxada rotativa de 60 cm de largura, no

máximo tem-se um dia de trabalho.

Segundo SRIVASTAVA (1993) a mecanização agrícola pode ser resumida em energia

e capital. O custo da energia e a disponibilidade de capital para comprar máquinas determinam

o nível de mecanização de uma sociedade.

Segundo SILVEIRA (2001) a mecanização na agricultura pode ter os seguintes níveis:

12

M0: Nível zero. Denominado grau de forma original de trabalho, consiste em

operações que o homem executa sem nenhuma ferramenta, implemento ou máquina. Esforço

muito grande, produtividade muito pequena.

M1: Primeiro nível. Denominado primário, consiste nos trabalhos que o homem

executa com auxílio de ferramentas ou máquinas de acionamento manual. Esforço grande,

produtividade pequena.

M2: Segundo nível. Denominado animal, consiste nos trabalhos que o homem

executa com ferramentas, implementos e máquinas cuja energia provem de animais. Esforço

humano pequeno, esforço do animal grande, produtividade média.

M3: Terceiro nível. Denominado mecanização preliminar, consiste em trabalhos

executados por máquinas cuja força motriz é proveniente de motores, mas são tracionadas por

potência animal. Esforço humano pequeno, esforço animal pequeno, produtividade grande.

M4: Quarto nível. Denominado motorização, consiste nos trabalhos realizados por

sistemas autopropelidos (tratores), acoplados a diversos implementos. Esforço mínimo,

produtividade muito grande.

M5: Quinto nível. Denominado automação, consiste nos trabalhos realizados por

sistemas autopropelidos, máquinas ou instalações conjugados com dispositivos automáticos.

Esforço nenhum, produtividade muito grande.

Atualmente para estudar mecanização agrícola é preciso dividi-la em diversos grupos,

formados por sistemas. Segundo SILVEIRA (2001), estes grupos são: sistemas de preparo de

solo; sistema aplicadores de corretivos; sistemas de limpeza; sistemas de semeadura, plantio e

transplante, sistemas de adubação; sistemas de cultivo; sistemas de aplicação de defensivos;

sistemas de colheita; e sistemas de transporte.

A mecanização agrícola consiste num dos fatores fundamentais de viabilização

econômica da maioria das explorações, e a busca da eficiência do sistema envolve diversas

ações que se resumem na redução do custo com aumento da produção (PRADO, 2002).

Segundo RIBEIRO (1997) otimizar o desempenho de máquinas agrícolas,

principalmente as de preparo de solo, é fator fundamental para a redução dos custos de

produção da agricultura.

13

2.3-Panorama da Mecanização na Agricultura Familiar

Segundo MDA (2004) a tecnologia é concebida para favorecer o monocultivo em

grandes extensões de terra, em solos relativamente planos e de boa fertilidade, as quais estão,

em sua maioria, em poder de unidades de grande porte. Os “pacotes tecnológicos” que

obedecem a essa orientação são, no geral, caros e exigem, para seu correto uso,

estabelecimentos devidamente capitalizados. Isto os torna inacessíveis aos agricultores de

reduzido poder econômico (assentados, agricultores familiares), ou por falta de capital de

custeio ou pelo justificado temor de assumir riscos acima da sua capacidade de reter a terra em

caso de quebra de safra .

As grandes propriedades brasileiras podem seguir os padrões norte-americanos de

mecanização agrícola (MACIEL (2004), Convênio FEAGRI/FINEP 3158).

Geralmente, devido ao tamanho das pequenas propriedades, o pequeno agricultor fica

sem condições de investir na mecanização de suas lavouras, porque não seria muito vantajoso,

pelo tamanho do investimento em uma área tão pequena (PORTELA, 2001)

O estudo Novo Retrato da Agricultura Familiar – O Brasil Redescoberto, realizado

pelo Incra e FAO em 2000, indica que o percentual de mecanização nos estabelecimentos

familiares é muito baixo. Cerca de 50% utilizam apenas força braçal nos trabalhos agrários,

23% utilizam tração animal e somente 27% usam tração mecânica ou mecânica e animal

(INCRA/FAO 2000). Apesar disso, 83% das unidades têm condições de receber mecanização

são planas e sem pedras (SENADO FEDERAL BRASILEIRO, 2005).

Neste trabalho será dividida a mecanização da agricultura familiar em três grande

grupos como recomenda FAO (1997): Potência humana; Potência animal; e Potência motora.

A Potência humana utilizada na mecanização é dispendida através de ferramentas

manuais por meio de tarefas que realizam um trabalho.

Segundo GONZAGA (2004), tarefa corresponde a um conjunto de objetivos atribuídos

aos trabalhadores e a um conjunto de prescrições. A tarefa integra a definição de modos

operatórios, as instruções, as regras de segurança, a prescrição das características do

dispositivo técnico, do produto a transformar, ou do serviço a prestar. A tarefa é um princípio

que define o trabalho com relação ao tempo, define métodos de gestão que determinam a

produtividade dos operadores e as ferramentas de produção, e muitas vezes não considera as

14

especificidades dos trabalhadores. Segundo ABRAHÃO (1997), o trabalho prescrito

pressupõe a definição prévia das tarefas necessárias.

Segundo FAO (2001), existem numerosos tipos de ferramentas manuais, sendo que

sofrem fortes influências nacionais e regionais para uma tipo particular de ferramenta, forma,

cabos, e empunhaduras. Para selecionar uma ferramenta para operações agrícolas é importante

considerar o ambiente todo da propriedade e os sistema agrícola a que se insere, além dos

ferramentas já existentes. Neste contexto as considerações essenciais para a seleção de

ferramentas manuais são: função; requerimento energético; produtividade; custo e vida útil;

requerimento do serviço; e aspectos da cultura.

A produtividade média de algumas ferramentas manuais mais comuns segundo FAO

(2001) são:

1- Enxadas para:

Preparo do solo: 300 horas/ha/pessoa.

Plantio: 80 horas/ha/pessoa.

Cultivo: 140 horas/ha/pessoa.

Entre linhas: 65 horas/ha/pessoa.

2- Foices para:

Colheita: 210 horas/ton/pessoa.

Limpeza de área: 100 horas/ha/pessoa.

As principais especificações para ferramentas manuais determinadas e padronizadas

pela FAO (2001) são: forma básica, dimensões e peso; especificações do material; tratamento

térmico; detalhes construtivos; tratamento preservativo; teste de esforço; e marcações.

Mundialmente as ferramentas manuais mais comuns são: Enxadas; Picaretas; pás;

garfos; facões; foices; machados; e ferramentas de afiação (FAO, 2001).

As enxadas podem ter diversas formas, tamanhos e pesos, dependendo de sua principal

utilização, variando de país para país. Podem ser utilizadas para preparo primário do solo e

para cultivo de área ou entre linhas; as picaretas são comumente usadas para preparo inicial do

solo, tem uma borda cortante usada para cortar raízes, e outra perfurante para preparo primário

do solo, em situações de solo muito compactado; existem pás que são primariamente

ferramentas de cavar, ao passo que outras que são usadas para movimentar solo solto, ou

materiais inconsolidados por pequenas distâncias, além de garfos que tem a função de mover

15

materiais emaranhados ou relativamentes soltos; os facões são usados para trabalhos de corte,

incluindo limpeza de áreas e colheita; as foices são usadas para colheita de cereais ou outras

culturas que tenham áreas largas e homogêneas, como plantios de forragens e palhas, além de

serem utilizadas para limpeza de áreas infestadas por arbustos; os machados podem ser usados

para corte de madeira, para manufatura de cabos para outras ferramentas manuais agrícolas,

para abertura de clareiras em matas, para obtenção de combustível (lenha) ; as ferramentas de

afiação são usadas para afiar as outras ferramentas manuais agrícolas, contituem-se nas limas

de diversos formatos, pedras de afiar sintéticas, e pedras pomes naturais (FAO, 2001).

Além das ferramentas manuais agrícolas básicas, existem máquinas que utilizam

potência humana, como os pulverizadores de defensivos agrícolas costais, e de empurrar

(IAPAR, 2003).

A potência animal é utilizada mediante a aplicação de força animal para transporte,

tração de implementos e máquinas, e para movimentar máquinas estacionária. Segundo

SILVEIRA (2001), no Brasil os animais mais usuais são os bois, os burros, e os cavalos, além

de que segundo PEREIRA (2000) tem tomado início a utilização de búfalos, principalmente

na região norte, pois a tração animal com búfalos tem sido utilizada em todo o mundo, e esta

espécie tem apresentado elevada capacidade no transporte de pessoas e carroças, (Nascimento

& MouraCarvalho, 1993, citado por PEREIRA, 2000).

A mecanização com tração animal substitui com vantagens o trabalho manual com

ferramentas agrícolas manuais (SILVERIA, 2001).

A tração animal eleva a capacidade de utilização da mão-de-obra na pequena propriedade,

fazendo melhor aproveitamento das áreas encapoeiradas, aumentando a área cultivada,

diminuindo os custos e elevando a produtividade, (PEREIRA, 2000).

A potência dos animais é uma fonte renovável e sustentável de energia para a agricultura e

transporte STARKEY e SIMS2003.

Segundo GAZZOLA (1989), a tração animal é a solução técnica e econômica

recomendável para aumentar a produtividade do trabalho do agricultor, quando comparada

com a tração mecânica nas seguintes situações: solos com topografia irregular;

estabelecimentos agrícolas situados em regiões desprovidas de assistência técnica, peças,

manutenção e com dificuldades para abastecimento de combustível; em pequenas propriedade

16

rurais, cuja economia é incompatível com o alto preço das máquinas movidas a motor e

combustível.

Segundo WALL (1993) citado por FAGANELLO (2002), na América Latina, a pequena

unidade produtiva caracteriza-se pela escassez de capital. Essa situação é agravada pela

pequena extensão da propriedade rural, que é limitante, como capital terra, para garantia de

acesso ao crédito disponível. Nesse tipo de unidade produtiva, a utilização de animais como

fonte de potência é de relevante importância e, historicamente, mais usual, quer para esforço

tratório quer para transporte de carga no dorso, em razão da adaptabilidade e da facilidade de

trabalho em áreas de topografia acidentada (CASÃO JR. et al., 1997).

As máquinas e implementos movidos a tração animal foram introduzidas pelos

imigrantes europeus, principalmente alemães, italianos, e norte-americanos, muitos

equipamentos brasileiros foram originalmente copiados de equipamentos importados, mas

desconsiderando os principais parâmetros de projeto inerentes a cada implemento ou máquina,

bem como as diferentes condições climáticas e pedológicas existentes no Brasil, resultando

numa sensível queda de eficiência GAZZOLA (1989).

Segundo REIS (1983) citado por GAZZOLA (1989), os implementos à tração animal

mais difundidos no Brasil são: o arado de aiveca fixo ou reversível; a grade de dentes fixos; a

semeadora e ou adubadora; e o cultivador de cinco enxadas, além das carroças, carretas e

carros de bois. No caso de bois os implementos e máquinas de tração animal são acoplados ao

animal através da canga feito de madeira e couro colocado sobre o pescoço do animal, tem

distintos tamanhos de acordo com o animal e os diferentes requerimentos de trabalho em

campo, ou para transporte, para proteger o peito dos animais tem-se capas de couro e cordas,

que possibilitam maior conforto para o mesmo, além de possibilitar que os animais exerçam

sua potência efetivamente, essenciais também são os arreios constituídos de cordas ou tiras de

couro que perfazem o sistema de controle e condução do animal, além de cordas ou correntes

ligando a canga e o implemento, que transmitem a tração, STARKEY e SIMS (2003). No caso

de burro e cavalos tem-se a coalheira que é um arreamento de couro colocado em volta do

pescoço do animal, tem-se também a lombeira que é outro apetrecho de couro colocado sobre

o lombo do animal, existem cordas que ligam a coalheira, a lombeira e o balancim que é uma

haste de madeira e ferro onde são fixados ganchos que ligam o sistema de arreio do animal ao

balancim, além de um gancho central que liga o balancim ao implemento (VOLPATO, 2001).

17

O arado de aiveca consiste num chassi de madeira onde são alocados as aivecas

metálicas, sua função é cortar e inverter a leiva de solo; a grade de dentes consiste num chassi

horizontal triangular onde são presos os dentes metálicos que tem com função quebrar os

torrões e nivelar o solo por onde passou um arado; o cultivador consiste em um quadro de

madeira onde são afixadas os cultivadores, para cultivo entre linhas de plantio; as semeadoras

são constituídas de um chassi central onde são afixados os sistemas de adubação e semeadura

(STARKEY, 2003)

Em 1985 o Instituto Agronômico do Paraná (IAPAR) desenvolveu vários protótipos de

semeadoras de plantio direto de tração animal, além de rolo-facas para manejo de cobertura

vegetal RIBEIRO (2002), visando o cultivo conservacionista.

A Faculdade de Engenharia Agrícola da Universidade Estadual de Campinas, iniciou

pesquisas sobre a mecanização da pequena propriedade em 1986, com tração animal, onde um

sistema de barra de tração com menor peso, e cinco unidades de implementos com menor

resistência a tração foram desenvolvidos, os trabalhos resultaram em várias publicações e

apresentações ( CHANG, 1989, 1990, 1991, 1994, 1997, 1998), e patentes ( PI 8905034-7).

Estas unidades desenvolvidas podem ser aplicadas tanto em grandes como em pequenas

propriedades, bastando unir várias unidades, pois são modulares.

A capacidade de uma animal desenvolver esforço tratório relaciona-se com a espécie e

com a velocidade, sendo o fator determinante seu peso vivo (MIALHE, 1980), citado por

GAZZOLA (1983). Sob trabalho contínuo a capacidade de tração usualmente é estabelecida

entre 1/8 a 1/10 do peso do animal (GAZZOLA, 1989). De um modo geral os bovinos

desenvolvem um maior esforço tratório a baixas velocidades, enquanto os eqüinos e muares

trabalham a velocidades médias maiores, porém desenvolvem menor esforço de tração

(MIALHE, 1980) citado por GAZZOLA (1989). Segundo CHANG (1990), a jornada de

trabalho dos animais varia de 6 a 8 horas para serviços que exigem esforço compatível com o

peso vivo e com a alimentação fornecida, sob condições severas, reduz-se para cerca de 3 a 4

horas, a tração máxima está em torno da metade do peso do animal, mas condicionada a

períodos curtos de trabalho, para esforços instantâneos pode-se atingir um pico de magnitude

igual ao peso do animal, sendo que os animais empregados para tração de máquinas e

implementos agrícolas devem possuir peso próximo a 5000 N ou mais.

18

A profundidade de trabalho é um dos fatores que influenciam o esforço de tração,

exigindo muitas vezes o atrelamento de animais, formando “juntas”, causando perda de

eficiência em relação ao esforço de um animal apenas (RESENDE, 1985, citado por

GAZZOLA, 1989).

A velocidade média de trabalho do animal depende da sua raça e das condições de

trabalho (GAZZOLA, 1989). Os bovinos desenvolvem um velocidade média de 0,6 a 0,8 m/s;

os burros e mulas entre 0,5 a 0,8 m/s; e os cavalos em torno de 1 m/s (SILVEIRA, 2001).

Segundo CHANG (1990), os cavalos desenvolvem uma potência média de 1 cv; os bovinos

0,75 cv; as vacas 0,45 cv; mulas 0,7 cv; burros 0,35 cv; e búfalos 0,93 cv, sendo que o

parâmetros mais importantes são a velocidade, o número de horas diárias de trabalho.

Segundo MIALHE (1996), a utilização da potência motora se realiza através da

conversão de energia por algum tipo de máquina, constituindo um sistema motomecanizado

formado pelo acoplamento de uma máquina motora e uma ou mais máquinas movidas.

Segundo MIALHE (1974), denomina-se sistema motomecanizado agrícola um

conjunto de tratores, máquinas e implementos agrícolas cuja atividade, técnica e

economicamente organizada visam a prestação de serviços.

Máquinas e implementos já foram definidos, quanto aos tratores SILVEIRA (2001) os

definem da seguinte forma, “são unidades móveis de potência, formados por um motor; um

sistema de transmissão; um sistema de direção; um sistema de locomoção; e sistemas

fornecedores de potência (barra de tração, Tomada de força, levante hidráulico e sistema de

controle remoto)”.

A palavra trator foi pela primeira vez usada na Inglaterra em 1856, vem do inglês

“traction engine” como contratação das palavras “traction” e “motor”, formando “tractor”

(LILJEDAHL, et al., 1989).

Segundo ANFAVEA (1999), os tratores podem ser classificados em: leves (até 49 cv);

médios (entre 50 e 99 cv); e pesados (acima de 100 cv). SILVEIRA (2001), descreve outra

classificação mais delimitada: pequenos (até 27 cv); leves ( de 28 a 49 cv); médios (de 50 a 58

cv); semi-pesados (de 58 a 100 cv); pesados ( de 100 a 165 cv); e super-pesados (acima de 165

cv).

Os tipos de tratores mais comuns existentes no Brasil são: Motocultores; microtratores;

trator convencional de rodas; trator convencional de rodas com tração dianteira assistida;

19

tratores com tração nas quatro rodas; tratores florestais; trator pulverizador; trator de esteiras

(SILVEIRA, 2001).

Segundo SILVEIRA (2001) os motocultores são também conhecidos como cavalos-

mecânicos, ou mulas-mecânicas. Eles são constituídos por um motor sobre um eixo com duas

rodas motrizes, e uma ou duas rodas guias, são guiados por dois guidões, são indicados para

pequenas propriedades, ou em terrenos declivosos, nos motocultores o operador vai em atrás

da máquina andando, tem potências variando de 6 a 27 cv; Os microtratores são formados

pelos tratores de jardim e pelos tratores agrícolas pequenos. Os tratores de jardim tem

estrutura semelhante aos motocultores com 4 rodas, mas possuem dimensões reduzidas com

potências entre 6 e 30 cv, os tratores agrícolas pequenos são tratores de pequeno porte,

indicados para uso hortícula, em fruticultura e oleicultura, tem potência variando de 14 a 26

cv; o trator convencional de rodas é projetado para executar as operações próprias da

agricultura, preparo de solo, plantio, cultivo, pulverizações, colheita, transporte, e

acionamento de máquinas estacionárias, constituem-se de um motor com potência variando de

36 a 105 cv, transmissão adaptável ao regime de trabalho, sistema de engate três pontos, barra

de tração, sistema de levante hidráulico, tomada de potência, sistema de controle remoto,

sistema de direção convencional por cremalheira, ou hidráulica, as rodas traseiras são motrizes

e maiores que as rodas dianteiras responsáveis pela direção, a distribuição de peso entre eixos

é 30% dianteiro e 70 % traseiro; o trator convencional de rodas com tração dianteira tem todos

os atributos do anterior somados a tração assistida dianteira, em que a potência do motor é

distribuída para uma transmissão dianteira, as rodas dianteiras são de menor diâmetro que as

traseiras, mas são maiores que nos tratores convencionais, além terem desenho semelhante as

rodas motrizes a distribuição de peso entre eixos é na média entre 45% dianteiro e 55%

traseiro, as potências variam de 14 até 240 cv; os tratores com tração nas quatro rodas tem

potências acima de 200 cv, tem todos os atributos dos tratores convencionais, os diâmetros das

rodas e pesos entre eixos são iguais, existem tratores 4x4 com chassi rígido e com chassi

articulado; os tratores florestais constituem em uma categoria especial cuja aplicação se

restringe a retirada de madeira derrubada e ou processadas de florestas artificiais, para um

local de acesso de caminhões para o transporte para a indústria, os tratores florestais são

formados por duas partes articulados hidraulicamente, este tipo de articulação permite que se

adapte a qualquer tipo de terreno, ambas possuem tração independente, sistema direcional e de

20

oscilações próprios, assim todas as rodas do trator são mantidas permanentemente em contato

com o solo; tratores pulverizadores, tratam-se de um conjunto integrado de sistemas,

constituídos de veículo, tanque de defensivos, barra de pulverização, sistema de pulverização e

hidráulico; o trator de esteiras tem todos os atributos dos tratores convencionais, diferindo

essencialmente pelo rodado que é constituído por duas rodas motoras dentadas, duas ou mais

rodas guias dentadas, e várias rodas guias lisas e duas correntes de sapatas, formadas por pinos

e buchas dispostos transversalmente denominadas colares. As rodas dentadas transferem

movimento aos colares que rolam cravados no sol, apoiados por chapas de aço denominadas

sapatas, o conjunto colar e sapata é denominado esteira, os tratores de esteira são aplicados em

trabalhos que exigem grande força de tração, segundo (STONE e GULVIN, 1976) a potência

varia de 15 até mais de 600 cv

Devido as características das propriedades da agricultura familiar (pequena área,

poucos recursos financeiros) os sistemas motomecanizados ideais são aquele formados por

motocultores e ou microtratores aliados à máquinas e implementos de grande eficiência.

Em 1920 a indústria SHAW nos Estados Unidos da América já construía tratores de

jardim, sendo construídos com motores e partes de motocicletas, em 1938 nos Estados Unidos

da América, foi desenvolvido o Speedx Modelo B projetado e construído por Harold Pond,

sedimentando o conceito de trator agrícola pequeno, tinha motor refrigerado a ar, sistema de

transmissão automotivo, eixos, rodas e pneus adaptados para uso agrícola ( CABIN, 2005).

Segundo ICEPA (2002), no Brasil os principais implementos e máquinas disponíveis para

microtratores e motocultivadores são: arado de aivecas; enxadas rotativas; rotoencanteirador,

pulverizadores e carretas. A LAVRALE (2005) tem um porta-fólio de equipamentos que

abrangem também: arados de discos, cultivadores, distribuidor centrífugo; semeadoras;

retroescavadora; e grade adubadora. A KNAPIK (2005) tem semeadoras. A DMB (2005) tem

sulcadores, e sulcadores adubadores para plantio de cana.

A EMBRAPA Trigo em parceira com SFIL (empresa privada) desenvolveu a

SEMBRA 2000 que é uma semeadora autopropelida que se diferencia das demais semeadoras

projetadas para pequenas unidades produtivas (Agricultura Familiar) e caracteriza-se por

possuir fonte de potência mecânica e sistema de transmissão por tração própria, em

substituição à tração animal, o desenvolvimento da semeadora foi norteado pelos seguintes

princípios: substituir a fonte de energia animal por fonte de energia motomecanizada;

21

disponibilizar, na semeadora, tecnologia moderna para dosagem e deposição de sementes e de

fertilizantes no solo e para abertura e fechamento de sulco; simplicidade, rusticidade e

versatilidade para semear várias espécies; e potencialidade para se tornar equipamento de

múltiplos usos. A semeadora possui duas linhas de semeadura com espaçamento mínimo de

450 mm e regulagem de 50 mm em 50 mm, até o máximo de 900 mm FAGANELLO (2002).

No Brasil as vendas de pequenos tratores no ano de 2001 se resumiram em 290

unidades para motocultores (2 rodas) com menos de 27 cv, e 600 unidades de microtratores

(tratores agrícolas pequenos (4 rodas)) com menos de 40 cv (ANFAVEA 2001). As vendas de

pequenos tratores na China (Estatísticas da China 2001) superaram 1 milhão de unidades. Na

Ásia a utilização da terra chega em média até a 160% nas propriedades pequenas, enquanto no

Brasil esta média está em torno de 57 % (IBGE, 1996).

Uma das razões para isto é a pouca quantidade de implementos adaptados aos

pequenos tratores, atualmente os equipamentos disponíveis são apenas a enxada rotativa e o

cortador de grama para jardim, que são muito caros, e não apropriados para as culturas

geralmente plantadas pelos agricultores familiares. Outra razão é a falta de capacidade de

investimento destes agricultores, que mal conseguem realizar uma agricultura de subsistência,

devido a pouca produtividade, quanto mais comprar alguma máquina, isso aliado a falta de

linhas de financiamento público e privado para esta agricultura (MACIEL (2004), Convênio

FEAGRI/FINEP 3158).Estes fatos tornam a aquisição de equipamentos muito difícil, some-se

a estes fatores os problemas ambientais de erosão e compactação do solo, que geralmente são

encontrados em tais propriedades, tem-se um panorama pouco alentador para uma classe de

agricultores que chegam a somar segundo INCRA/FAO (2000) 85% das propriedades rurais

brasileiras.

Em escala nacional, é pequeno o número de pequenos proprietários que possuem trator

e a motomecanização praticada apresenta baixa eficiência, pois as máquinas e os implementos

disponíveis são inadequados para operarem nesses estratos fundiários(FAGANELLO et al.

,2002).

22

2.4-Modernização da Mecanização na Agricultura Familiar

No Brasil, o processo de modernização tecnológica, principalmente nas décadas de

60 e 70, promoveu juntamente com o aumento da produção agrícola, efeitos negativos, tanto

no meio ambiente quanto na âmbito da sociedade. A base tecnológica contida na política de

modernização da agricultura brasileira, era excludente, altamente poluente e concentradora

(PASSINI, 1999)

A mecanização inadequada, o uso exagerado e incorreto de agrotóxicos e

fertilizantes, a substituição da mão de obra, o aumento descontrolado de pragas, doenças e

plantas daninhas, foram conseqüências que atingiram principalmente as categorias de

agricultores pertencentes a agricultura familiar (PASSINI, 1999).

Segundo MARTINE & GARCIA (1987) citados por PASSINI (1999), o crédito rural

principal instrumento da política de modernização , contribuiu para a concentração da posse da

terra e expulsão de pequenos agricultores do meio rural.

O processo de modernização da agricultura brasileira, partia da premissa de que a

simples transferência de tecnologias melhoradas promoveria o desenvolvimento econômico de

uma dada região (MACARETTI, 1994, citado por PASSINI, 1999). No entanto os agricultores

familiares não apresentavam recursos materiais e financeiros para absorver os pacotes

tecnológicos propostos, uma vez que não estavam adequados a suas realidades

(FLEISCHFRESSER, 1988, citado por PASSINI, 1999).

Segundo PASSINI (1999), o desafio que se coloca é encontrar os meios de produção

necessários ao progresso técnico da agricultura familiar, melhorando a sua produção e a sua

eficiência, a partir da organização dos fatores produtivos de que ela dispõe.

Uma pesquisa que se realize como instrumento do desenvolvimento econômico e

social, com o fim de apoiar políticas e metas agropecuárias de desenvolvimento é necessária

para as necessidades da agricultura familiar (GASTAL, 1986, citado por PASSINI, 1999).

O desenvolvimento de ferramentas e equipamentos “apropriados” tem sido o assunto

favorito dos pesquisadores envolvidos com mecanização agrícola. Porém, as atividades destes

projetos geralmente tomam lugar em relativo isolamento em departamentos governamentais e

universitários, são apresentados em “workshops” e congressos, mas seus produtos raramente

encontram caminho dentro da produção comercial ou no mercado, em virtualmente toda

23

conferência de mecanização encontram lugar máquinas, e ferramentas melhoradas que nunca

passaram do estágio de protótipo (CLARKE, 1997).

Existem também exemplos de conceitos mal aplicados de mecanização que podem

ser encontrados em muitas cooperações técnicas de projetos, que foram planejados e

implementados com a melhor das intenções, mas de forma descoordenada e sem as devidas

considerações de sustentabilidade e aspectos econômicos. São estes fatos que infelizmente

tornam muito poucos os projetos de mecanização que obtiveram sucesso (FAO, 1997).

A atuação anterior do Estado foi marcada pela dispersão espacial, pela ausência de

políticas de garantia de infra-estrutura básica e de assistência técnica (MDA, 2004).

O Ministério do Desenvolvimento Agrário (MDA) constituiu uma Rede Nacional de

Inovação Tecnológica em novembro de 2003, que reúne universidades, instituições de

pesquisa, centros tecnológicos, representações de trabalhadores, empresas de assistência

técnica e extensão rural de todo o país. Esta rede tem por finalidade identificar e desenvolver

uma política nacional de inovação tecnológica que contemple as múltiplas necessidades e

peculiaridades das pequenas propriedades rurais, tendo por base o conhecimento acumulado

nestas instituições. Esta rede será responsável, por exemplo, por testar e validar os protótipos

de máquinas e implementos desenvolvidos para a agricultura familiar. (FEAGRI/UNICAMP,

2005). Em 2003 foi anunciado o direcionamento de recursos do governo brasileiro para

pesquisa e desenvolvimento de máquinas, equipamentos e implementos agrícolas adequados à

agricultura familiar MDA, sendo que os requisitos para os projetos são: Custo compatível

com a realidade da pequena propriedade, robustez, multifuncionalidade e adaptação a solos

irregulares são alguns dos quesitos a serem respondidos nestes projetos (FEAGRI/UNICAMP,

2005). Estas ações serão integradas a uma política mais ampla do Ministério que busca

aproximar o meio rural do conhecimento tecnológico, especialmente nos segmentos da

agricultura familiar e reforma agrária. “Historicamente, estes segmentos ficaram excluídos dos

avanços tecnológicos, colhendo como resultado a penosidade do trabalho rural, o êxodo e a

perda de produtividade” (FEAGRI/UNICAMP, 2005).

24

2.5-Conceitos Básicos de Preparo do solo

Segundo SRIVASTAVA (1993), o preparo do solo pode ser definido como a

manipulação mecânica do solo para qualquer propósito. Para fins agrícolas o preparo do solo

tem os seguintes objetivos:

1- Desenvolver uma estrutura do solo adequada para a cama de sementes e ou cama de raízes;

2- Controlar as plantas daninhas, e remover plantas indesejadas;

3- Manejo de resíduos de plantas;

4- Minimizar a erosão do solo;

5- Estabelecer configurações de superfícies específicas para plantio, irrigação, drenagem, e

operações de colheita;

6- Incorporar fertilizantes, corretivos, e defensivos;

7- Realizar desagregação de rochas e raízes.

As operações de prepare de solo modificam a estrutura do solo e distribuem

substâncias orgânicas ricas em energia dentro do solo, portanto tipo e grau de preparo tem

grande influência nas propriedades e processos do solo modificando sua estrutura (CARTER,

2004).

As mais tradicionais funções do preparo de solo são melhorar a estrutura do solo para

o desenvolvimento de plantas, incorporar matéria orgânica, e controlar plantas daninhas,

melhorando a estrutura do solo aumentando assim a produtividade. Freqüentemente o preparo

do solo é necessário para aumentar a infiltração de água e assim melhorar a drenagem

(CARTER, 2004).

Segundo MAGALHÃES (1992), para o bom desenvolvimento de uma cultura, é

importante ter um solo em ótimas condições físicas, pois essa é uma exigência para o

acondicionamento físico, químico e biológico do meio produtivo agrícola. Com essa condição

física satisfeita, obtém-se uma distribuição adequada de espaços porosos no solo, otimizando-

se a disponibilidade de água e nutrientes para as plantas e as trocas gasosas no sistema solo-

planta-atmosfera, proporcionando condições favoráveis ao desenvolvimento das plantas e,

principalmente, do sistema radicular.

O preparo do solo, como técnica para adequar um leito ideal para a colocação das

sementes, tem sido bastante discutido em todo o mundo, devido, principalmente, às

25

peculiaridades de cada região. Além disso, o preparo do solo objetiva criar condições ideais

para armazenamento de água às plantas, seja através do processo de melhoria na infiltração,

seja por meio da diminuição das perdas por escoamento superficial e/ou subsuperficial e/ou

por evaporação (MAIA e DANIEL, 1999).

Para que o solo possa ser um meio de desenvolvimento das plantas, necessita,

segundo HILLEL (1980), estar em condições adequadas de equilíbrio entre os principais

fatores que o constituem tais como a água, o ar e as suas próprias condições mecânicas,

favorecendo assim, ao desenvolvimento das raízes das plantas.

A mobilização do solo é realizada principalmente para aumentar a aeração e a

infiltração da água, incorporação de corretivos, restos culturais e controle de pragas, moléstias

e plantas invasoras. A maioria dos solos brasileiros utilizados para culturas anuais são

preparados mecanicamente, com o uso de arados e/ou grades de discos, ferramentas de corte e

revolvimento com elevadas pressões sobre o solo. O uso contínuo de equipamentos de preparo

constituídos de discos favorece a ocorrência de erosão, agravada pela degradação física dos

solos, com surgimento de crostas superficiais e adensamentos subsuperficiais (MAIA e

DANIEL, 1999).

Segundo MAGALHÃES (1992), a produção de alterações nas condições físicas do

solo, causadas pelo seu manejo, com emprego de ferramentas agrícolas, envolve dois aspectos

diferentes: a quantidade de práticas de manipulação do solo; e a magnitude das forças

necessárias para causar alteração. Estas alterações devem ser feitas de uma maneira eficiente e

de forma aceitável, sendo influenciadas pelos seguintes fatores:

1- condições iniciais do solo e determinação de quando e quanto estas condições

devem ser alteradas pela mobilização;

2- pelo formato da ferramenta; em geral a estrutura do solo será alterada pelo corte ou

rompimento da camada a ser preparada, utilizando lâminas, discos de corte, cinzéis ou facas

rotativas;

3- pelo movimento da ferramenta; normalmente, as ferramentas apresentam um

movimento linear em relação ao solo.

Segundo LUCARELLI (1997) o sistema de preparo do solo é, sem dúvida, um dos

fatores que têm maiores condições de provocar alterações nas características naturais do solo.

26

A utilização de equipamentos de vários tamanhos e modelos sem a devida orientação técnica

pode intensificar tais modificações, especialmente no que se refere ao estado físico do solo.

BALASTREIRE (1987) separa o preparo de solo em dois grupos: 1- Preparo inicial do

solo; 2- Preparo periódico do solo. O preparo inicial do solo compreende as operações

necessárias para criar condições de implantação de culturas, em áreas não utilizadas

anteriormente com essa finalidade. Basicamente constituem-se em operações de

desmatamento e eventualmente de alguma movimentação de terra para tornar a superfície

regular. O preparo periódico são as movimentações de solo, com a finalidade de instalação

periódicas ou não de culturas.

LUCARELLI (1997) enquadra os sistemas de preparo periódico de solo em dois

grupos: 1- Sistema conservacionista; 2- Sistema convencional. O sistema convencional utiliza

implementos como arado de discos, aiveca e grade pesada, seguido de gradagens leves, tem

como principal característica um revolvimento de toda área a ser cultivada, onde o implemento

atua com a incorporação total ou quase total do resíduo. O sistema conservacionista tem como

princípio o mínimo ou o não revolvimento do solo, utiliza-se máquinas ou implementos que

quebram superficialmente a estrutura do solo, sem revolvê-lo intensamente, procurando não

destruir os agregados e deixando maior quantidade de resíduos na superfície da área.

Segundo a ASAE (1997), o preparo periódico do solo convencional é dividido em: 1-

Preparo primário; 2- Preparo secundário. O preparo primário são as operações que que tem

maior trabalho inicial no solo, normalmente projetadas para reduzir o esforço do solo, cobrir

restos vegetais, e rearranjar agregados. O preparo secundário são qualquer operações seguintes

ao preparo primário, projetadas para refinar as condições do solo antes do plantio, para criar

uma configuração de superfície específica, ou controle de plantas daninhas.

O preparo do solo agrícola é um processo mecânico que pode resultar no corte,

revolvimento e inversão da camada do solo pela ação dos órgãos ativos dos implementos, com

o objetivo de proporcionar condições mínimas para o desenvolvimento das culturas (ASAE

1997).

A ASAE (1997), padronizou a terminologia para tipos de sistemas de preparo de solo:

1- Cultivo convencional, operações tradicionalmente desempenhadas para o preparo da cama

de semente; 2- Cultivo mínimo, manipulação do solo somente o necessário para a produção,

ou para atingir requerimentos mínimos de condições do solo; 3- Cultivo “mulch”, superfície

27

do solo totalmente recoberta por resíduos vegetais; 4- Plantio direto, plantio diretamente sob

superfície do solo sem distúrbio; 5- Cultivo ótimo, preparo de solo idealizado, onde é

maximizado o retorno líquido da produção sob determinadas condições; 6- Cultivo

conservacionista, qualquer preparo de solo, ou plantio que mantém no mínimo 30% da

cobertura de resíduos sobre a superfície do solo; 7- Cultivo reduzido, sistema de preparo que

consiste em poucas ou de menor intensidade energética do que o preparo convencional; 8-

Cultivo em faixas, sistema em que somente 30% ou menos da área é preparada; 9- Cultivo por

camalhões, sistema em que são formados camalhões mantidos anualmente e onde o plantio é

realizado sobre estes; 10- Cultivo por reservatórios, sistema em que grande número de

depressões ou reservatórios são formados para segurarem a água da chuva e de irrigação.

As máquinas e implementos para o preparo periódico do solo, segundo GADANHA

Jr. et al. (1991), citado por MAIA e DANIEL (1999)., atendem às seguintes características:1)

corte e inversão; 2) desagregação e revolvimento; e, 3) compactação e destorroamento do solo.

Segundo (BALASTREIRE (1987) e SILVEIRA (2001) no Brasil as principais

ferramentas, implementos e máquinas utilizadas para o preparo do solo em função do tipo de

preparo são:

1- Preparo inicial do solo: Lâminas frontais empurradoras – são projetadas

especificamente para corte, transporte e nivelamento de terras, serviços de terraplanagem;

lâminas frontais cortantes anguladas – são usadas para trabalhos de desbravamento; braço

empurrador – atua como um braço de alavanca, fazendo com que a árvore caia longe do trator;

correntão – consiste numa pesada corrente ligada as barras de tração de dois tratores, que se

deslocam simultaneamente na mesma direção no sentido da derrubada da mata; moto-serras –

consiste em um motor monocilíndrico dois tempos, refrigerado a ar e um sabre por onde corre

uma corrente de corte são utilizada para o corte das árvores; rolo-faca – são tambores de aço

ou concreto com lâminas de aço dispostas em espiral ou transversalmente em sua superfície,

que cortam picam e incorporam a massa vegetal sobre a qual passam; destocador rotativo –

trata-se de um equipamento preso no engate de três pontos de um trator, acionado pela tomada

de potência, consiste em um rotor com navalhas na superfície, funcionando como um fresa

industrial, desgastando o tronco; máquinas de enleiramento – podem ser as lâminas lisas e

angulares cortantes, ou ansinhos montados em tratores;

28

2- Preparo periódico, sistema convencional, Preparo Primário: Arado de aivecas – sua

função é o corte e inversão da leiva de solo, é constituído por: chassi, coluna, aiveca, relha

costaneira, sega circular e fação; arado de discos – sua função é idêntica ao arado de aiveca,

mas é constituído por discos montados separadamente em rolamento no corpo do arado; arado

reversível – pode ser de aivecas ou de disco, sua principal diferença é um mecanismo de

reversão que diminui o tempo de manobra nas cabeceiras do talhão; grade aradora – constitui-

se em um chassi reforçado e pesado, em duas seções de discos grandes, de limpadores e

dependendo do tipo de rodas de suporte, sua função é realizar uma gradagem profunda

substituindo os arados; arado gradeador – é um implemento intermediário entre o arado de

discos e a grade de discos os discos são grande como os discos da grade aradora, montados em

uma única seção, como no arado de discos, sua função é realizar em uma passada uma aração

e uma gradagem, deixado o solo pronto para o plantio;

3-Preparo periódico, sistema convencional, Preparo Secundário: Grade de molas –

caracteriza-se por ter lâminas de aço flexíveis e recurváveis como órgão ativos, fixados em um

chassi, sua são utilizadas como cultivadoras (controle de plantas daninhas), niveladoras e

misturadoras de solo, principalmente em áreas com pedras, raízes e obstáculos ; grade de

dentes – podem ter dentes rígicos ou dentes flexíveis e recurváveis presos a um chassi, são

utilizadas para o controle de ervas daninhas, e rasteladoras, e escarificadoras do solo; grade de

discos - constitui-se em um chassi, em duas seções de discos, de limpadores e dependendo do

tipo de rodas de suporte, sua função é realizar uma gradagem do solo nivelando-o, e

misturando-o ; rolo destorroador – são equipamento utilizados para destruir torrões,

uniformizar a supefície do solo e aplainar a parte superior do terreno, são formados por

elementos cilíndricos que rodam livremente sobre um eixo horizontal, oblíquo à direção do

deslocamento; pranchão nivelador – tem por finalidade aplainar e nivelar a área, são

constituídos por pranchas de tábuas de madeiras em forma de escada com duas ou três

travessas como se fossem degraus; plainas –as funções da plaina é o nivelamento,

valeteamento, terraceamento, conservação de caminhos, combate a erosão, e movimentação de

solo, é constituída por um mastro acoplado ao engate de três pontos, ou a um braço hidráulico

a frente do trator, onde é fixada um lâmina semelhante as Lâminas frontais empurradoras ,mas

de menor porte; enxada rotativa – é um equipamento que funciona como se fosse uma enxada

manual de ação contínua, sendo semelhante a uma fresa industrial para fabricação de

29

engrenagens, é constituída por lâminas fixadas radialmente a um rotor horizontal, cujo eixo é

transversal à direção de seu deslocamento, podem ser acionadas pela tomada de potência, por

arrasto; sulcadores ou riscadores – são constituídos por dois corpos de arados de aiveca

colocados lado a lado em posições opostas, com os talões agrupados, sua função é a abertura

de sulcos paralelos (profundos) ou riscos (rasos); roçadoras – suas funções são a limpesa de

pastagens, e a fragmentação de resto vegetais podem ser montadas no sistema de engate de

três pontos ou ser de arrasto, basicamente constituem-se de um chassi onde é montado o

sistema de transmissão cuja energia vem da tomada de força, ou da rotação de rodas

tracionadas pelo trator, esta caixa de transmissão transmite a rotação um eixo onde estão

acopladas facas;

4- Preparao periódico, sistema conservacionista: Terraceador – constituem-se de

implementos grandes usados para a construção de terraços, são formados por um chassi em

forma de V, onde são fixadas seções de discos grandes que cortam e direcionam o solo para o

centro formando o terraço ; escarificadores – tem como função romper o solo compactado ou

não da camada arável a uma profundidade variando até 30 cm, é constituído por um chassi

onde são presas as hastes em cujas extremidades fixam-se os órgãos ativos denominados

cinzéis, enxadas ou ponteiras; subsoladores - tem como função romper o solo compactado da

camada arável a uma profundidade maior do que 30 cm, é constituído por um chassi onde são

presas as hastes em cujas extremidades fixam-se os órgãos ativos denominados ponteiras .

O uso contínuo de equipamentos de preparo constituídos de discos favorece a

ocorrência de erosão, agravada pela degradação física dos solos, com surgimento de crostas

superficiais e adensamentos subsuperficiais. O número excessivo de operações de preparo,

sempre à mesma profundidade em solos com elevados teores de água, expõe o solo a esta

degradação (DALLMEYER, 1994), citado por MAIA e DANIEL (1999).

Quando submetido a pressão, o solo tende a se comprimir, isto é tende a aumentar sua

densidade. A compressão de um solo insaturado que resulta na redução dos espaços

preenchidos de ar num corpo de solo, sem mudança da massa seca deste solo, é definida como

compactação do solo HILLEL (1980).

A compactação causa: a redução da permeabilidade do solo à água, tal que o

escorrimento superficial da chuva e a erosão podem ocorrer, evitando a adequada recarga das

águas subterrâneas; redução da aeração do solo, tal que as atividades metabólicas das raízes

30

das plantas é truncada; aumenta o esforço mecânico que as raízes das plantas precisam aplicar

para crescer, dispendendo energia que deveria se gasta com o desenvolvimento desta. Todos

estes efeitos diminuem a qualidade e quantidade de alimentos e fibras produzidas pelo solo

(GILL and VANDEN BERG, 1968).

O manejo inadequado do solo, principalmente com excessivo número de operações

sobre uma mesma área com a finalidade de adequá-la às condições de plantio e colheita das

culturas exploradas, principalmente a soja, milho, e arroz, tem causado problemas sérios de

compactação do solo, diminuição na produção e produtividade, além de favorecer

enormemente as perdas de solo por erosão (MAZUCHOWSKI & DERPSCH, 1984), citado

por MAIA e DANIEL (1999).

O uso contínuo de equipamentos de preparo constituídos de discos favorece a

ocorrência de erosão, agravada pela degradação física dos solos, com surgimento de crostas

superficiais e adensamentos subsuperficiais. O número excessivo de operações de preparo,

sempre à mesma profundidade, em solos com elevados teores de água, expõe o solo a esta

degradação (DALLMEYER, 1994), citado por MAIA e DANIEL (1999).

No sistema convencional, os implementos agrícolas de preparo mobilizam os

resíduos superficiais, incorporando-os ao solo, além de provocarem excessiva pulverização na

camada superficial. Esta mobilização dá-se em função da ação dos órgãos ativos sobre o solo

(MAZUCHOWSKI & DERPSCH, 1984; LARSON & OSBORNE, 1982; SCHAFER &

JOHNSON, 1982), citados por (MAIA e DANIEL, 1999)).

A perda de solo causada indiretamente pela compactação é uma regra nos sistema de

preparo de solo mal empregados (CARTER, 2004).

Devido ao uso intensivo e repetitivo de alguns implementos de preparo de solo tem-se

aumentado a densidade de camadas subsuperficiais, comumente denominadas “pé de arado”

ou “pé de grade”, o que diminui a infiltração de água gerando maior escorrimento superficial

levando a erosão, e perda desta água, DANIEL et al, citado por LUCARELLI (1997).

Pode-se afirmar que os agravantes mais nocivos causados pelas diversas alterações no

solo pelos diferentes sistemas de preparo e manejo sejam a erosão e as perdas de água

(LUCARELLI, 1997).

O preparo de solo tem efeitos complexos na física, química e biologia do ambiente, o

grau de distúrbio causado no solo afeta o conteúdo de água, a temperatura do solo, sua

31

aeração, o grau de contato entre matéria orgânica e partículas minerais, sendo que estas

mudanças do ambiente físico afetam o ambiente em que vivem organismos vivos, embora os

organismos do solo respondam a mudanças induzidas pelo preparo do solo, eles também tem

impacto nas condições físicas e químicas do solo (KLADIVKO, 2001).

Segundo BARROS (2001) o preparo do solo pode ser definido como um plano de

obtenção da qualidade do solo, resultante de um processo gerenciado, pela ação mecanizada,

cuja matéria prima é o solo processado, o qual pode apresentar falta de condições físicas,

química, biológicas e de superfície quanto aos restos vegetais pós-colheita.

32

2.6-Conceitos Básicos de Preparo de Solo Conservacionista

Considerando os números apresentados no item 2.1, onde se prevê um aumento de 50

milhões de ha de área cultivada do Brasil em função do aumento da utilização da terra pela

agricultura familiar, é preciso selecionar o melhor sistema de mecanização, para cada região

brasileira, visto suas enormes variedades de condições edáficas, climáticas, e de relevo, que

interagem entre si, conforme OLIVEIRA (1998) afirma: “ O fator climático atua diretamente

na formação do solo, por meio da alteração dos minerais, enquanto a influência do relevo

manifesta-se na dinâmica da água e nos processos de erosão e sedimentação”. A agricultura

familiar em geral não adota medidas conservacionistas em relação ao solo e a água, portanto é

recomendado cautela na adoção de uma agricultura mais intensiva nestas propriedades,

visando a não degradação do ambiente.

A primeira questão a ser respondida é em relação ao sistema de cultivo adotado,

sendo que é primordial a utilização de sistemas conservacionistas, tais como o plantio direto e

demais variações, sempre buscando o equilíbrio entre o custo/benefício ambiental que cada

sistema pode oferecer para as mais diversas regiões brasileiras.

A segunda questão, tão importante quanto a primeira é o respeito com a natureza,

preservando áreas de reservas naturais nestas propriedades, que manejadas de forma

sustentável, tragam benefício tanto para o agricultor como para o meio ambiente, visto que

nem sempre a baixa utilização das terras é devido a não utilização de toda a área disponível,

mas na realização de apenas um cultivo anual.

A falta de conhecimento das potencialidades dos diferentes equipamentos disponíveis

no mercado nacional, por parte de técnicos e agricultores, tem sido um dos principais motivos

de inúmeros insucessos, o que tem provocado sérios problemas conservacionistas (GAMERO

& BENEZ, 1990), citado por MAIA e DANIEL (1999).

A ocorrência de uma relação entre os equipamentos agrícolas (máquinas e

implementos) e o corpo do solo, produz uma causa de alteração em sua constituição

pedológica natural, que induzirá um efeito – positivo ou negativo – de natureza física, química

e ou biológica (VOLPATO et al. 2001).

O preparo de solo conservacionista reduz o grau e a intensidade do preparo do solo e

retém os resíduos formando uma cobertura vegetal da superfície, pode levar a um acúmulo de

33

matéria orgânica sobre a superfície, formando uma camada de 5 a 10 centímetros, sendo que

os maiores benefícios são a melhora da estabilidade da estrutura do solo, e a melhora da

qualidades físicas do solo (GREGORICH e CARTER, 1997), citado por CARTER (2004),

pode ainda aumentar a associação de minerais e partículas orgânicas, resultando na formação

de microestruturas organo-minerais (ANGERS et al., 1997), citado por CARTER (2004), e

em situações aumenta a atividade biológica do solo, além de a macrofauna complementar

alguns grau de preparo do solo subterrâneamente (LAVELLE et al., 1997), citado por

CARTER (2004)

Embora muitos estudos sobre os efeitos dos sistema de preparo nos organismos do solo

sejam feitos comparando extremos (plantio direto e cultivo convencional), intermediárias

formas de preparo conservacionista tem efeitos intermediários (KLADIVKO, 2001).

Segundo KLADIVKO (2001). a resposta global de diferentes tipos de organismos

(micro, meso e macrofauna) é que existe uma maior abundância de biomassa no sistema

plantio direto do que nos sistemas de preparo convencional.

É freqüentemente assumido que uma maior complexidade e diversidade da

comunidade viva do solo é melhor, no entanto quantitativos benefícios deste aumento da

população em sistemas de plantio direto ainda não são bem entendidos (KLADIVKO, 2001).

Segundo SIDIRAS et al citado por LUCARELLI (1997), os sistemas conservacionistas

constituem um meio potencial para reduzir as perdas de água por evaporação e a erosão.

Cerca de 500 milhões de toneladas de solo fértil são perdidos todos os anos no Brasil,

carregadas pelas águas das chuvas ou pelo vento (MARQUES 1951, BERTONI 1985). A

maior justificativa para se adotar práticas conservacionistas é o controle da erosão do solo, que

é considerada um sério problema para a produção agrícola. O mais popular e eficiente sistema

de preparo conservacionista é o plantio direto, todo o plantio é feito sem preparo de solo, e o

controle de plantas daninhas é feito através de herbicidas. (ASAE, 1997). O transporte de

sedimentos no solo cultivado com plantio direto é 27 vezes menor do que num solo cultivado

com plantio convencional (GUO (1999), RICHARDSON (1995)). No entanto o sistema de

plantio direto, também apresenta desvantagens: Tal máquina, que no Brasil tem o nome de

Semeadora de plantio direto tem alguns problemas: 1- Precisa de mais fertilizantes químicos e

herbicidas, causando maior poluição; 2- Solo não preparado apresenta maior resistência para o

desenvolvimento das raízes das plantas atrasando sua emergência e crescimento, que pode

34

causar redução na produção; 3- Alguns tipos de solos com alto teor de argila, solos com alto

teor de areia, e solos em regiões áridas ou semi-áridas no Brasil podem reduzir a produtividade

(LAL, 1993); 4- Todas as máquinas de plantio direto do mercado são do tipo que utiliza

somente força de tração, são pesadas possuem grande consumo de energia, pouca eficiência

mecânica (de 40 a 50%) (CHANG, 1969; CASÃO JUNIOR, 2003), maior compactação do

solo, além de terem preços elevados; 5- o controle de plantas daninhas é completamente

dependente de defensivos; 6- grande demanda de energia; 7- a natural regeneração da estrutura

do solo pelas raízes e ativividade biológica é freqüentemente inadequada em solos onde as

condições estruturais são marginalmente satisfatórias por sistemas de cultivo reduzido (soil

technologygroup, 2005); 8- o tráfego de equipamentos pesados em solo úmido durante o

plantio, pulverizações, fertilizações e colheita, causam uma compactação do solo de 16 a 30

cm abaixo da superfície, devido a estes solos compactados pode ocorrer a inibição do

crescimento das plantas (UNITED STATES ENVIRONMENT PROTECTION AGENCY,

2005).

Diversos programas de controle de erosão vem sendo conduzidos em todo mundo, os

quais estão mudando o tradicional sistema preparo do solo pelo cultivo conservacionista.

Neste método procura-se manter os resíduos orgânicos de culturas e plantas daninhas mortas,

na superfície do solo. Assim o solo terá uma cobertura que o protegerá da ação dos efeitos

erosivos da chuva e do vento ( DERPSH et al 1991 ).

Alguns sistemas conservacionistas como o plantio direto e o escarificador, possibilitam

o acúmulo de resíduos na superfície do solo, os quais ajudam a manter a água no corpo do

solo, além de diminuir a praticamente a zero as perdas de solo (DERPSH et al, 1986), citado

por LUCARELLI (1997).

DICKEY (1983 ) mostrou que o cultivo conservacionista pode poupar pelo menos 50

% do tempo de operações, mão-de-obra, e custo de combustível. Ele indica que todos os

sistema conservacionistas disponíveis no mercado, tal como os escarificadores ("chisel plow"

ou "para plow"), causam redução na produção. Esta redução decorre do fato do preparo do

solo não ser tão completo ou intenso quanto o fornecido pelo sistema convencional ( aração e

gradagem ), que pode oferecer uma resistência bem menor à penetração das raízes. No entanto

“Paraplow” deixa uma cobertura de resíduos de 67 %, enquanto que o “Chiselplow deixa um

cobertura de 36 % (ERBACH et al, 1992).

35

Para promover a conservação do solo, ( BRAGANGANOLO 1993 ) menciona que o

cultivo deve buscar: (1) um aumento da cobertura do solo, (2) aumento da infiltração d'água

pelo aumento do distúrbio do subsolo.

36

2.7-Sistema de Plantio Conservacionista Novo Dragão

Uma solução para a mecanização da pequena propriedade brasileira é desenvolver uma

máquina de cultivo conservacionista econômica e leve, que possa ser acoplada a um micro-

trator (2 rodas ) ou um pequeno trator (4 rodas), com menos de 30 cv (22 kw). Não existe tal

opção no mercado brasileiro atualmente (MACIEL, 2004).

Percebe-se a necessidade resolver o problema de utilização de potência nas pequenas

propriedades rurais brasileiras. A melhor abordagem é através do aumento da eficiência dos

sistemas de preparo, plantio e cultivo do solo, operações essencialmente básicas, que nas

pequenas propriedades, onde a agricultura familiar se desenvolve, não são adequadamente

conduzidas (MACIEL, 2004).

Outro ponto importante e paralelo a este problema, é a questão ambiental. Neste

contexto a solução à esta questão é a adoção de sistemas de preparo, plantio e cultivo do solo

que sejam conservacionistas, e principalmente, adaptados à agricultura familiar (MACIEL,

2004).

Esta temática foi vislumbrada pelo Ministério do Desenvolvimento Agrário do

Governo Federal Brasileiro, sendo que o mesmo entrou em contato com a Faculdade de

Engenharia Agrícola da Universidade Estadual de Campinas em Outubro de 2003, afim de

formar uma parceria enfocada na resolução desta questão. Várias reuniões se seguiram e foi

constituída uma Rede de Inovação Tecnológica para a Agricultura Familiar, cujo domínio na

internet está alocada na página da Feagri/Unicamp ( Feagri/Unicamp 2005-site

internet:www.agr.unicamp.br/mda/index.html). Após seguidas reuniões foi feito um convênio

FEAGRI/FINEP, onde a Financiadora de estudos e Projetos do Governo Federal (FINEP)

aportou recursos financeiros para a consecução do projeto, Convênio FEAGRI-FUNCAMP-

FINEP 3158.

Nestas ocasiões foram apresentados os trabalhos voltados para o pequeno agricultor e

realizados pela Feagri/Unicamp em parceira com a FAPESP, que culminaram nos

componentes básicos do Novo Dragão ("Paraplow" Rotativo, Dosador de Sementes tipo Anel

Interno Rotativo e Distribuidor de Fertilizante tipo Espiral Cônica) sendo que o MDA mostrou

grande interesse no desenvolvimento do Novo Sistema Conservacionista de Plantio Novo

Dragão (FEAGRI/UNICAMP, 2005).

37

No primeiro projeto financiado pela FAPESP (N0 1995/4955-5) “ Desenvolvimento

de mecanismo dosador econômico de precisão para sementes e de um distribuidor de

fertilizantes para mecanização em pequenas propriedades”, foi desenvolvidos um sistema

dosador de sementes baseado no tipo anel interno, e um distribuidor de fertilizantes de espiral

cônica. O dosador de sementes alcançou uma precisão de distribuição de sementes de 90%,

índice de precisão que pode competir com os mais caros sistemas pneumáticos disponíveis no

mercado (Relatório Final 1997 para FAPESP 1995/4955-5), estes resultados foram

apresentados nos EUA (CHANG, 1998), onde foram patenteados (PI 9802269-5). A deposição

precisa de sementes e a distribuição uniforme de fertilizantes são requerimento indispensáveis

para a obtenção de um boa produtividade. O distribuidor de fertilizantes de espiral cônica

apresentou um coeficiente de variação da distribuição de fertilizantes da ordem de 15%, (

Relatório Final para FAPESP 1995/4955-5), nenhum distribuidor de fertilizantes do mercado

atinge este índice, particularmente aqueles onde o requerimento da cultura seja menor que 200

kg/ha. Nestes equipamento o coeficiente de variação chega a 40% (SOGAARD, 1994). A taxa

de aplicação de fertilizantes varia com a cultura. FERREIRA (1999) mostrou que o feijão

precisa de 120 kg/ha, cafés, cana de açúcar, necessitam em torno de 460 kg/ha. No futuro será

encorajada a redução de aplicação de fertilizantes (STEPHEN B. et al, 1999) devido aos sérios

problemas de poluição causados pela lixiviação, infiltração, e enxurradas (MACIEL (2004),

Convênio FEAGRI/FINEP 3158).

O sistema de plantio em faixas é um sistema de plantio utilizado no Brasil, e

conhecido, pelas suas características de proteção do solo contra a erosão. Este novo sistema de

plantio em faixas com "Paraplow" Rotativo (Relatório Final FAPESP (Projeto 00/4734-9), tem

como característica uma pequena faixa de plantio bem preparada, como no plantio

convencional, sendo que haverá um maior distúrbio na subsuperfície, e uma grande área

lateral ao sulco preparado com fissuras no solo, o restante do solo não tendo nenhum preparo,

como no plantio direto (ALBIERO e CHANG, 2001). A este sistema foi adicionado o corte

mecânico das plantas daninhas, visando a diminuição da utilização de herbicidas, (ALBIERO

e CHANG, 2001), (MACIEL, 2004).

O Novo Dragão, foi desenvolvido inicialmente para as culturas de milho, soja, feijão

e mamona. O milho e o feijão foram escolhidos pelo motivo da agricultura familiar ser

responsável por 55% e 75%, respectivamente, de toda produção nacional destes produtos,

38

MDA (2004), Figura 1, no caso da soja, o objetivo é possibilitar que os pequenos agricultores

participem da produção da leguminosa de maior expressão econômica do planeta segundo

CÂMARA (2000), no caso da mamona, espera-se que a agricultura familiar produza a matéria

prima para a extração de óleo de rícino, produto nobre, com ampla gama de aplicações

industriais, inclusive como fonte alternativa de combustível, tendo potencial econômico e

estratégico para o Brasil, IAC (1998).

Figura 1. Novo Sistema Conservacionista de Plantio Novo Dragão (MACIEL (2004), Convênio FEAGRI/FINEP 3158).

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Gráfico 3. Participação da agricultura familiar em diversas culturas (MDA, 2004).

O impacto sócio – econômico - ambiental deste projeto, é de grande monta, pois

possibilitará que famílias de pequenos agricultores que hoje vivem à margem das

oportunidades do Agro – Negócio brasileiro, aumentem sua capacidade produtiva, gerando

renda para uma das camadas mais pobres da sociedade, além de implementar práticas

conservacionistas em áreas de cultivo expostas à degradação (MACIEL (2004), Convênio

FEAGRI/FINEP 3158).

40

2.8-Conceitos Básicos de Dinâmica do Solo

A dinâmica do solo é uma disciplina que envolve a ciência do solo e a mecânica,

concerne os estudos do solo em movimento, e pode ser definida como as relações entre as

forças aplicadas no solo e suas resultantes, esta definição não restringe a natureza ou a origem

da força aplicada ao solo, portanto inclui dinâmicas reações provenientes de forças naturais

(terremotos), ação do vento, da água, e antrópica (GILL e VANDEN BERG, 1968).

UPADHYAYA (1994) apresenta como pioneiro que identificou a importância da

dinâmica do solo na área de projeto e desempenho de máquinas o Russo V. P.

GORYACHKIN, em 1890.

Segundo UPADHYAYA (1994) a dinâmica do solo é uma ciência que estuda a física e

mecânica das forças aplicadas ao solo, para causarem comportamentos ou reações de maneira

que obedeçam as leis básicas da física, matemática e mecânica, sendo que seus principais

objetivos são: medir os parâmetros operacionais básicos das máquinas que se engajam no solo;

identificar e medir as propriedades dinâmicas que inerentemente governam o comportamento

do sistema solo/máquina; desenvolver teorias para os específicos tipos de manipulação do solo

conduzidos por máquinas; tentar combinar todas estas informações para criar projetos

racionais de máquinas que se engajem no solo.

Segundo HILLEL (1980) o termo solo se refere à intemperizada e fragmentada camada

externa da superfície terrestre do planeta Terra, é formado inicialmente através da

desintegração e decomposição das rochas por processos físicos e químicos, sendo influenciado

pela atividade e acumulação de resíduos de numerosas espécies de animais e plantas

microscópicas e macroscópicas, é um sistema heterogêneo , polifásico, particulado, disperso, e

poroso em que a área interfacial por unidade de volume pode ser muito grande, sendo

constituído por três fases: fase sólida que constituí a matriz do solo; fase líquida que consiste

na água do solo que contem substâncias dissolvidas; e fase gasosa que é a atmosfera.

Neste trabalho o escopo da dinâmica do solo será relativo a ações de preparo de solo

agrícola, promovida por ferramentas, implementos, e máquinas.

Segundo MCKIBBEN (1926) citado por GILL e VANDEN BERG (1968) a dinâmica

do solo define os seguintes fatores importantes e característicos do solo: 1- O solo natural é

resultante de sua geologia, do clima de sua região (no passado e atualmente), do tempo

41

(intempéries), dos seres vivos que nele vivem (fauna e flora), e do tempo que os três últimos

fatores atuam no primeiro; 2- os solos podem ser modificados pela intempéries, pelo preparo

do solo, e por outras atividades de manejo; 3-o solos podem ser descritos por suas condições

físicas, químicas e biológicas: matéria sólida intemperizada, matéria sólida não intemperizada

e material vegetal e animal (micro e macro); 4- o solo tem propriedades intrínsecas tais como

estrutura, textura, densidade, umidade, etc; 5- o solo tem uma estrutura atômica e molecular

específica que geram complexos fenômenos de atração resultantes de qualquer combinação e

arranjamento de suas propriedade químicas, físicas e biológicas, esta complexidade define

duas propriedades importantes: Coesão (atração entre moléculas iguais) e adesão (atração

entre moléculas distintas); 6- Certas características de trabalho e de forma dos solos que são

causadas por fenômenos complexos de adesão e coesão das moléculas entre si: grau de

plasticidade (relação entre o limite elástico e o ponto de ruptura), grau de dureza ( relativa

resistência a deformação permanente); 7- Certas propriedades mecânicas relativamente

simples que são causadas por fenômenos complexos de adesão e coesão das moléculas entre

si: resistência a tração, resistência a compressão, resistência ao cisalhamento, coeficientes de

atrito, módulo de elasticidade; 8- Certas propriedades mecânicas compostas que são causadas

por fenômenos complexos de adesão e coesão das moléculas entre si: resistência a penetração;

capacidade de suporte; características de resistência ao preparo, características de tração,

tensões induzidas.

MACIEL (1993) considera o solo agrícola, dentro de certos limites como um material

de engenharia, sendo que a propriedade mecânicas da coesão do solo como a propriedade que

mais influi nas forças de resistência a tração do mesmo. A coesão e a densidade aparente do

solo constituem a chamada pressão passiva do solo sobre o implemento.

As propriedades dinâmicas do solo são propriedade que se manifestam através do

movimento do solo (GILL e VANDEN BERG, 1968). As propriedades dinâmicas do solo são:

Tensão no solo; deformação do solo; relações tensão/deformação; resistência do solo;

distribuição de tensão; distribuição de deformação; tensão de escoamento do solo; e

movimento de corpo rígido (GILL e VANDEN BERG, 1968).

Segundo GILL e VANDEN BERG (1968) o estudo das tensões no solo é utilizado para

descrever forças no solo, quando o mesmo é considerado como um contínuo, embora o mesmo

não o seja pois é formado por material granular e poros, no entanto esta simplificação tem

42

expressado bem os fenômenos que ocorrem, mas especial cuidado deve ser tomado quando

são muito grandes os poros,para que seja realista a descrição; A aplicação de forças no solo

geram deformações no mesmo, sendo que para estas forças serem bem conhecidas é preciso

uma apropriada descrição das deformações, MCKYES (1985), nota que o solo pode sofrer

irreparáveis escoamentos depois de pequenas deformações volumétricas ou de cisalhamento.

GILL e VANDEN BERG (1968) definem as relações tensão/deformação como fórmulas

matemáticas que expressam o comportamento observado para um momento como possíveis

reações do material granular tal como o solo quando sujeito a forças mecânicas; A resistência

do solo é a capacidade ou habilidade de um particular solo em uma particular condição a

resistir ou suportar uma força aplicada, pode ser definida como a capacidade do solo a se

contrapor a deformação, MACIEL (1993) afirma que a resistência do solo ao cisalhamento

compõe-se basicamente de duas componentes: a ângulo de atrito interno do solo e a coesão,

esta resistência é definida como a tensão que se contrapões a ruptura no plano principal de

ruptura, sendo que GILL e VANDEN BERG (1968), descreve que a falha por cisalhamento de

um solo ocorre em um plano de cisalhamento onde a tensão de cisalhamento alcança um valor

constante (c) e que é aumentado por um fator constante (tan(φ)) que multiplica a tensão

normal, a constante c é chamada de coesão do solo, e o fator (tan(φ) é o coeficiente de atrito

interno do solo, sendo o ângulo φ chamado de ângulo de atrito interno do solo; GILL e

VANDEN BERG (1968) definem que a distribuição de tensão no solo através de um meio

granular se dá através dos pontos de contato dos grãos individuais, estes pontos de contato são

aleatoriamente espaçados em várias direções, a tensão transmitida através deste material

granular não é por esta razão linear mas determinada pela direção dos pontos de contato; A

distribuição de tensão é importante para resolver a representatividade das relações

tensão/deformação; A tensão de escoamento do solo é definida como aquela tensão a partir da

qual ocorre deformação permanente, sendo que na engenharia a tensão de escoamento é

considerada como tensão de falha, também conhecida como ultima tensão, valor a partir do

qual se produz fratura ou separação, falhas em solo são muito mais complexas do que em

materiais metálicos ou frágeis, as tensões que excedem os valores limites de escoamento,

deformam o solo tal que estas tensões são redistribuídas, ou aliviam a carga, ou o solo se torna

mais forte quando o limite de escoamento não é muito excedido, existem quatro tipos de

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falhas possível em solo, e podem ser definidas em termos de comportamento

tensão/deformação: cisalhamento, compressão, tração e fluxo plástico.

A falha por cisalhamento ocorre quando a tensão de cisalhamento num corpo de solo

atinge um máximo que supera o limite de cisalhamento deste solo, formando um plano de

falha por cisalhamento onde a tensão de cisalhamento é proporcional a tensão normal à

superfície em função de uma constante relativa ao limite máximo (GILL e VANDEN BERG,

1968). Segundo KOOLEN e KUIPERS (1983), considerando um cilindro denso de solo sobre

pressão hidrostática (tensões normais principais igualadas), a composição entre duas tensões

que são essencialmente ortogonais, gera um tensão de cisalhamento oblíqua e no mesmo plano

formado pelas mesmas, se uma das tensões principais normais aumentar de intensidade

enquanto outra se mantém constante o cilindro de solo quebrará, num determinado valor das

tensões o plano de fratura estará entre 45o e 60o da tensão que varia. Em geral quando o solo é

movimentado por alguma ferramenta ao longo de uma superfície formando um fluxo de solo,

este fluxo tem duas componentes de direção o que pode induzir a planos de fratura em ângulos

de 45o , (KOOLEN eKUIPERS, 1983).

A falha por compressão é associada a um volume de carga aplicada ao solo, falha por

tração quando uma tensão de tração atinge um valor máximo que supera o tensão ultima do

solo produzindo a separação completa do corpo de solo, expressar a falha por tração em

termos preciso é difícil devido a porosidade do solo (GILL e VANDEN BERG, 1968).

A falha por fluxo plástico é aquela onde a quebra e o desenvolvimento de superfícies

de falha por cisalhamento ocorrem pelo fluxo do solo em volta de alguma ferramenta,

mantendo-se essencialmente uma massa contínua com apenas um plano de vão livre por onde

passou a ferramenta, assim a falha por fluxo plástico pode ser definida em termos de falha por

cisalhamento mesmo a ação física sendo totalmente diferente (GILL e VANDEN BERG,

1968).

GILL e VANDEN BERG (1968) definem que as ações que ocorrem em um corpo de

solo finito ao ser trabalhado por alguma ferramenta podem ser consideradas como

movimentando um corpo rígido, assim as forças internas deste corpo rígido de solo podem ser

negligenciadas, sendo que as relações que descrevem esta simplificação envolvem momentos,

desde que um rígido corpo de solo definido com massa e movimentando-se tem uma

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velocidade, definem um momento (quantidade de movimento), além das propriedades do solo:

atrito, abrasão, adesão.

A maior dificuldade da dinâmica do solo é que os parâmetros dinâmicos não são

isolados mas interferem-se. GILL e VANDEN BERG (1968), afirmam que: “a cruz do dilema

da dinâmica do solo é: se todos os parâmetros dinâmicos pudessem ser medidos com sucesso,

consideráveis progressos poderiam se feitos no desenvolvimento de descrições quantitativas

do comportamento destes parâmetros.”

Os principais parâmetros dinâmicos do solo são: cisalhamento, tração, compressão,

fluxo plástico, atrito, e adesão (GILL e VANDEN BERG, 1968).

Desde que os parâmetros dinâmicos e as propriedade dinâmicas do solos sejam

conhecidos é possível conhecer e medir os comportamentos dinâmicos do solo: Ruptura,

abrasão, e movimentação de partículas.

Quando solos frágeis são deformados severamente, o resultado é uma quebra ou

ruptura, esta ruptura é causada por falha por cisalhamento, falha por tração, forças de impacto,

e possivelmente por outras distribuições complexas entre uma ferramenta e o solo, quando a

resistência do solo é pequena, várias ações de preparo de solo criam a mesma ação final,

quando a resistência do solo é grande diferentes condições finais são alcançadas (GILL e

VANDEN BERG, 1968).

A dinâmica ação do solo deslizando sobre uma superfíce de metal (Abrasão), envolve

mais do que a mecânica perda de metal devido ao atrito, sobre altas cargas normais, as

partículas do solo arranham, cortam, cinzelam qualquer superfície, sendo que a interação entre

o solo e o metal durante a abrasão é altamente complexa (GILL e VANDEN BERG, 1968).

O solo pode ser invertido por um arado, nivelado ou quebrado por uma grade de

discos, sendo que os movimentos das partículas do solo tem localização relativa em diferentes

parte do solo, podendo indicar características das camadas de solo movimenta, assim o estudo

da movimentação do solo em detalhes requer o uso de um referencial tal que posições iniciais

e finais possam ser identificadas, a deformação provê um rigoroso modelo para descrever

movimentos do solo, no entanto a matemática se torna muito complexa, sendo que o

movimento do solo tem sido usado para observações qualitativas do comportamento de

interações do solo e alguma ferramenta (GILL e VANDEN BERG, 1968).

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Os efeitos dinâmicos de ferramentas deslocando-se a altas velocidade no solo podem

ser definidos por dois mecanismos que causam os principais efeitos nas forças requeridas para

mover os solo: aceleração contínua de massas de solo; e alteração da resistência do solo em

altas taxas de cisalhamento (MCKYES, 1985).

Quando um plano inclinado se movimenta através de um solo ao longo de um

caminho reto, as reações do solo sobre a ferrametna causam falhas no solo, formando

pequenos blocos de solo, sendo que quatro comportamentos ocorrem: atrito solo/metal, falha

por cisalhamento, força de aceleração para cada bloco, e resistência ao corte, sendo que os

principais comportamentos são atrito solo/metal e falha por cisalhamento e resistência ao corte

GILL e VANDEN BERG, (1968). KOOLEN e KUIPERS (1983), afirmam que a tensão de

cisalhamento que ocorre em casos de falhas por cisalhamento tem como componente uma

tensão tangencial gerada devido ao atrito da superfície da ferramenta com o solo, portanto a

falha por cisalhamento é amplamente influenciada pelo atrito solo/metal, tanto que GILL e

VANDEN BERG, (1968) consideram como o mais preciso modelo para o tratamento das

falhas por cisalhamento um sistema de duas equações: uma relativa a resistência ao corte e

outra relativa a composição atrito solo/metal e efeitos tensoriais da falha por cisalhamento.

Segundo UPADHYAYA (1994) os fatores que influem nas forças requeridas para o

solo deslizar sobre outro material são: textura do solo; umidade do solo; porosidade do solo;

dureza do material; caminho de deslizamento entre uma partícula do solo e a forma geométrica

do material; velocidade de deslizamento; tipo de material; nível de tensão normal; rigidez do

sistema carregado (solo/ferramenta); rigidez do solo; carga quase estática; deslizamento

cinemático; valores máximos de tensão normal durante a ação; e picos máximos e mínimos de

tensão normal.

As vezes as tensões de cisalhamento entre a interface solo/material são tão grandes que

o deslizamento do solo por sobre a ferramenta não ocorre, sendo formado um bloco de solo

que se move juntamente com a ferramenta, tem-se então o fenômeno da aderência, isto ocorre

devido a formação de planos alternativos de cisalhamento entre o solo e a interface solo/metal

que se desenvolvem dependendo da razão entre a resistência ao corte contra ao deslizamento

ao longo do metal e a resistência interna do solo (KOOLEN e KUIPERS, 1983).

Segundo SOEHNE (1956) citado por GILL e VANDEN BERG (1968), a inclinação

da ferramenta (ângulo de corte) que causa a menor resistência ao corte em função da adesão e

46

coesão do solo é em torno de 15o. KAWAMURA (1952) citado por GILL e VANDEN BERG

(1968) determinou experimentalmente que para ferramentas operando em profundidade rasas,

a menor resistência do solo se dá em torno de 25o, e em casos de operações profundas a menor

resitência ocorre a 15o.

KAWAMURA (1952) citado por GILL e VANDEN BERG (1968), investigou os

planos de falha por cisalhamento que ocorrem resultantes da separação dos blocos de solo,

sendo que foi observado que estes planos se dão como curvas, e que estas curvas em algumas

ocasiões se estendem abaixo da mais baixa parte da ferramenta, foi notado que com o aumento

da velocidade de deslocamento o ângulo do plano de falha também se altera, sendo que este

ângulo foi denominado como ângulo de cisalhamento médio do solo, outro aspecto do trabalho

foi que com a mudança do ângulo de corte o ângulo de cisalhamento do solo também muda,

sendo que os maiores ângulos de cisalhamento do solo ocorrem com ângulos de corte em

torno de 15o.

KAWAMURA (1952) citado por GILL e VANDEN BERG (1968), deduziu

numericamente de seu modelo teórico misto Coulomb/Rankine que envolve a propriedade

dinâmica do fluxo plástico, que as tensões tangenciais na superfície de deslizamento do solo

(plano de falha por cisalhamento), são iguais a componente horizontal da resistência a tração

da ferramenta, portanto quanto maior o ângulo de cisalhamento médio do solo, menor a

resistência a tração.

Segundo GILL e VANDEN BERG (1968) o corte do solo é definido como a completa

separação do solo em distinto corpos separados por deslizamento, tal que não resulte em

qualquer outro tipo de falha senão ao cisalhamento, tal que o grau de confinamento da

ferramenta ( nível de recobrimento da ferramenta pelo solo, diretamente ligada a profundidade

de operação), cause falhas por cisalhamento que alcancem a superfície do solo trabalhado.

KOSTRITSYN (1956) citado por GILL e VANDEN BERG (1968), descreve o movimento do

solo próximo a superfície como um ação esmigalhadora com a formação de corpos de solo

deslizado com a forma de lua crescente.

A exploração das ações do sistema solo/ferramenta tem mostrado que a variação de

fatores na geometria da ferramenta podem ser associados com o comportamento do solo

trabalhado, variações na geometria do sistema solo/ferramenta resultam em requerimentos

diferentes de tração e em diferentes reações do solo, usualmente a ferramenta é introduzida

47

dentro do solo é todas as falhas ocorrem no solo mais no que na ferramenta, por esta razão o

modo da ação do solo, suas forças,as distribuições de tensões e varias reações podem ser

controladas pela variação da geometria da ferramenta (GILL e VANDEN BERG, 1968).

GILL e VANDEN BERG (1968) afirmam que enquanto as ferramentas tem suas

formas fixas, suas relações geométricas de contatos com o solo podem ser alteradas com

respeito a superfície do solo, e suas direções de viagem e modos de operação, como

conseqüências as forças aplicadas ao solo pela ferramenta podem variar consideravelmente,

assim como suas reações. O ângulo de ataque ( aquele formado lateralmente em relação ao

plano vertical, também chamado ângulo de lado) tem menor influência na resistência ao corte

que o ângulo de corte, essencialmente o aumento do ângulo de ataque até aproximadamente,

entre 40o e 50o tem-se uma diminuição da tração necessária ao corte, depois destes valores a

tração se torna constante para aumentos de valores (KABURAKE e KISU, 1959, citados por

GILL e VANDEN BERG (1968)).

A energia de ferramentas de solo quando dentro do solo causa os efeitos desejáveis,

tais como cortar, quebrar, inverter e movimentar o solo devido a ação de lâminas (SAIMBHI,

2004).

Devido as lâminas prepararem o solo linearmente e continuamente, o preparo do solo

pode ser considerado como um processo de deformação contínuo (KATAOKA, 2002).

Segundo KATAOKA (2002), as forças distribuídas pelas lâminas de preparo de solo

geram fissuras no solo que são dependentes da velocidade de operação, sendo que a dinâmica

destas lâminas e o comportamento do solo tem comportamento primário muito complexo.

ELNOR (2004) afirma que experimentalmente as condições iniciais do solo, a

geometria da lâmina, o coeficiente de atrito solo/metal, o ângulo de corte, e a profundidade de

corte influenciam grandemente a produtividade da máquina.

O comportamento mecânico da matriz granular dos solos, pode ser modelado pela

teoria da Hipoplasticidade, que afirma que as propriedades do solo podem ser descrita pela

formulação de equações simples da mecânica baseada em armações e vigas consideradas

emaranhadas, (KOYMBAS, (1999), citado por ELNOR (2004). Esta teoria tem explicado

vário aspectos do comportamento mecânico do solo, tais como falhas por cisalhamento,

dependências intervariáveis de parâmetros, coesão e estados críticos, além disso os modelos

hipoplásticos possibilitam simulações com corpos de solos com variações de densidade no

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corpo de solo, configurações de espaços vazios, efeitos da água nos poros, etc (ELNOR,

2004).

Segundo ROSA (1997) a teoria da hipoelasticidade em linhas gerais representa

comportamentos onde o material tem incrementos de suas características elásticas, explicando

tendências como as do solo de modificarem suas propriedades ao longo de um carregamento,

seus modelos constitutivos tem a vantagem de se baseiarem em formas de incrementação

suaves durante todo o carregamento.

ROSA (1997) expões que o comportamento do solo pode ser descrito por outras duas

teorias: a teoria da viscoelasticidade e a teoria da viscoplasticidade. A teoria da

viscoelasticidade adiciona aos modelos hipoelásticos comportamentos de amortecimento dos

carregamentos, sendo que o tempo de carregamento é considerado em função das taxas de

aplicação de carga. A teoria da viscoplasticidade alia componentes reológicos e de

viscoelasticidade, sendo uma teoria composta por tratamentos referentes ao grau de

deformação e as propriedades viscosas e elásticas do solo, o que induzem a comportamentos

dependentes do tempo e da deformação plástica do material

Segundo WIERMANN (2000), quando se aplica forças nos solos, estes reagem de

diferentes modos, de acordo com a distribuição, orientação e magnitude das tensões internas

geradas, assim a extensão das deformações pode ser descrita por relações tensão/deformação,

que podem descrever a deformação plástica irreversível de uma deformação elevada

fortemente aumentada se as tensões internas excedem a resistência interna do solo.

KOOLEN e KUIPERS (1983), expressam que a experiência deduz que a operação de

preparo de solo é influenciada pela rigidez e resistência do solo, portanto GITAU (2005)

considera que a movimentação de uma ferramenta faz com que o solo escoe e falhe, resultando

na propagação de planos de falha da ponta da ferramenta para a superfície do solo.

Desde que o solo comece a escoar, a magnitude das forças requeridas alcançam um

nível residual como o solo, enquanto na ponta da ferramenta se alcança um estado crítico

permanente em termos de deslizamento do solo e deformação irreversível, ou falha plástica,

este ciclo de picos e forças residuais repetem-se com a ação de novos planos de falhas gerados

pela ferramenta se movimentando sob o solo, a freqüência e a magnitude dos picos dependem

da velocidade de operação da ferramenta (GITAU, 2005)

49

Segundo ALUKO (2004) o solo pode ser considerado como uma estrutura emaranhada

de vigas e armações, sendo que este emaranhado é influenciado pela densidade aparente, pela

coesão , pela umidade do solo, e por secreções orgânicas, as diferentes formas que o solo pode

se emaranhar diferem entre si, pela geometria e pelo grau de empacotamento entre si, de tal

forma que em uma deformação, ocorrem mudanças de estruturas.

Estas estruturas emaranhadas são particularmente úteis para entender os processo de

fratura no solo, o processo básico de fraturas envolve a quebra de laços entre o emaranhado de

solo, quando o emaranhado é duro e a quebra de laços é fraca o solo se fratura como a maneira

de um material frágil (vidro), por outro lado quando o emaranhado é forte quando comparado

a resistência interna pode tornar-se distorcido sem se quebrar, a ocorrência das fraturas são

importantes e os processos pertinentes a seu desenvolvimento e gerenciamento da estrutura do

solo são bem descritos na literatura específica, sendo que a resistência a fraturas de uma solo é

considerada limitada pela fraqueza de seus laços em relação a trações críticas(ALUKO, 2004).

ALUKO (2004) afirma que a ocorrência de fraturas em um solo cortado é um problema

essencialmente elástico, e pode ser modelado usando métodos da mecânica de fraturas em

materiais elasto-frágeis. IBARRA (2005), afirma que estes modelos predizem claramente três

zonas de fratura: zona de fratura por tração, zona de fratura por cisalhamento e zona sem

fraturas, a zona de fratura por cisalhamento se dá através de planos de expansão por

cisalhamento, sendo que ocorrem simultaneamente às fraturas por tração, que produzem

aberturas nos segmentos do solo de maneira radial com a seção de corte, enquanto que as

falhas por cisalhamento produzem-se através de linhas radiais que deslizam pela seção de

corte. O requerimento de tração de uma ferramenta para causar uma falha de solo desejada

depende do padrão de falha característica do solo, da ferramenta, do tipo de solo e dos

parâmetros dinâmicos deste solo (KARMAKAR, 2005).

Segundo KARMAKAR (2005) observações visuais, analíticas e experimentais da

propagação das fissuras do solo tem os seguintes comportamentos: 1-a propagação das fissuras

desenvolvem-se de forma não linear, demonstrando a não linearidade das características do

solo; 2- o início da fissura se dá através de uma fina abertura à base da ferramenta; 3- o

desenvolvimento das fissuras é distinto dependendo da profundidade e da velocidade de

operação; 4- fissuras do solo indicam quatro distintas fases: a) compressão do solo; b) início

da fissura; c) propagação da fissura; d) crescimento da fissura ou falha plástica.

50

Segundo KARMAKAR (2005) a melhor forma de entender o mecanismo da interface

solo/ferramenta é correlacionando o comportamento reológico do solo com suas características

dinâmicas (considerando um solo como fluído). Segundo HILLEL (1980), a reologia é o braço

da ciência que estuda tudo que concerne a todos os tipos de deformação. KARMAKAR(2005)

afirma que a reologia do solo é muito complexa, no caso de fluídos newtonianos como a ar e a

água, a relação entre a tensão de cisalhamento versus a razão de cisalhamento é linear, o solo

por outro lado não é um fluído newtoniano, portanto suas moléculas e partículas tem taxas

variáveis de deformação, perfazendo relações não lineares, apenas em certos estágios dos

processos que nele agem, tem-se deformações constantes, no entanto em avaliações

experimentais concluiu-se que modelos visco-plástico lineares, podem descrever a deformação

do solo sobre tensões em regime permanente, já em casos em que a relação tensão versus taxa

de tensão não é linear, devido a não linearidade do solo induz-se uma diferença entre a tensão

total e a tensão de escoamento do solo.

51

2.9-Ferramenta de Preparo de Solo Conservacionista “Paraplow”

Segundo a SOIL SCIENCE SOCIETY OF AMERICA (2005), o “paraplow” é um tipo

de não inversivo implemento de subsolagem projetado para aumentar a força de quebra

estrutural do solo na direção lateral, usando superfícies de subsolagens largas no sentido

transversal a translação, e anguladas paragonalmente para a elevação do solo.

CHANG ( 1990, e 1994 ) conduziu uma série de estudos para melhor conhecer as

características de desempenho e projeto de alguns tipos de escarificadores e subsoladores.

Estes equipamentos vem sendo utilizados mundialmente, substituindo os convencionais tipos

de arados e grades ( KALILIAN 1988 ).

ALBIERO e CHANG (2000), construíram um Paraplow para testes mostrado na

Figura 2 , consiste num conjunto de duas lâmina montadas, sendo que a lâmina inferior esta

soldada num ângulo oblíquo em relação lâmina superior presa ao suporte, a lâmina inferior

possui dois ângulos de inclinação, respectivos a um ângulo formado no plano vertical( ângulo

de ataque) , o outro no plano horizontal(ângulo de corte). a lâmina superior que é presa ao

suporte tem um ângulo de corte de 30o seguindo sugestão de TUPPER (1998), lâmina inferior

está soldada em relação a direção de translacão e na direção ortogonal a translação no plano

horizontal num ângulo de 45º em relação à lâmina superior que é presa ao suporte, o objetivo

da lâmina inferior é cisalhar o solo numa composição de tensões que levem-no a se elevar

ocasionando o rompimento no ângulo natural de ruptura (KOOLEN e KUIPERS, 1983),

segundo UPADHYAYA et al. (1994), isto ocorre devido a interação solo/ferramenta que

condiciona o quantitativo grau de deformação suficiente para resultar em mecanismos de

falha. A lâmina inferior possui dois ângulos de inclinação, respectivos a um ângulo formado

no plano vertical (ângulo de ataque) de 45o e o outro no plano horizontal (ângulo de corte) de

15o, ambos para para redução da resistência a tração, GILL e VANDEN BERG (1968).

Segundo SOIL TECHNOLOGY GROUP OF UNIVERSITY OF WAGENINGEN

(2005), o “paraplow”foi desenvolvido no Reino Unido para descompactar camadas de solo,

sendo um implemento de pequena espessura, diferindo consideravelmente dos subsoladores e

escarificadore, suas hastes são inclinadas produzindo um ângulo dianteiro e lateral de 45 o,

Figura 3 , assim o solo é levantado e conforme o movimento de translação acontece existe um

fluxo sobre as pernas laterais onde as componentes de força fazem ocorrer a descompactação

52

ao longo de rupturas naturais resultantes da tensão do corte em vez de forças compressivas.

Devido a pequena espessura do “paraplow” os resíduos de cobertura do solo são pouco

movimentados.

Figura 2. Paraplow.

Figura 3. Paraplow em ação operacional (Soil technology group University of Wageningen, 2005)

Segundo SOIL TECHNOLOGY GROUP OF UNIVERSITY OF WAGENINGEN

(2005), o “paraplow” pode ser usado para: descompactar solos; manejo de solos com cultivo

53

reduzido, ou plantio direto quando necessário; solos que não tenham características

satisfatórias (facilidade de compactar-se) para sistemas de cultivo reduzido; solo que devam

manter-se permanentemente com cobertura vegetal. O “paraplow” deixa uma cobertura de

resíduos de 67 %, enquanto que o chamado "Chiselplow" deixa um cobertura de 36 %

(ERBACH et al, 1992).

Para promover a conservação do solo, BRAGANGANOLO (1993) menciona que o

cultivo deve buscar: (1) um aumento da cobertura do solo; (2) aumento da infiltração d'água

pelo aumento do distúrbio do subsolo. Foi constatado o aumento da infiltração de água no

solo, além da preservação da cobertura de resíduos utilizando-se o “Paraplow”(ERBACH et

al,1992). Os subsoladores comuns retiram a cobertura superior de resíduos, expondo o solo

para erosão (UNITED STATES ENVIRONMENT PROTECTION AGENCY, 2005).

O "Paraplow" e outros escarificadores foram projetados para reduzir os distúrbios da

superfície superior do solo, preenchendo os requerimentos para um cultivo conservacionista.

Subsolagens profundas são limitadas pelos custos operacionais, pois o aumento da resistência

do solo é maior que o aumento da produção proporcionado pelo cultivo profundo

(HARRISON, 1990). Como mencionado por (BRAGANGANOLO, 1993), no presente

momento o "Paraplow" é o melhor equipamento de conservação de lavoura, mas requer uma

alta demanda de potência (TUPPER, 1998). CHANG (1994) em seus estudos laboratoriais do

"Paraplow", escarificador e subsolador averiguou que o "Paraplow" tem um índice específico

de tração mais alto. Então o chamado "Paraplow" é um subsolador com uma penetração

equivalente a relha de uma arado de aiveca, ou seja corta o solo horizontalmente em relação ao

sentido do movimento da ferramenta. Segundo VESETH (1987), o “paraplow” tem uma ação

de subsolagem similar ao arado de aiveca, exceto por deixar a superfície do solo sem distúrbio

e não invertendo o solo, seu propósito é descompactar o solo e outras camadas resistivas,

melhorando o crescimento das raízes, a infiltração de água e a drenagem. O solo cultivado

com o "Paraplow" é fraturado em zonas de fraqueza, ou seja, o solo é movimentado e não

invertido (ERBACH et al, 1992). Pequenas mudanças na profundidade de cultivo afetam as

forças de reação do solo (HARRISON, 1990). Para melhorar o "Paraplow", TUPPER (1998)

desenvolveu um novo modelo de "Paraplow" chamado subsolador parabólico de gaveta baixa,

que ele declarou possuir uma menor resistência à tração, melhorando o rendimento.

54

Foi constatado o aumento da infiltração de água no solo, além da preservação da

cobertura de resídiuos utilizando-se o “Paraplow”( ERBACH et al,1992).

O "Paraplow" e outros escarificadores foram projetados para reduzir os distúrbios da

superfície superior do solo, preenchendo os requerimentos para um cultivo conservacionista.

Subsolagens profundas são limitadas pelos custos operacionais, pois o aumento da resistência

do solo é maior que o aumento da produção proporcionado pelo cultivo profundo

(HARRISON, 1990).Como mencionado por (BRAGANGANOLO 1993 ), no presente

momento o "Paraplow" é o melhor equipamento de conservação de lavoura, mas requer uma

alta demanda de potência ( TUPPER 1998 ).

O “paraplow” gera fraturas adicionais no solo porque o mesmo é elevado no momento

em que sua asa lateral passa, o que diminui a densidade aparente do solo, além do

“paraplow”deixar mais resíduos do que os escarificadores (GRIFFITH, 2005).

HAMILTON (2002) em experimentos de campo com solos ricos em argila numa série

temporal de 10 meses confirma que em subsolagens utilizando “paraplow” a densidade

aparente do solo é significativamente menor do que em tratamentos usando subsoladores de

haste comum.

Somente em escarificações com “paraplow” perfil de compactação de um solo

medido através de valores de índice de cone se mostra menor ao de uma área sem tratamento,

logo após a operação, valores críticos de índice de cone por volta de 2000 kPa são encontrados

a 70 mm de profundidade em um tratamento com subsolador de haste comum, enquanto que

no “paraplow”estes valores encontram-se abaixo de 180 mm (HAMILTON, 2002)

A ruptura do solo numa escarificação com “paraplow” se dá através de linhas de

fissuras que movimentam-se ao redor de zonas de revolvimento de solo, aparentemente

formando padrões de ruptura extensiva lateral (HAMILTON, 2002).

Segundo HAMILTON (2002) em experimentos de campo as subsolagens com

“paraplow” obtiveram a maior profundidade máxima de raízes, as raízes com profundidade

máxima vertical eram 24% maiores do que em subsolagens com subsoladores de 5 hastes, em

que ocorrem ação conjugada de ruptura.

ANKEN (2004), mostrou em um experimento de campo numa série temporal de 5 anos

que os tratamentos em que foram usados subsolagens com “paraplow” houve uma

produtividade significativamente maior.

55

“Paraplow” deixam muito mais resíduos na superfície do que qualquer outro sistema de

subsolagem (MURDOCK, 2005), segundo FORE (2004), os “paraplows” deixam na

superfície do solo de 80 a 90% do resíduos vegetais não frágeis, e 75 a 85% dos resíduos

vegetais frágeis. O “paraplow” permite que seja feito o plantio direto em condições não ideais,

pois combate a compactação evitando a erosão, mantendo os benefícios da cobertura vegetal

(UNITED STATES ENVIRONMENT PROTECTION AGENCY, 2005).

O “paraplow” é útil em situações de solo compactado ou em solos com a estrutura

instável, pois gera suficientes poros no corpo do solo permitindo a infiltração da água (

KAYOMBO e LAL, (1994), citado por FRIEDICH, 2005).

ALBIERO e CHANG (2000), realizaram testes experimentais com o “paraplow” o apresentado na Figura 2 , sendo que obtiveram os resultados apresentados na Tabela 4: Tabela 4. Resultados obtidos com o “Paraplow”, (ALBIERO E CHANG, 2000).

Valor Umid.

(%)

Densid. Solo

(g/cm3)

Índice Cone (kPa)

Fx (kgf)

Fy (kgf)

Fz (kgf)

Área Mobil. (cm2)

Taxa Corte

(cm3/s)

Consumo Específico (kW*s/m3)

Máximo 21 1,27 3260 135 25 44 282 5640 676 Mínimo 15 1,17 2370 83 10 31 198 3960 497 Média 18 1,22 2568 101 17 36 234 4686 605

Des.Padrão 2 0,04 280 25 6 6 38 772 70

56

2.10-Nova Ferramenta de Preparo de Solo Conservacionista “Paraplow” Rotativo

Para melhorar a performance do "Paraplow", CHANG (2002) desenvolveu um tipo

rotativo de "Paraplow", que é a fusão entre uma enxada rotativa vertical e um “paraplow”. A

enxada rotativa vertical possibilita uma melhor mobilidade do solo no subsolo, que permite

uma maior penetração da água, o "paraplow" apenas perturba o solo horizontalmente, sem

inverter o solo, mantendo na superfície do solo os resíduos da colheita, formando uma

cobertura (CHANG, 2001), a fonte principal de energia não é a força da barra de tração, mas

o torque fornecido pela tomada de potência do trator (TDP) (CHANG, 2000).

Segundo SILVEIRA (2001) uma Enxada Rotativa Vertical é constituída de lâminas

rígidas presas a rotores giratórios, cada rotor possuindo duas lâminas, esse rotor gira no eixo

vertical assegurando que camadas inferiores e mais úmidas não sejam elevadas a superfície, as

principais vantagens da Enxada Rotativa Vertical são o bom nivelamento do terreno,

conseguindo um destorroamento uniforme em apenas uma passagem, além de muito boa ação

de mistura do solo, assim como alto rendimento operacional, sua principal desvantagem é a

exigência de uma superfície do solo livre de resíduos vegetais.

Segundo CHANG (2004) a Enxada Rotativa Vertical é um equipamento de baixo

peso em relação aos sistemas de abertura de sulcos e corte de plantas daninhas das máquinas

de plantio direto atuais, que precisam de grande força vertical. Em geral o conjunto todo pesa

no máximo 5 kg. CHANG (2004) desenvolveu modelos que não necessitam de aplicação de

força vertical externa, reduzindo desta forma a compactação, mais de 90 % energia total

utilizada é proveniente da energia rotativa de uma Tomada de Potência, que tem uma

eficiência na utilização da energia superior a 90%, em contraposição aos sistemas atuais de

implementos de tração, onde somente a energia trativa atua, com uma eficiência em torno de

50%. CHANG (2004) mostrou que utilizando-se a tomada de potência (TDP), economiza-se

energia, diminui-se a compactação e melhora o preparo do solo.

57

Figura 4. Modelos de Enxadas Rotativas Verticais (CHANG, 2004).

Tabela 5. Sistema de Força para modelos de Enxadas Rotativas Verticais (CHANG, 2004) .

ENXADAS ROTATIVAS

Indice de Cone ± C.V. (kPa) (%)

Força de Tração ± C.V. (kN) (%)

Força Vertical ± C.V. (kN) (%)

Força Lateral ± C.V. (kN) (%)

Torque ± C.V (kN*m) (%)

MODELO 1 1732 ± 22.4 0,07 ± 22.3 0,09 ± 9.0 0,12 ± 14.4 0,054± 16.0

MODELO 2 2648 ± 22.1 0,07 ± 30.1 0,22 ± 19.0 0,12 ± 11.1 0,063 ± 6.9

MODELO 3 2758 ± 13.7 0,09 ± 26.6 0,17 ± 17.5 0,08 ± 19.7 0,045 ± 36.6

MODELO 4 2567 ± 13.7 0,07 ± 18.1 0,14 ± 7.8 0,04 ± 18.7 0,10 ± 8.3

Segundo SALOKHE (2003), as enxadas rotativas tem alto rendimento de trabalho,

são de fácil operação, e criam uma superfície do solo quase plana. Segundo KATAOKA

(2002), poucos estudos da dinâmica entre solo/lâmina de enxada rotativa tem sido conduzidos,

pois as ações dinâmicas de preparo de solo conduzidas pela enxada rotativa são muito

complexas, o solo é cortado de forma periódica e pode ter a direção mudada devido a rotação

da lâmina, estes fenômenos causam vibrações com várias componentes de freqüência, que

correspondem a variação da resistência ao corte do solo, assim são produzidas fissuras e

ondulações na superfícies dos torrões de solo, a abertura da superfície dos torrões de solo

freqüentemente apresentam fissuras periódicas perpendiculares a direção do corte, a descrição

da formação dessas fissuras é altamente complexa sendo necessário a utilização análise de

fractais.

Segundo CHANG(2002), o “Paraplow”, é um dos melhores equipamentos para

cultivo conservacionista, é largamente usado na América do Norte, sendo que o "paraplow" e

outros escarificadores foram projetados para reduzir os distúrbios da superfície superior do

solo sem embuchamento com resíduos, preenchendo os requerimentos para um cultivo

conservacionista, pois mantém os resíduos vegetais sobre a superfície do solo e escarifica a

subsuperfície.

O “Paraplow” Rotativo é constituído de três “paraplows” separados em 120o, estes

paraplows contam com as mesmas características do “paraplow” já descrito no item 2.9, e na

Figura 2 (CHANG, 2001), estas lâminas são soldadas num suporte superior circular com

58

furação específica de suportes de roçadoras, visando aumentar a rigidez da estrutura da

ferramenta as lâminas inferiores laterais foram prolongadas até um tubo de apoio ao centro

com diâmetro de 20 a 60 mm, este tubo tem a função também de conduzir adubo para a linha

de plantio preparada (ALBIERO e CHANG, 2000), Figura 5 .

Figura 5. Paraplow Rotativo. ALBIERO e CHANG (2000) afirmam que o “Paraplow” rotativo pode ser utilizada no

preparo de linhas de plantio para o sistema de plantio em faixas. CHANG (2002) considerando

os ótimos resultados da nova ferramenta de preparo de solo “Paraplow” Rotativo, propôs um

novo Sistema de Cultivo Conservacionista: CULTIVO CONSERVACIONISTA EM FAIXAS

COM “PARAPLOW” ROTATIVO, que tem como principal característica uma boa

preparação subsuperficial da linha de plantio, deixando a cobertura de resíduos intacta sobre o

sulco, além de manter a superfície pouco movimentada. Dessa forma são aliadas as ótimas

característica de conservação do solo do Plantio Direto, com a grande produção alcançada pelo

sistema convencional de plantio.

No sistema de cultivo em faixas o habitat da flora e fauna do solo é apenas

parcialmente destruído (GEISSEN, 2003). O cultivo em faixas influência na porosidade total

do solo, na densidade aparente e principalmente na taxa de infiltração em relação ao plantio

direto, sendo sensivelmente superior (GEISSEN, 2003). HARTE e HORN (1992), citados por

59

GEISSEN (2003), observaram um significativo aumento na quantidade de macroporos depois

do cultivo em faixas com enxada rotativa.

LICHT (2005) afirma que um dos principais desafios no sistema de plantio direto é se

adequar a solos pobrementes drenados, ou de solos com propriedades físicas e químicas que

necessitem de alguma medida corretiva de preparo de solo, sendo que o preparo em faixas,

pode ser uma solução creando uma condição ideal de cama de sementes para a emergencia,

tendo potencial pela combinação dos benefícios do cultivo convencional e do plantio direto,

pelo distúrbio da linha de plantio, deixando a entrelinha sem distúrbio e com a cobertura

vegetal completa. O cultivo em faixas também oferece soluções para solos pela melhoria da

cama de sementes em solos pobremente drenados.

Segundo LICHT (2005) o plantio direto aumenta significativamente a compactação do

solo comparado a outros sistemas de cultivo na profundidade de até 10 cm, sendo que o

aumento da compactação está ligado diretamente ao aumento da resistência a penetração

oferecida as raízes das plantas. CROISSANT et al. (1991), citado por LICHT (2005)

determinou que solos compactados no sistema de plantio direto reduzem a produção de feijão

em 26% em relação a solos não compactados.

LICHT (2005) mostra que o cultivo em faixas conserva a umidade do solo tanto quanto

o sistema de plantio direto, em relação a resistência a penetração nas camadas superficiais do

solo até 10 cm, o cultivo em faixas tem o mesmo nível de resistência a penetração que o

plantio direto, e nas camadas inferiores 10 cm tem menores níveis.

O Novo Dragão adotará os sistema de plantio em faixas com “Paraplow” Rotativo,

além de utilizar como fonte primária de energia a Tomada de Potência de um Micro-Trator,

que tem uma eficiência muito maior do que a tradicional potência de tração, segundo ASAE (

1997) o que subentende um menor consumo de combustíveis, poluindo menos o meio

ambiente (MACIEL, 2004).

ALBIERO e CHANG (2001) comenta que o “Paraplow” Rotativo pode ter

adicionada outra função, a função de cultivador mecânico, Figura 6 , com capacidade de

penetrar no solo e cortar as raízes das plantas daninhas, mantendo os resíduos na superfície,

pois a força centrífuga resultante da rotação do equipamento no sentido ortogonal ao

movimento de translação da ferramenta não misturam os resíduos verticalmente.

60

Figura 6. “Paraplow” Rotativo e Cultivador Rotativo. O “Paraplow” Rotativo com Cultivador foi inicialmente apresentado no

“International Agricultural Engineering Conference, 2002, na China (CHANG, 2002). O

princípio de construção foi patenteado no Brasil (PI 0204930-9) e na China (In 0215566). O

conceito básico do "Paraplow" Rotativo com cultivador é realizar, em uma só passagem, 5

funções (corte de plantas daninhas, homogeneização da cobertura de resíduos, preparo da faixa

de plantio, escarificação do solo, e distribuição de fertilizantes) relacionadas com o preparo do

solo, plantio e cultivo mecânico.

Segundo MACIEL e ALBIERO (2005), propósito do “Paraplow” Rotativo é ser uma

nova ferramenta de preparo da linha de plantio, enfocado na prática conservacionista plantio

em faixas para ser adotada em máquinas de plantio, mantendo os resíduos na superfície do

solo, e aumentando o distúrbio da subsuperfície, cortando as plantas daninhas, gerando maior

porosidade na faixa de plantio, e distribuindo fertilizantes, pretende-se atingir este objetivo

utilizando-se do "Paraplow" que é um dos melhores equipamentos de conservação de solo,

mas requer uma alta demanda de potência.

MACIEL e ALBIERO (2005) testaram vários modelos de “Paraplows” Rotativos,

uma enxada rotativa vertical e um “paraplow”convencional, mostrados na Figura 7 , e nos

Gráficos 4, 5, 6, em caixa de solo e em campo. Nos testes na caixa de solo foi constatado que a

Enxada Rotativa Vertical não tem reação vertical suficiente para penetrar no solo no início da

operação, significando que é necessária a aplicação de uma força externa grande para que haja

esta penetração, já o "Paraplows" Rotativos, tem uma expressiva força vertical possibilitando

uma penetração automática devido a sua geometria que tem ação de rosca sobre o solo,

eliminando assim a necessidade de uma força externa para sua penetração.

61

Nos testes na caixa de solo com condições controladas de compactação, densidade e

umidade ( 2500 kPA, 1,1 a 1,2g/cm3, e 18 %) foi constatado que a Enxada Rotativa Vertical

não tem reação vertical suficiente para penetrar no solo no início da operação, significando

que é necessária a aplicação de uma força externa grande para que haja esta penetração, já o

"Paraplows" Rotativos, tem uma expressiva força vertical possibilitando uma penetração

automática devido a sua geometria que tem ação de rosca sobre o solo, eliminando assim a

necessidade de uma força externa para sua penetração. O "Paraplow" Rotativo Modelo 1 não

teve sucesso em campo, pois raízes e resíduos enrolaram-se na ferramenta. O "Paraplow"

Rotativo Modelo 2, foi desenvolvido tentando-se evitar o problema das raízes, mas teve

grande consumo energético, portanto sua geometria foi abandonada. Os "Paraplows" Rotativos

Modelos 3 e 4 obtiveram resultados satisfatórios tanto em campo como na caixa de solo, sendo

possível optar-se entre dois modelos com diferentes diâmetros do tubo central (60 ou 25 mm),

o modelo de menor diâmetro tem um consumo energético 21% menor em relação ao de

diâmetro maior, foi constatado que para estas geometria o limite de distância entre facas

verticais é de 170 mm, menores valores acarretam o enrolamento de raízes e resíduos. O

"Paraplow" Rotativo Modelo 5 teve o melhor resultado na caixa de solo, no entanto não

obteve bom desempenho no campo, pois a geometria curva da lâminas aumentou o

enrolamento de raízes e resíduos. O "Paraplow" Rotativo Modelo 6 teve ótimo desempenho

operacional em campo, sendo que foram possíveis distâncias entre lâminas entre 100 e 50 mm,

não ocorrendo enrolamentos de resíduos e raízes, no entanto este modelo teve um alto

consumo energético como constatado pelos Gráfico 4, Gráfico 5, Gráfico 6. Em todos os testes

foi possível averiguar que os "Paraplows" Rotativos mantém a cobertura de resíduos sobre o

sulco. O "Paraplow" de Tração tem menor consumo energético, mas sua função não é preparar

uma linha de plantio, mas subsolar o solo, para trabalhar área equivalente aos "Paraplows"

Rotativos são necessários um par de "Paraplows" de Tração, portanto a requisição de força de

tração dobra, considerando a baixa eficiência no aproveitamento da energia de tração ( 50%),

tem-se perda de energia, além do sulco não estar preparado para plantio, (MACIEL e

ALBIERO, 2005).

62

Figura 7. “Paraplows” Rotativos avaliados.

MACIEL e ALBIERO (2005), afirmam que a junção de todos os componentes em

um eixo vertical rotativo possibilitou um equipamento de baixo peso em relação aos sistemas

de abertura de sulcos e corte de plantas daninhas das máquinas de plantio direto atuais, que

precisam de grande força vertical. O conjunto todo pesa no máximo 5 kg, e não necessita de

aplicação de força vertical externa, reduzindo desta forma a compactação do solo. Mais de 90

% energia total utilizada é proveniente da energia rotativa através da uma Tomada de

Potência, que tem uma eficiência na utilização da energia superior a 90%, em contraposição

aos sistemas atuais, onde somente a energia trativa atua, com uma eficiência em torno de 50%

(ASAE, 1997). O “Paraplow” funcionou bem com um micro-trator de 9 kW ( um “Paraplow”

Rotativo) e um pequeno trator de 22 kW (dois “Paraplow” Rotativos). Os sulcos produzidos

possuíam as interessantes características para o plantio em faixas de terem uma área superior

movimentada pequena, enquanto que a área inferior do sulco é grande, gerando uma seção

transversal trapezoidal bem preparada para o plantio, além de possuírem uma área de fissuras

no solo expressiva.

63

Potência Exigida pelas Ferramentas

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

Enxada Rot.Vertical

Paraplow Rot.1

Paraplow Rot.2

Paraplow Rot.3

Paraplow Rot.4

Paraplow Rot.5

Paraplow Rot.6

ParaplowTrativo

Modelo de Ferramenta

Pot

ênci

a (k

W) Pot. Rotativa

Pot. Trativa

Gráfico 4. Potências requeridas pelos “Paraplows” Rotativos, (MACIEL e ALBIERO, 2005).

Potência Específica Requerida pelas Ferramentas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

Enxada Rot.Vertical

Paraplow Rot. 1 Paraplow Rot. 2 Paraplow Rot. 3 Paraplow Rot. 4 Paraplow Rot. 5 Paraplow Rot. 6 Paraplow Trativo


Pot

ênic

a E

spec

ífic

a (k

W/m

3/s)

Gráfico 5. Potência Específica Requerida pelos “Paraplows” Rotativos, (MACIEL e ALBIERO, 2005).

64

Taxa de Corte da Ferramenta

0

0,002

0,004

0,006

0,008

0,01

0,012

Enxada Rot.Vertical

Paraplow Rot. 1 Paraplow Rot. 2 Paraplow Rot. 3 Paraplow Rot. 4 Paraplow Rot. 5 Paraplow Rot. 6 Paraplow Trativo


Tax

a de

Cor

te (

m3/

s)

Gráfico 6. Taxa de corte alcançadas pelos “Paraplows” Rotativos, (MACIEL e ALBIERO, 2005).

65

2.11-Conceitos Básicos de Avaliação de Máquinas de Preparo de Solo

Segundo MIALHE (1996), avaliação de máquinas de preparo de solo tem por

finalidade intrínseca a mensuração das mudanças ocorridas no solo, resultantes da aplicação

de forças pelos órgãos ativos (ferramentas) das máquinas e implementos de preparo de solo,

que se caracterizam pela aplicação orientada destas forças sob diferentes condições

edafoclimáticas, essa mensuração abrange medidas de ordem qualitativa, quantitativa e de

eficiência operacional.

Segundo MIALHE (1974), desempenho operacional é um complexo conjunto de

informações que definem, em termos qualitativos e quantitativos, os atributos da maquinaria

agrícola quando executam operações sob determinadas condições de trabalho. De acordo com

MIALHE (1996), a avaliação de desempenho de máquinas pode ser entendido como fontes

supridoras de dados para tomada de decisão sobre manejo adequado, seleção racional e

garantia de qualidade. HUNT (1986) citado por GOMES e MACIEL (2002) relata a grande

importância nos estudos voltados para a avaliação de desempenho operacional de máquinas

agrícolas. O autor comenta que principalmente na agricultura, necessita-se contar com uma

espécie de sensibilidade e as condições meteorológicas; devendo portanto, realizar as

operações com um mínimo de desperdício e com uma máxima eficiência.

Segundo DALLMEYER (1983) citado por MELLO e MAGALHÃES (1993) existem

poucos países em que são realizados ensaios de campo de equipamentos de preparo de solo,

não existindo normas de ensaio internacionais.

GOMES e MACIEL (2002) afirmam que inúmeros são os trabalhos voltados para a

área de avaliação do desempenho de máquinas e várias são as formas de avaliação,

principalmente quantitativa. Com relação à avaliação qualitativa, SMITH (1993) citado por

GOMES e MACIEL (2002) comenta que este método de avaliação permite que se agrupem e

examinem informações distintas, que escapam à maioria das formas de medição precisa.

GOMES E MACIEL (2002) descrevem que dados provenientes desses métodos ajudam a

validar medidas quantitativas. A análise qualitativa é um bom primeiro passo, particularmente

em programas novos ou em desenvolvimento. Para conhecer uma escala de medida para um

fenômeno qualitativo, o pesquisador deve considerar o referencial teórico relativo à

mensuração de eventos qualitativos e as características de seu objeto de estudo. A

66

representação numérica deve sugerir o que sejam as manifestações esperadas desse objeto,

segundo o universo e conhecimento disponível sobre ele.

Neste trabalho os parâmetros utilizados para a avaliação do preparo do solo são:

rugosidade superficial do solo; resistência a penetração; coesão e atrito interno do solo; área

mobilizada; empolamento do solo; densidade aparente do solo; caracterização da estrutura do

solo; estabilidade de agregados do solo; e teor de água do solo

ROSA (1997) afirma que a qualidade do trabalho de preparo de solo dentro de uma

área pode ser avaliado através da determinação da superfície de partículas por volume de solo,

além de medidas de densidade aparente antes e depois do processo de corte.

Segundo extensa revisão de MEDEIROS (2002), a influência do sistema de preparo e

manejo sobre uma série de características físicas do solo tem sido investigada por vários

autores (GUIMARÃES, 2000, DE MARIA et al., 1999, URCHEI et al., 1996, CASTRO,

1995, LUCARELLI, 1997, DANIEL et al., 1996), e os parâmetros mais estudados são os que

afetam a capacidade de armazenamento de água no solo como a textura, a estrutura, a

porosidade e a densidade. Conseqüentemente, o consumo de água pelas plantas e o manejo da

irrigação, os quais são dependentes da capacidade do solo em armazenar e distribuir a água na

zona radicular, também são afetados pelo sistema de preparo e manejo dado ao solo.

BENEZ (1983) citado por FIGUEIREDO e MAGALHÃES (1991), sugere que as

pesquisa que envolvem operações de cultivo mínimo sejam feitas avaliações que considerem

os parâmetros importantes para a operação avaliada, tais como: registro de plantas invasoras, e

características do solo após a operação. FIGUEIREDO e MAGALHÃES (1991), afirmam que

a cobertura do solo por resíduos da cultura anterior desempenha um papel fundamental na

conservação do solo e da águas.

MELLO e MAGALHÃES (1993), descrevem qeu a rugosidade na superfície em um

solo preparo do influência a quantidade de água que pode ficar retida nas depressões durante e

após uma chuva, as pequenas depressões retêm por mais tempo a água empoçada na superfície

retardando o início do escoamento, além disso reduzem a velocidade e a energia cinética do

escorrimento, diminuindo assim o arraste e a dispersão de agregados pela enxurrada. A

rugosidade superficial é relacionada com a facilidade com que se formam crostas superficiais

durante um chuva, à resistência destas crostas e as trocas de calor entre o solo e a atmosfera

(SOUZA (1983), citado por MELLO e MAGALHÃES (1993))

67

Segundo ALMARAS et al. (1966) citado por MELLO e MAGALHÃES (1993),

existem dois tipos de rugosidade produzidos por máquinas e implementos de preparo de solo:

1- Rugosidade orientada, causada por sulcos ou camaleões e por ondulações no relevo como

leivas de aração ou sucos de escarificador; 2- Rugosidade aleatória, que é uma ocorrência

casual de picos e depressões na superfície do solo, sem que se possa distinguir a direção em

que a operação foi realizada. Segundo MELLO e MAGALHÃES (1993), operações de

preparo secundário como gradagens, cultivações e aplainamento reduzem a rugosidade e a

cobertura do solo obtidas no preparo primário, a rugosidade superficial tende a decrescer

naturalmente pelo impacto da chuva, secagem, umidecimento do solo e pela erosão.

DALLMEYER et al. (1989) citado pro MELLO e MAGALHÃES (1993), concluiu

que: o índice de rugosidade pode ser aplicado para estudos das relações máquina/solo;

diferentes ferramentas podem trazer efeito similar na rugosidade superficial; e que o teor de

água do solo no momento do preparo afeta significativamente a rugosidade superficial,

aumentando pouco com baixos teores e linearmente com o aumento do teor de água, acima do

limite plástico do solo; a porosidade do solo afeta a rugosidade de maneira inversamente

proporcional; maiores resistências do solo aumentam a rugosidade quando o solo está com

baixo teor de água no momento da operação.

Os resultados experimentais sugerem que uma metodologia com sucesso para prever

as características de deformação do solo em termos de umidade do solo e densidade aparente

deveria ser baseada no índice de cone do solo, pois a resistência do solo a penetração de

ferramentas depende da mecânica do solo, e das propriedades físicas do mesmo, que afetam o

grau de compactação, densidade aparente e umidade, portanto uma forma simples de se

comparar as condições do solo para estudos de tração de ferramentas é a determinação do

Índice de Cone, (WELLS, 1978). O índice de cone é uma medida de resistência a penetração

de um perfil de solo de um cone circular reto, e é computado como um valor médio para um

intervalo de profundidade (KNIGHT e FREITAG, 1962). Penetração no solo pode ser descrita

como a composição de comportamentos relativos ao solo que usualmente falha pela

combinação de corte, deformação, compactação e fluência (plasticidade) deste solo. Estes

comportamentos estão diretamente relacionados com a umidade e a densidade deste solo,

(GILL e VANDEN BERG, et al, 1968).

68

Ponto importante a ser analisado é a relação entre a fricção e adesão do solo com o

material da ponta do penetrômetro. A experimentação mostra que o coeficiente de atrito é:

independente da carga normal; independente da área da superfície e independente da

velocidade de deslizamento, no entanto nenhuma destas condições é completamente

verdadeira para o solo, mas representam a combinação de comportamentos, propriedades e

fatores relativos a este solo (GILL e VANDEN BERG, et al, 1968). Fator que afeta o atrito do

solo contra outro material é a adesão, relacionada diretamente com a umidade do solo, seus

efeitos aumentam a força necessária para deslizar uma superfície de metal contra o solo,

assim a adesão é interpretada como uma mudança do coeficiente de atrito, experimentalmente

esta mudança gera um coeficiente aparente de atrito maior do que o coeficiente verdadeiro de

atrito (GILL e VANDEN BERG, et al, 1968).

Segundo MELLO e MAGALHÃES (1993), a análise dos valores da resistência à

penetração ao longo do perfil do solo, antes e depois do preparo pode ser usada para verificar a

grau de mobilização do solo, identificar camadas e maior resistência, determinar a eficiência

residual de implementos, e avaliar o potencial para desenvolvimento de raízes.

AYRES e PERUMPRAL (1982) citados por MELLO e MAGALHÃES (1993) afirma

que o valor máximo para o índice de cone é obtido a um teor de umidade específico para cada

tipo de solo, sendo que este valor aumenta com o aumento no teor de argila do solo.

O índice d cone é afetado pelo sistema de preparo de solo, existindo variação em

função do tipo de solo, os métodos que apresentam maior mobilização apresentam menor

resistência a penetração e maior zona para desenvolvimento de raízes (MELLO e

MAGALHÃES, 1993).

PAYNE (1956) citado por MACIEL (1993) reportou que a coesão é a propriedade do

solo para a qual é mais sensitivo a força de tração, variando entre uma faixa defijida e sendo

proporcional à profundida de trabalho, sendo que as forças de coesão e densidade global do

solo constituem as componentes da chamada pressão passiva do solo sobre o implemento.

MACIEL (1993) estabelece que a resistência do solo ao cisalhamento compõe-se

basicamente de duas componentes: o ângulo de atrito interno e a coesão. Quanto maior a

atividade da argila, maior será a contribuição da coesão à resistência do solo ao cisalhamento,

devido ao valor máximo desta ser proporcional ao índice de plasticidade do solo. LARSON e

ALMARAS (1971) citados por MACIEL (1993) verificaram que o ângulo de atrito interno do

69

solo e a coesão aumentam com o acréscimo da densidade global; diminuem com o aumento do

teor de água.

MACIEL (1993) afirma que a interação ferramenta/solo deve-se a dois fenômenos: a

resistência do solo ao cisalhamento e o atrito solo/metal que aumenta com o aumento da taxa

de cisalhamento; a força requerida para acelerar o solo até certa velocidade depende da

velocidade da ferramenta e da geometria de ruptura do solo.

A resistência de um solo à deformação por compressão ou deformação por

cizalhamento está determinada, segundo ASHBURNER e SIMS (1984) citado por MAIA e

DANIEL (1999), por sua resistência mecânica, que consiste em dois componentes: resistência

coesiva e resistência friccional. Os valores variam consideravelmente e dependem do conteúdo

de umidade, tamanho das partículas, tamanho e forma dos agregados e o grau de consolidação.

Estes fatores existem em tantas combinações que somente a medição direta dos componentes

de coesão e fricção podem permitir predizer a resistência verdadeira de um solo em uma

determinada condição. O conceito de atrito entre sólidos está fundamentalmente ligado ao

movimento: o atrito surge quando se verifica tendência ao movimento. Tendo em conta que só

há movimento, por ação de forças, pode-se entender, segundo BARATA (1984) citado por

MAIA e DANIEL (1999), o atrito como sendo uma força resistente que se opõe à força

provocadora do deslocamento. Sob a denominação genérica de atrito interno de um solo,

inclui-se não só o atrito físico entre suas partículas, como o atrito fictício, proveniente do

entrosamento de suas partículas; nos solos não existe uma superfície nítida de contato, ao

contrário, há uma infinidade de contatos pontuais (CAPUTO, 1973) citado por MAIA e

DANIEL (1999). Do ponto de vista mecânico, é conveniente definir os esforços aos quais está

sujeito um solo, em termos de tensão, compressão e corte por cizalhamento. Qualquer sistema

de esforços complexos pode sempre resultar nestes três tipos de forças. O corte do solo em

função de uma ferramenta de preparo depende dos parâmetros de resistência na superfície de

corte, que consiste de uma interface solo/solo e outro normalmente de solo/metal

(ASHBURNER e SIMS, 1984) citado por MAIA e DANIEL (1999). Conforme expõe

MACIEL (1993), a resistência é definida como sendo a tensão de cizalhamento atuante sobre

o plano principal de ruptura, durante a ruptura. Na mecânica dos solos, é usualmente assumido

que a tensão de cizalhamento é dada pelo critério de ruptura de Mohr-Coulomb. Conforme a

equação de Coulomb, a resistência ao cizalhamento de um solocompõe-se basicamente de

70

duas componentes: a coesão e o atrito interno (MACIEL, 1993). A coesão em um solo pode

ser definida como sendo a força que mantém ligações sólido-sólido ou líquido-líquido, devido

a atração entre as moléculas semelhantes. A coesão é aquele estado que a fração argilosa

empresta ao solo, pela qual o mesmo se torna capaz de se manter coeso, em forma de torrões

ou blocos, ou pode ser cortado de diversas outras maneiras mantendo essa geometria. De

forma geral, pode-se definir coesão como a resistência ao cisalhamento de um solo, quando,

sobre ele, não atua pressão externa alguma.

Em grande parte os tamanhos dos agregados do solo se deve a presença de matéria

orgânica no solo, sendo bem aceito que a dinâmica dos agregados do solo controla

significativamente a dinâmica de Carbono orgânico do solo (PLANTE e MCGILL, 2002)

BARZEGAR (2004) afirma que a preparação de uma cama de sementes através do

preparo do solo auxilia a uma rápida emergência de sementes, pois possibilita a penetração das

raízes das plantas profundamente no solo, sendo essencial que a distribuição dos tamanhos dos

agregados do solo esteja de acordo com as necessidades da cultura

A quebra do solo em torrões de agregados de diferentes tamanhos é influenciada por

diversos fatores: propriedades intrínsecas do solo; condições climáticas; e tipo de ferramenta,

conteúdo de argila; conteúdo de matéria orgânica; estrutura do solo antes da operação; teor de

água no solo; capacidade de troca de cátions; rotações de culturas; e sistema de cultivo

(BARZEGAR, 2004).

COULOUMA (2005) afirma que a profundidade do preparo do solo influencia muito a

estrutura do solo que depende essencialmente da quantidade de água no solo, do tipo de solo e

do tipo de preparo de solo.

A agregação do solo pode ser medida através das metodologias do diâmetro médio

ponderado, do diâmetro médio geométrico e do índice de estabilidade de agregados, cada um

destes índices tem um propósito diferente: O diâmetro médio ponderado avalia a estabilidade

dos agregados em simulação de processos de erosão; o diâmetro médio geométrico estima ao

tamanho do agregado mais freqüente em relação a classes de agregados; e o índice de

estabilidade de agregados mede a agregação total do solo em função de classes de distribuição

de tamanhos de agregados (CASTRO et al., 2002).

CASTRO et al. (2002), expões que a agregação do solo é influenciada por seis fatores:

1-capacidade de floculação e natureza dos cátions presentes; 2- quantidade de alumínio e pH

71

do solo; 3-mineralogia do solo; 4- tipos de ácidos orgânicos presentes; 5-interação e formação

entre partículas, matéria orgânica e cátions do solo; 6- microbiologia presente no solo e tipos

de microorganismos em atividade. Sendo que o fator mais importante para melhorar a

agregação do solo é a quantidade de matéria orgânica presente.

Segundo WRIGTH (2005), para se ter estabilidade na matéria orgânica (Carbono

orgânico e Nitrogênio Orgânico) do solo por longo tempo, o solo deve manter grandes frações

de agregados de grande dimensão, no entanto desde que agregados de grandes dimensões são

menos estáveis do que os de pequeno tamanho, sua estabilidade deve ser gerenciada por

práticas de cultivo reduzido e gerenciamento de resíduos.

GUERIF (2001) afirma que aproximações pela teoria de fractais (espaços vetoriais

complexos racionais, e estocásticos), provêm descrições melhores da distribuição de torrões,

agregados e formas das camadas cultivadas.

PAGLIAI (2004) afirma que para avaliar os impactos do gerenciamento de práticas de

preparo de solo é necessário quantificar as modificações da estrutura do solo, que é uma das

mais importantes propriedade afetadas pela produção de culturas.

Os resultados de freqüentes cultivos sem a adoção de práticas conservacionistas resulta

em degradação do solo através da desagregação da estrutura do solo, compactação do solo,

perda de estabilidade estrutural, formação de crostas, que impedem a ligação entre poros, estes

fatores reduzem a infiltração de água aumentando a formação de enxurradas

conseqüentemente a erosão (PAGLIAI, 2004).

Em geral nos solos a manutenção de sua estrutura depende da dinâmica do ciclo da

matéria orgânica no solo, um enriquecimento de matéria orgânica gera um aumento da

atividade biológica e concominantemente um aumento do tamanho e estabilidade dos

agregados, a caracterização a estrutura do solo pode ser definida como o arranjo espacial

heterogêneo das partículas do solo, dos agregados, e dos vazios, o tamanho, a forma, e a

estabilidade dos agregados em solos cultivados pode ser grandemente modificado por práticas

de manejo de cultivo e rotação de culturas (CARTER, 2004).

Segundo JAVAREZ e BONI (1996), a susceptibilidade do solo a lixiviação, erosão e

outros impactos está muito ligada a sua estrutura, sendo um reflexo dos impactos positivos ou

negativos das práticas de manejo adotadas, em geral o cultivo do solo altera sua estabilidade

72

de agregados e diminui a quantidade de matéria orgânica no solo, o que torna a agregação do

solo uma importante característica em se tratando de preparo do solo.

Diversos constituintes orgânicos e inorgânicos participam da união de partículas do

solo, senod a interação entre microorganismos, raízes, polímeros e partículas minerais os

responsáveis pela origem dos macro e microagregados, base da estrutura do solo, a

importância relativa destas substâncias agregantes varia muito dependendo das condições

ambientais sob a qual os agregados se formam (JAVAREZ e BONI, 1996).

CARPENEDO e MIELNICZUK (1990) citados por JAVAREZ e BONI (1996), afirma

que o diâmetro médio ponderado tem sido influenciado por diferentes teores de matéria

orgânica, pela atividade biológica, pelas oscilações de temperatura e teor de água, porém

quando ocorre compactação extrema os demais efeitos parecem ser minimizados.

Segundo LONGO e ESPINDOLA (1999), os microorganismos participam da

agregação, aproximando as partículas do solo e produzindo polissacarídeos e outras

substâncias orgânicas que atuam como cimento.

O estado de agregação do solo, segundo FREIRE (1972) citado por MAIA e

DANIEL (1999), tem especial importância no estudo das propriedades físicas, podendo ser

uma limitação para o desenvolvimento vegetal, mesmo nos solos que apresentem condições

ideais de fertilidade. Esta agregação, continua FREIRE (1972) citado por MAIA e DANIEL

(1999), está sujeita às alterações devidas aos fenômenos naturais e ao sistema de manejo a que

o solo estiver submetido. A agregação das partículas do solo não têm influência direta sobre o

desenvolvimento do sistema radicular das plantas, mas, segundo MENDES (1982) citado por

MAIA e DANIEL (1999), pode ser considerada importante quando provoca modificações no

espaço poroso do solo, alterando desta forma, o ambiente físico e químico no qual as raízes se

desenvolvem. O efeito imediato no uso de um implemento de preparo do solo é o

revolvimento, maior ou menor, provocado pelo órgão ativo, resultando numa modificação do

tamanho e distribuição dos torrões, aumento de volume e porosidade e, consequentemente,

modificação do comportamento térmico, hídrico, químico e biológico do solo (ORTOLANI,

1989) citado por MAIA e DANIEL (1999).

GILL e VANDEN BERG (1968) salientam que quando uma ferramenta avança sobre

o solo, este reage de maneira contrária, conforme suas condições. Esta relação solo/ferramenta

provoca condições diferenciadas, principalmente quando o grau de aplicação é intenso, como

73

no caso da agricultura usualmente praticada nas diversas regiões dos cerrados. ABRÃO et al.

(1979) citado por MAIA e DANIEL (1999), comparando o efeito de métodos de preparo do

solo sobre algumas características físicas de um Latossolo Roxo distrófico encontraram maior

índice de estabilidade de agregados em água, em sistemas com menor mobilização. Segundo

KLEIN (1990) citado por MAIA e DANIEL (1999), diversos fatores afetam a distribuição do

tamanho de agregados no solo: teor de umidade, textura, densidade do solo e, principalmente,

o tipo de ferramenta e sua forma de ação. THIEN (1976), citado por MAIA e DANIEL (1999)

estudando o comportamento de agregados conforme diferentes tipos de manejo, salienta que

agregados pequenos ou quebrados tendem a diminuir os macroporos no solo superficial,

reduzindo, assim, o movimento de ar e água no solo.

O comportamento mecânico do solo é governado por diversos fatores: tipo de solo;teor

de água; matéria orgânica; e densidade aparente. Entre estes um dos fatores mais importantes

na avaliação de máquinas de preparo de solo é a densidade aparente, que afeta não somente a

natureza da deformação e a falha que ocorre, mas também o requerimento de tração exigido,

quanto maior a densidade aparente maior a resistência ao cisalhamento do solo, sendo que

estes comportamentos conjugados dependem da relação densidade/teor de água, outros

parâmetro influído pela densidade aparente é o coesão e adesão do solo que dependem do

coeficiente de atrito interno do solo, que relacionam-se com a densidade do solo (MOUAZEN,

2002).

Segundo MOUAZEN (2002), a densidade aparente do solo tende indicar os espaços

vazios da matriz do solo, que tem importante papel na resistência ao cisalhamento do solo,

assim conhecer a densidade aparente de camadas de solo agrícola é importante, pois a

deformação do solo e a mudança de volume deste sobre cargas de cisalhamento variam em

função da densidade.

KIEHL (1979) afirmam que a densidade global é variável para um mesmo solo,

alterando-se de acordo com sua estruturação. Afirmam, que o manejo incorreto de um solo de

cultura pode provocar a compactação, alterando a estruturação e, consequentemente, a

densidade global. Salienta também que, a estrutura influencia o desenvolvimento das plantas

de várias maneiras, como: reguladora da aeração; armazenamento e circulação de água;

penetração das raízes; disponibilidade de nutrientes; atividade micro e macrobiológica; e,

74

temperatura do solo. CORRÊA (1984) citado por MAIA e DANIEL (1999), afirmam que as

mudanças da densidade do solo, além de afetarem a quantidade de água disponível e a

capacidade de armazenamento, influenciam fortemente a permeabilidade e a penetração de

raízes. CASSEL (1982) citado por MAIA e DANIEL (1999) salienta que uma das

propriedades físicas que quase sempre é alterada pelo preparo é a densidade do solo,

facilmente mensurada e comumente relatada nos estudos de campo e laboratório. Densidades

em camadas recém preparadas com excesso de umidade tendem a aumentar, principalmente

quando associada à falta de cobertura do solo. CORRÊA (1985) citado por MAIA e DANIEL

(1999) , estudando a influência de três diferentes métodos de preparo (convencional, enxada

rotativa e plantio direto) sobre as propriedades físicas de um Latossolo Amarelo muito

argiloso, detectou alteração na densidade global, cujos valores foram superiores quando

comparados aos de floresta virgem. Observou que, quando se deu a maior mobilização no solo

durante o preparo da área, os valores de densidade foram menores. A variável densidade do

solo é importante no estudo da relação solo/planta.

Segundo JAVAREZ JR. e BONI (1996), a densidade do solo é uma medida muito útil

a se tomada quando se pensa em manejo do solo, pois a compactação superficial do solo tem

sido apontada como sendo uma conseqüência da mecanização, comparando-se a densidade

aparente do solo nos sistemas de preparo de solo convencional e plantio direto observa-se que

o plantio direto apresenta um aumento significativo da densidade, em função do não

revolvimento do solo.

A umidade do solo é um dos atributos que têm sido muito estudado pelos

pesquisadores da área de solos, como (REICHARDT (1985), RIBEIRO JUNIOR (1995) e

JORGE (1985)), citados por MAIA e DANIEL (1999), dentre outros muitos, a umidade do

solo é muito importante na predição da reação do solo ao preparo. Ao tracionar uma

ferramenta para preparar o solo em condições úmidas, existe grande tendência à compactação,

com aumento da resistência do solo. Preparo em solo argiloso em condições seco, resulta em

quebra de grandes massas de solo. Portanto, este deve ser preparado com teor adequado de

água para produzir tamanho adequado de torrões e requerer um mínimo de esforço para as

operações.

MAIA e DANIEL (1999) afirmam que a influência do teor de umidade no preparo do

solo pode ser considerado, do ponto de vista dos seus efeitos, um fenômeno importante no

75

transporte e armazenagem da água, porque se não houver entrada de água no solo, certamente

esta não pode ser armazenada. DENARDIN (1984) citado por MAIA e DANIEL (1999)

afirma que preparos de solos realizados sistematicamente com implemento operando à mesma

profundidade e com teores elevados de umidade são fatores condicionantes de sua

desestruturação. A operação agrícola, seja ela qual for, se efetuada quando o solo estiver com

teor de umidade inadequado, provocará deterioração de suas condições físicas; o preparo

excessivo, produz um número muito grande de pequenos agregados, a formação de crostas na

superfície e uma drenagem inadequada, tanto na superfície como no subsolo. Estes fatores são,

segundo CAMARGO (1983) citado por MAIA e DANIEL (1999), as maiores causas de

compactação dos solos durante as operações agrícolas. Segundo CASTRO (1985) citado por

MAIA e DANIEL (1999), o teor de umidade ideal para o preparo do solo é aquele no qual as

necessidades de tração são mínimas e a ação que se pretende seja máxima. NIELSEN et al.

(1985), citado por JAVAREZ e BONI (1996) enfatiza que o teor de água tem distribuição

normal com a profundidade, sendo que a capacidade de retenção de água de um solo tem

ligação direta com o teor de matéria orgânica no solo.

Segundo ROSA (1997) o distúrbio do solo causado por uma ferramenta de preparo de

solo pode ser medido pela área da seção transversal do solo afetado pela ação da ferramenta,

não existe nenhum método padronizado para tal medida, em geral a velocidade não afeta a

área do solo que sofre distúrbio, no entanto foi notado que em altas velocidades o solo

adjacente a área que sofre distúrbio tem mais rupturas.

Um índice que pode ser utilizado para avaliar o distúrbio do solo é o grau de

empolamento, definido como a expansão que o solo sobre em operações de escavamento,

devido a mudança de densidade que ocorre depois do trabalho, neste caso mudanças de

densidade dependem principalmente das condições iniciais do solo trabalhado, do teor de água

e da geometria da ferramenta (ROSA, 1999).

76

2.12-Conceitos Básicos de Análise Dimensional

“O sucesso de qualquer investigação física depende

de uma judiciosa seleção do que deve ser observado

como de primeira importância, combinado com uma

voluntária abstração da mente daquelas características

que não se está avançado o suficiente para investigar.”

J. C. MAXWELL (1871).

Segundo LANGHAAR (1951), a análise dimensional trata das formas gerais das

equações que descrevem os fenômenos naturais. MACIEL (1993) expões que inúmeros

pesquisadores utilizam da análise dimensional para estudar implementos de preparo do solo,

isso se deve não somente ao fato de ser envolvido um número bastante elevado de variáveis,

mas também pela possibilidade de se trabalhar em laboratório utilizando modelos em escala

reduzida, empregando-se a teoria da similitude.

MACIEL (1993) em sua tese de doutorado provou que a análise dimensional:

“Estabelece qualitativamente a identificação dos parâmetros que influenciam no fenômeno de

preparo do solo, assim como determina quantitativamente a ocorrência do inter-

relacionamento dos parâmetros estabelecidos para este fenômeno.”

Segundo MURPH (1950) citado por MACIEL (1993), o conceito de similaridade é

válido baseado em duas hipóteses: 1- Algumas variáveis do sistema são independentes e todas

as outras, exceto as dependentes são redundantes; 2- tanto o modelo como o protótipo são

governados pelas mesmas leis físicas.

Propriedade essencial para a análise dimensional é o conceito de independência de

conjuntos. Segundo APOSTOL (1968), um conjunto de elementos considerado como um

espaço, ou sub-espaço linear S é chamado de dependente se existir um conjunto finito de

distintos elementos em S, ditos x1, ..., xk, e um correspondente conjunto de escalares ditos

c1,...,ck, não zeros, tais que respeitem a relação abaixo .

0*1

=∑k

ii xc Equação 1.

77

Se para todas as escolhas de distintos valores de x em S, os escalares c são iguais a

zero, diz que o espaço ou sub-espaço S é independente linearmente (APOSTOL, 1968).

MACIEL (1993) em extensa revisão (FREITAG et al. (1970), SCHAFER et al.

(1971), BARNES (1960), GHOSH (1976), VERMA e SCHAFER (1971), WADHWA (1980),

WISMER et al. (1976), JOHNSON et al. (1980), e THAUR e GODWIN (1989)), descreve que

tanto a aerodinâmica (aviões) como a hidrodinâmica (navios) utilizam extensamente a análise

dimensional, além de estudos de fenômenos de transporte (condução de calor) e mecânica dos

fluídos (condução de líquidos), não somente em modelos em escala, mas também em cálculos

computacionais avançados, este fato se deve principalmente a: complexidade extrema dos

modelos tratados e pelo nível de interesse e apoio (técnico e financeiro) destas áreas. Embora a

dinâmica do solo seja tão complexa quanto estas áreas da engenharia, esta disciplina não tem

um aporte financeiro tão grande, além de possuir uma grande variabilidade do meio em que se

insere (condições de contorno), pois a variabilidade espacial dos solos é extrema, enquanto a

aerodinâmica se preocupa somente com o ar, e a hidrodinâmica com a água (meios previsíveis,

controlados e de comportamento constante ou de variação linear ou variavelmente conhecida

(exponencial, assintótica, etc.)). Devido a este fator as primeiras tentativas de se aplicar

análise dimensional em estudos de dinâmica do solo foram infrutíferas, este fato aconteceu

devido a simplificação de propriedades intrínsecas ao solo, no entanto após diversos estudos,

com o maior conhecimento da variabilidade dos parâmetros dinâmicos do solo (resistência ao

cisalhamento, atrito solo/metal, teor de água, coesão, adesão, ângulo de atrito interno, etc.) as

aproximações se tornaram muito precisas e de grande acurácia.

MACIEL (1993) esclarece que a análise dimensional é um método de dedução lógica

dos grupos de variáveis envolvidas em um processo, aplicando conhecimentos básicos de

álgebra linear em espaços e subespaços lineares independentes com dimensões coerentes

dimensionalmente, que se fundamenta em dois axiomas principais: 1- somente existe um

estado de igualdade entre duas grandezas que tenham as mesmas dimensões (princípio da

homogeneidade); 2- a razão entre duas grandezas é independentes da unidade em que são

medidas, desde que empregue a mesma unidade para ambas.

A análise dimensional para ser válida tem que respeitar as definições e axiomas

fundamentais da álgebra linear. Sendo uma metodologia de cálculo que se insere nos conceitos

de espaços e sub-espaços lineares, esta deve respeitar os seguintes axiomas fundamentais da

78

álgebra: Dado um conjunto V não vazio de objetos, denominados elementos,este conjunto é

denominado um espaço linear se respeitar os seguintes 10 axiomas. Para a adição: 1- Fechado

sobre a adição; 2-fechado sobre a subtração; lei comutativa; 4- lei associativa; 5- existência do

elemento zero; 6- existência de elementos negativos; Para a multiplicação: 7- lei associativa;

8- lei distributiva para conjuntos; 9- lei distributiva para números; 10- existência da identidade

(APOSTOL, 1968).

Segundo APOSTOL (1968) dado um sub-conjunto S não vazio e um espaço linear V,

então o conjunto S é um sub-espaço de V, se e somente se S satisfazer os axiomas de

fechamento.

O conceito de dimensão na análise dimensional é primordial, sendo baseado no

seguinte definição e posterior teorema proposto por APOSTOL (1968): Dado um conjunto

finito S de elementos em um espaço linear V, S é definido de base de V se S é independente

de V , sendo que o espaço V é chamado finito-dimensional se tem uma finita base, ou se V

consiste do conjunto nulo sozinho, caso contrário V é chamado infinito-dimensional.

Deixe V ser um espaço linear finito-dimensional, então toda finita base de V tem o

mesmo número de elementos, distribuídos em seus vetores unitários chamados de dimensões

(APOSTOL, 1968).

Segundo BHARGAVA (1992) que escreveu um extenso tratado matemático sobre

análise dimensional, as leis para se obter consistência dimensional (portanto para validação da

análise dimensional) são: 1- Duas expressões funcionais podem ser adicionadas ou subtraídas

apenas se são dimensionalmente equivalentes; 2- duas expressões funcionais podem ser

comparadas por igualdade ou inegualdade apenas se suas dimensões são equivalentes; 3- duas

expressões funcionais podem ser multiplicadas irrespectivamente por suas dimensões; 4-

qualquer expressão funcional dimensionalmente válida pode ser invertida; 5- O expoente de

uma expressão funcional deve ser adimensional; 6- o expoente de uma expressão funcional

pode ser fracionário somente se: a) cada unidade fundamental na expressão funcional tem uma

potência que é múltipla da inversa daquela fração ou b) a expressão funcional é adimensional;

7- funções que podem ser expressas por séries de potência podem ser aplicada apenas para

expressões adimensionais. Estas leis devem ser usadas para validação dimensional de

expressões, sendo que são consistentes com muitas observações experimentais de diversos

autores sobre sistemas físicos, assim como suas as regras para uso de análise dimensional.

79

Segundo LANGHAAR (1951), a análise dimensional é um método que deduz

informações sobre fenômenos físicos através da premissa simples de que o fenômeno pode ser

descrito por equações entre certas variáveis corretas dimensionalmente, basicamente é

constituído de dois passos: 1- escolha das variáveis importantes para o fenômeno, e

determinação das variáveis independentes e das variáveis dependentes, o que requer

conhecimento sobre o fenômeno natural; 2- formação dos conjuntos completos de produtos

adimensionais das variáveis envolvidas, configurando um conjunto de equações algébricas

lineares e homogêneas.

TAYLOR (1974) afirma que a análise dimensional é usada inconscientemente por todo

engenheiro e cientista que pensa em problemas físicos, pois trata das relações entre as várias

variáveis que entram no problema que se baseiam em quantidade físicas, dimensões e

quantidades adimensionais.

Uma quantidade física, ou variável física, pode ser definida como um conceito que

expressa numericamente em termos de um ou mais padrões de medida, grandezas tais como

tempo, massa, temperatura, comprimento, força, etc., podendo ser divididas em quantidade

primárias e derivadas, as quantidades primárias são aquelas medidas de grandezas

fundamentais sendo independentes de unidades escolhidas, tais como tempo, comprimento,

massa, etc, quantidades derivadas são aquelas formadas por combinações de quantidades

primárias, tais como velocidade, força, volume, etc., sendo fundamental padronizar as

unidades de medida; dimensão é uma palavra que se refere a relação de uma quantidade ou

variável derivada ou primária, de maneira que a medida numérica desta quantidade muda com

mudanças de tamanho através de medidas de unidades que quantificam aquela dimensão;

quantidade adimensional é uma medida numérica de uma relação imutável entre quantidades

primárias ou derivadas, considerando qualquer mudança de tamanho de unidades medidas

destas variáveis (TAYLOR, 1974).

Segundo SZUCS (1980), a análise dimensional é uma metodologia que se aplica em

variáveis físicas de um FENÔMENO RELATIVAMENTE CONHECIDO, embora o

MODELO seja DESCONHECIDO, possibilitando a geração de modelos altamente precisos e

significativos para o fenômeno estudado, sempre considerando as condições de contorno

(meio) em que o fenômeno ocorre, pois para se escrever modelos matemáticos de processos

80

tecnológicos e ou equipamentos é essencial definir as condições de contorno a que este

modelo se restringe.

MURPH (1950) apresenta as seguintes aplicações da análise dimensional: 1-

Classificação de equações e indicar suas generalidades; 2- converter equações ou dados de um

sistema de unidades para outro; 3- desenvolver equações; 4- sistematizar uma coleção de

dados de um experimento e reduzir o número de variáveis que devem ser investigadas; 5-

estabelecer os princípios de projeto dos modelos, operações e interpretações.

O princípio da homogeneidade é fundamental para que haja coerência entre o

fenômeno físico estudado e o modelo, ou análise realizada pela análise dimensional.

Segundo SZUCS (1980) a simetria é uma propriedade essencial das equações, sendo

que todas as equações seguem uma regra fundamental em todos os ramos das ciências,

basicamente são derivadas de três categorias: 1- eventos; 2- leis da natureza; 3- princípios de

simetria. Esta ultima categoria rege as leis da natureza que explicam os eventos. Esta simetria

requer que seja respeitado o princípio de FOURIER: “todos os termos de uma equação física

devem ter as mesmas dimensões.” Este princípio é chamado de princípio da homogeneidade.

Em linhas gerais o princípio da homogeneidade gera após adequada manipulação

algébrica, quantidades adimensionais que não variam com as transformações realizadas por

metodologias de similaridades de modelos matemáticos de um sistema, estas quantidades são

denominadas de invariantes de similitude, portanto para qualquer conjunto de sistemas

similares devem ter adimensionais comuns que não variam, sendo um critério de validade

entre o modelo proposto e o fenômeno (SZUCS, 1980), estes invariantes são chamados de Pi-

Termos (πn).

LANGHAAR (1951) adverte que a aplicação da metodologia da análise dimensional

somente é válida quando é verdadeira a hipótese de que as equações envolvidas são

homogêneas dimensionalmente, esta hipótese é justificada pelo fato de que as equações

fundamentais da física são homogenias dimensionalmente e que suas relações são dedutíveis

de equações dimensionalmente homogêneas.

Para que o fenômeno estudado seja completamente explicado por um modelo

matemático gerado por análise dimensional, é essencial que o conjunto invariantes (produtos

(multiplicações) de adimensionais) seja completo. LANGHAAR (1951) defini conjunto de

produtos de adimensionais completo como aquele que dadas variáveis são completas se cada

81

produto neste conjunto é independente de outros, e todo os os outros produtos de variáveis são

um produto de potências de adimensionais deste conjunto.

Para uma equação ser dimensionalmente homogênea é condição suficiente que esta

equação seja redutível a uma equação formada por produtos adimensionais (LANGHAAR,

1951). Sendo assim BUCKINGHAN (1914) citado por LANGHAAR (1951) definiu o

seguinte teorema denominado com seu nome: “Se uma equação é dimensionalmente

homogênea, ela pode ser reduzida em um conjunto completo de produtos de adimensionais”.

O modelo matemático genérico da função de um conjunto completo de produtos

adimensionais é apresentado na equação abaixo.

),...,,( 321 rnA F −= πππππ Equação 2.

Onde: πA é o adimensional dependente que incorpora a principal variável do fenômeno πn são os adimensionais invariantes independentes do fenômeno. n é o número de variáveis envolvidas no sistema. r é o valor da característica da matriz solução do sistema linear.

Considerando uma matriz como uma transformação T( ) de um espaço ou sub-espaço

linear, APOSTOL (1968), define da seguinte forma a característica de uma matriz. Dado um

espaço ou sub-espaço linear finito-dimensional V, a número de dimensões deste espaço é a

característica deste espaço, e respeita o seguinte teorema:

VVTTN dim)(dim)(dim =+ Equação 3

Onde: dim é o operador algebrico simbólico para número de dimensões;

N(T) é o espaço nulo;

dim N(T) é denominado nulidade;

T(V) é o campo da transformação em V, (obtido através de uma operação de

determinantes);

Dim T(V) é a característica da transformação em V (dimensão do menor subspaço

matricial diferente de zero)

Assim a nulidade mais a característica de uma transformação linear é igual a dimensão

do domínio (APOSTOL, 1968).

82

MURPH (1950) expandindo o teorema de BUCKINGHAN chegou a uma expressão

baseada nos adimensionais invariantes com expoentes de influência e uma constante,

apresentada abaixo .

x

rn

dcba

A k −= ππππππ K***** 4321 Equação 4

Onde: πA é o adimensional dependente que incorpora a principal variável do fenômeno, πn são os adimensionais invariantes independentes do fenômeno, k é uma constante, x são os expoentes de influência do invariante, n é o número de variáveis envolvidas no sistema, r é o valor da característica da matriz solução do sistema linear.

Segundo LANGHAAR (1951) a grande vantagem da análise dimensional é que o

problema a ser estudado é dividido em diversos invariantes adimensionais o que possibilita

uma análise profunda de influências de todas as variáveis envolvidas através de gráficos

adimensionais, os quais plotam um invariante em função de outro assim como combinações de

invariantes.

Os gráficos adimensionais ilustram duas importantes características da metodologia da

análise dimensional: 1- provêem muito mais informações do que gráficos em que as

coordenadas são dimensões; 2- pontos nos gráficos adimensionais podem ser determinados

por e para testes de modelos (LANGHAAR, 1951).

A principal vantagem da análise dimensional é a utilização de dados experimentais

para a determinação do modelo, ou invés de propor um modelo e depois valida-lo (TABAK,

2002). CANILAS (2001 e 2002) afirma que para a aplicação desta metodologia é essencial a

identificação das variáveis que melhor descrevem o fenômeno natural, e a formação de

conjuntos completos de variáveis independentes, se estas recomendações forem seguidas é

possível desenvolver um sistema de suporte de decisão altamente útil. Segundo o que YU

(2002) aponta se alguma variável importante para o fenômeno for negligenciada no momento

de se configurar as equações lineares, sérios erros incorreram no projeto do modelo,

inutilizando, ou pior, deformando-o ao ponto de levar a conclusões errôneas.

BARGUES (2005) afirma que a partir da análise dimensional e do teorema de

BUCKINGHAN é possível reduzir os parâmetros considerados pouco relevantes a

83

adimensionais mais expressivos, facilitando os cálculos das funções. RASOULZADEH e

SEPAKHAH (2003) alegam que a grande importância da análise dimensional consiste em

empregar dados experimentais na investigação, que aliado a metodologia de cálculo permitem

obter um modelo experimental preciso com mínimo trabalho e máxima facilidade de

aplicação.

RODRIGUES (2004) afirma que o método de análise dimensional é aplicada em

estudos em que a complexidade evita ou dificulta a elaboração de uma teoria analítica em

expressões físicas, sendo que a análise dimensional permite um apropriado entendimento de

processos através de quantidade físicas simples.

84

3-MATERIAL E MÉTODOS

3.1- Caracterização geral do experimento

Visando atender os objetivos elencados neste trabalho, o planejamento dos

experimentos com o “Paraplow” Rotativo se propôs a atender quatro itens principais: 1-

Caracterização da ferramenta como atendente dos requisitos conservacionistas; 2-

Caracterização da faixa de plantio produzida pela ferramenta; 3- Caracterização operacional

da ferramenta; 4- Determinação da melhor configuração operacional da ferramenta.

Para a escolha dos parâmetros mais relevantes, determinação de procedimentos

experimentais, e priorização de elementos do planejamento, considerando os itens

mencionados, lançou-se mão da metodologia da análise dimensional, que prefigura uma

judiciosa escolha de variáveis dimensionais dependentes e independentes do fenômeno

estudado, seguido de um método de cálculo algébrico para determinação de componentes e

combinações essenciais entre os parâmetros, finalizando com a determinação do número

mínimo de repetições.

Neste contexto e baseado nos estudos realizados sob a luz das teorias e literatura

existentes referente a avaliação de máquinas de preparo de solo, foram escolhidas as seguintes

variáveis:

1- Caracterização da ferramenta como atendente dos requisitos conservacionistas:

Coesão (c) e ângulo de atrito interno (φ) do solo, antes e depois da operação, visando o

conhecimento das condições das propriedades dinâmicas do solo, e as alterações sofridas;

Índice de cone da região que sofreu fissuras (CIF) e da região central da faixa preparada

(CIC), para comparações com o índice de cone original (CI0) da área antes da operação, para

inferência da resistência a penetração de raízes, e nível de descompactação; Diâmetro médio

ponderado (DMP), antes e depois da operação, para avaliar o grau de estabilidade dos

agregados ante a erosão; Diâmetro ponderado seco (DPS), antes e depois da operação, para

avaliar o grau de desagregação do solo, para inferência da estrutura do solo; Número

dimensional de distribuição CHANG (CH), antes e depois da operação, para avaliar a

distribuição granulométrica do solo em função da curtose da distribuição do solo, é um

85

número relativo a estrutura do solo; Número dimensional de distribuição SHANG 2 (SH),

antes e depois da operação, para avaliar a distribuição granulométrica do solo em função da

simetria da distribuição do solo, número relativo a estrutura do solo; Índice de rugosidade

(Inrug), antes e depois da operação, para avaliar as modificações na rugosidade do solo;

Densidade aparente (γ) do solo, antes e depois da operação, para avaliar as modificações da

compactação do solo.

2- Caracterização da faixa de plantio: Largura inferior (LI) da faixa de plantio (faixa

de plantio bem preparada); Largura superior (LS) da faixa de plantio (faixa de plantio bem

preparada); Profundidade efetiva (P) da faixa de plantio (faixa de plantio bem preparada em

preparada); Largura da região de fissuras (LF) da faixa de plantio (faixa de plantio

escarificada); Largura do empolamento (LE) da faixa de plantio (faixa de plantio escarificada);

Altura do empolamento (HE) (faixa de plantio escarificada); Área mobilizada (Amob) (faixa

de plantio bem preparada); Área de empolamento (Aemp) (faixa de plantio escarificada).

3- Características operacionais: Velocidade efetiva de avanço (VA); Taxa de corte do

solo (Txc); Número dimensional de teor de água (Du); Número dimensional de índice de

patinamento (Pat).

4- Configuração operacional: Velocidade teórica de avanço (Vm); Velocidade de

rotação da ferramenta (Rot); Profundidade da regulagem de trabalho (Pr).

Todos parâmetros dos itens 1, 2 e 3 (foram considerados variáveis independentes

perante a análise dimensional) variaram livremente e tiveram seus dados coletados em

experimentos, onde variaram controladamente os parâmetros do itens 4 (considerados

variáveis dependentes para a análise dimensional).

86

3.2- Caracterização da Área de Testes

Este trabalho de pesquisa foi desenvolvido no Campo Experimental da Faculdade de

Engenharia Agrícola/UNICAMP, cujas coordenadas geográficas são as seguintes: Latitude

22º48’57” Sul , Longitude 47º03’33” Oeste e altitude média de 640 m. A parte experimental

foi conduzida nos meses de Outubro e Novembro de 2005.

Conforme a classificação climática de Köeppen, a região de estudo é definida como

uma transição entre os tipos Cwa e Cfa, o que indica um clima tropical de altitude com

inverno seco e verão úmido. As temperaturas médias do mês mais quente e do mais frio são,

respectivamente, 29,9 ºC (janeiro) e 12,2 ºC (junho). A precipitação média anual é de 1.430

mm (CEPAGRI-UNICAMP, 2005).

O solo onde foi realizado o experimento é típico da Região de Campinas (SP), sendo

um Latossolo Vermelho Distroférrico (EMBRAPA, 1999) com textura Argilosa, sua

granulometria é: 59 % de argila, 15 % de Silte, 26 % de Areia. O ultimo plantio ocorreu à 7

anos antes do experimento, com milho (Zea Mays). A área apresentava-se extremamente

compactada, índice de cone acima de 4000 kPa, sendo a parte superior de uma encosta com

cerca de 3 % de declive, orientação norte-sul e exposição oeste, foi realizado um preparo de

solo convencional (uma aração profunda (30 cm ) com arado de 3 discos e 3 gradagem para

nivelamento ( grade de discos com 24 discos de 20 polegadas)) para diminuição da

compactação da área, 11 meses antes da instalação do experimento, após este período a área

onde foram realizados os testes em campo estava infestada de capim colonião (Panicum

maximum Jacq.) e braquiária (Brachiaria decumbens Stapf.), (KISSMANN, 2000) Figura 8 .

87

Figura 8. Área dos testes experimentais

3.3- Material

3.3.1- Caracterização da ferramenta agrícola testada

3.3.1.1- “Paraplow” Rotativo

O “Paraplow” Rotativo utilizado neste experimento, Figura 9, e Figura 10 , é

constituído de três “paraplows” separadas em 120o, a geometria destes “paraplows” foi a

mesma descrita por ALBIERO e CHANG (2000), que seguiram recomendações técnicas de

TUPPER (1998), KOOLEN e KUIPERS (1983), UPADHYAYA et al. (1994), e GILL e

VANDEN BERG (1968), os “paraplows” consistem em um conjunto de duas lâmina

montadas, sendo que a lâmina inferior esta soldada num ângulo oblíquo em relação lâmina

superior presa ao suporte, a lâmina inferior possui dois ângulos de inclinação, respectivos a

um ângulo formado no plano vertical (ângulo de ataque) o outro no plano horizontal (ângulo

de corte). a lâmina superior que é presa ao suporte tem um ângulo de corte de 30o seguindo

sugestão de TUPPER (1998), lâmina inferior está soldada em relação a direção de translacão e

88

na direção ortogonal a translação no plano horizontal num ângulo de 45º em relação à lâmina

superior que é presa ao suporte, cujo objetivo é cisalhar o solo numa composição de tensões

que levem-no a se elevar ocasionando o rompimento no ângulo natural de ruptura, a lâmina

inferior possui dois ângulos de inclinação, respectivos a um ângulo formado no plano vertical

(ângulo de ataque) de 45o e o outro no plano horizontal (ângulo de corte) de 15o, ambos para

para redução da resistência a tração. Estes paraplows são soldados num suporte superior

circular com furação específica de suportes de roçadoras, visando aumentar a rigidez da

estrutura da ferramenta as lâminas inferiores laterais foram prolongadas até um tubo de apoio

ao centro com diâmetro de 25 mm, toda a estrutura e composta de aço 1045.

Figura 9. Desenho técnico do “Paraplow” Rotativo utilizado no experimento.

89

Figura 10. “Paraplow” Rotativo utilizado no experimento.

3.3.1.2- Novo Dragão

O Novo Dragão é a fusão do “Paraplow Rotativo”, Figura 10, acionado por uma

transmissão por engrenagens cônicas Figura 11 , do distribuidor de fertilizantes de espiral

cônica, Figura 12 , do dosador de sementes tipo anel interno, Figura 13 (Relatório Final 1997

para FAPESP 1995/4955-5), dos discos cobridora de sulco Figura 14 , e uma roda

compactadora de sulco Figura 15 , todos estes elmentos montados em um chassi porta-

ferramenta Figura 16 , que formam o Novo Dragão, máquina que atuará na filosofia do novo

sistema conservacionista de plantio em faixa com “Paraplow”Rotativo para agricultura

familiar, Figura 17 (MACIEL (2004), convênio FEAGRI/FINEP 3158).

90

Figura 11. Engrenagens Cônicas do Sistema de transmissão do “Paraplow” Rotativo.

Figura 12. Distribuidor de fertilizantes de espiral cônica.

91

Figura 13. Dosador de sementes de anel vertical interno.

Figura 14. Discos cobridores de sulco.

92

Figura 15. Roda compactadora de sulco.

Figura 16. Chassi porta ferramentas.

93

Figura 17. NOVO DRAGÃO.

3.3.1.3- Motocultor Bertolini 318

O motocultor utilizado para operar o Novo Dragão foi um Bertolini modelo 318,

Figura 18 , cedido pela Empresa Argos Tech, movido a um motor diesel monocilíndrico que

desenvolve 12 cv de potência nominal a 3000 min-1. O câmbio permite a seleção de 4 marchas

a frente e 2 a ré, a tomada de potência pode ser operada a duas rotações: 600 ou 900 min-1. O

diferencial possui bloqueio, e o motocultor possui sistema de freios diferenciais, a transmissão

é do tipo engrenagens em banho de óleo, o volante de comando possui controle de altura e

controle de giro, possibilitando regulagens em até 180o.Os pneus são do tipo agrícola para

tração, diagonais com as seguintes especificações: 6.5, 80-12”

Adubadora Semeadora

Paraplow Rotativo

Discos Cobridores

Sulcador de Sementes

Roda Compactadora

94

Figura 18. Motocultor Bertolini 318.

Neste experimento foram utilizadas as marchas 1 e 2, sendo que as mesmas

desenvolvem 0,36 e 0,7 m/s de velocidade em pista de concreto. Foram utilizadas as rotação 1

(600 min-1) e 2 (900 min-1), considerando a relação de redução da transmissão do “Paraplow”

Rotativo tem-se as seguintes rotações na ferramenta : 1 (342 rpm) e 2 (514 rpm)

3.3.2- Caracterização dos equipamentos para coleta de dados

3.3.2.1- Bevâmetro

Foi utizado o Bevâmetro projetado e construído por MACIEL (1993), para obtenção de

dados sobre as propriedade dinâmicas do solo (coesão e ângulo de atrito interno do solo), tal

equipamento é constituído de um chassi porta equipamentos para acoplamento no sistema de

engate 3 pontos de um trator, célula de carga SV200, torquímetro construído com strain-gages

Vishay, haste conjugadora de célula de carga e torquímetro, placa de cisalhamento com 25

garras de diâmetro externo de 300 mm e interno de 200 mm, Sistema de aquisição de dados

formado por condicionador de sinais HBM Spider 8, computador notebook Compaq, e

inversor de freqüência LRI, Figura 19. Os dados técnicos relativos aos equipamentos

utilizados encontram-se nos Anexos 7.2, 7.3, 7.4, 7.5, 7.6.

95

(a) (b) (c) Figura 19. Aparato constituinte do Bevâmetro utilizado no Experimento: (a) Chassi porta equipamentos; (b) Placa de cisalhamento e haste conjugadora; (c) sistema de aquisição de dados.

3.3.2.2- Penetrômetro digital

O penetrômetro eletrônico utilizado foi desenvolvido no Laboratório de

Instrumentação e Controle da FEAGRI/UNICAMP, juntamente com a empresa DLG –

Automação Industrial, a Figura 20 mostra o penetrômetro eletrônico utilizado para a

determinação dos dados de resistência mecânica à penetração em função da profundidade

(SILVA, 2002). Os dados técnicos do penetrômetro digital encontram-se em Anexo.

Figura 20. Penetrômetro digital PNT 2000.

96

3.3.2.3- Perfilômetro

O perfilômetro é um equipamento que possibilita o levantamento do perfil do solo no

plano transversal perpendicular à direção de deslocamento da ferramenta, o perfil do

microrelevo do solo deve ser obtido antes e depois da operação (MIALHE, 1996). Visando a

obtenção de dados de uma faixa de perfil mobilizado grande (1m de largura) com grande

precisão (espaçamento entre hastes de 1 cm), foi projetado e construído um perfilômetro

específico para o experimento Figura 21 .

Figura 21. Perfilômetro.

3.3.2.4- Recipientes para determinação de umidade, densidade, DPS e DMP

Os recipientes para coleta de amostras de solo para determinação de umidade eram

latas de alumínio cilíndricas com suas respectivas tampas, estas latas tinham as seguintes

dimensões : altura aproximadamente de 50 mm, diâmetro aproximadamente entre 70 e 90 mm,

estas latas após serem preenchidas com a amostra eram fechadas com as tampas e lacradas

com fita gomada.

97

Os recipientes para coleta de amostras de DMP e DPS eram sacos plásticos com

volume aproximado de 5 litros, após a coleta da amostra estes sacos tinham sua abertura

amarrada e lacrada com fita gomada.

As amostras de solo para determinação de densidade aparente eram obtidas através de

um aparato de castelo suporte de um anel volumétrico de aço, e uma marreta, o volume do

anel volumétrico era de 98467 mm3, após a obtenção da amostra a mesma era disposta dentro

de sacos plástico com volume de 1 litro, tendo sua abertura amarrada e lacrada com fita

gomada.

3.3.2.5- Cronômetro

O cronômetro utilizado para as medidas de tempo de tiro para cálculo da velocidade

efetiva de trabalho foi um Cronômetro CASIO modelo W-727H, com fundo de escala de 0,01

segundo.

3.3.2.6- Trena

A trena utilizada para as medidas de caracterização da cama de semente bem

preparada, e da região de fissura foi uma trena com fundo de escala de 0,5 cm.

98

3.4- Métodos

3.4.1- Delineamento experimental

O delineamento experimental deste trabalho seguiu o projeto experimental

completamente aleatório, definido por COCHRAN (1957) como o mais simples tipo de

arranjo experimental em que os tratamentos são alocados em suas unidades de variação com

total aleatoriedade, sendo apropriado para experimentos pequenos (com poucos fatores

dependentes), onde o aumento de acurácia de projetos experimentais em blocos casualizados

não tem grandes vantagens devido a perda de graus de liberdade.

Este projeto experimental tem as seguintes vantagens: 1- Total flexibilidade,

permitindo qualquer número de tratamento e com qualquer número de repetições; 2- A análise

estatística é simples e fácil mesmo se o número de repetições for diferentes entre os

tratamentos; 3- o método evita a completa inutilização dos dados caso haja perda ou erro de

parte ou de tratamentos inteiros (COCHRAN, 1957).

Considerando os parâmetros dependentes deste experimento (Velocidade teórica de

avanço (Vm) ( 0,36 e 0,7 m/s); Profundidade da regulagem de trabalho (Pr) (150 mm e 200

mm); e Velocidade de Rotação (Rot) (342 min-1 e 514 min-1 ), e as características de operação

do Motocultor Bertolini 318 e do Novo Dragão, tem-se duas variações destes parâmetros,

perfazendo um total de 8 combinações operacionais apresentadas na Tabela 6 . Cada

combinação será chamada doravante de tratamento, sendo que cada tratamento teve duas

repetições, perfazendo um total de 16 linha experimentais. Cada linha experimental teve 5

pontos de coleta de dados, perfazendo um total de 80 pontos de amostragem de todos os

parâmetros considerados independentes para a análise dimensional.

Doravante a terminologia a ser seguida será a seguinte: Velocidade teórica de trabalho,

V1= 0,36; V2=0,7; Velocidade de rotação do “Paraplow” Rotativo, R1=342 min-1; R2=514

min-1; Profundidade da regulagem de trabalho, Pr1=150 mm; Pr2=200 mm.

A denominação do tratamento seguirá a seguinte regra: Exyz. Onde x representa a

velocidade teórica; y representa a rotação da ferramenta; e z representa a profundidade da

regulagem.

99

Tabela 6. Combinação de variáveis dependentes do experimento.

Tratamento Vm Rot Pr

E111 1 1 1

E112 1 1 2

E121 1 2 1

E122 1 2 2

E211 2 1 1

E212 2 1 2

E221 2 2 1

E222 2 2 2

Obs: Vm1= 0.3; Vm2= 0.7; Rot1= 342 rpm; Rot2= 514 rpm; Pr1= 150 mm; Pr2= 200 mm.

Considerando que a área de testes foi dividida em 16 linhas experimentais e que cada

uma tinha 10 metros de extensão útil de avaliação e 2 metros de espaço de amortecimento e

outros 2 metros de entrada em regime, e que cada linha teve 5 pontos de coleta de dados

aleatoriamente disposto e estaqueados ao longo da linha experimental, tem-se um projeto

experimental totalmente aleatório, determinado na Tabela 7.

100

Tabela 7. Projeto experimental totalmente aleatório do experimento. Linha Vm Rot Pr

1 1 2 2

2 2 2 2

3 1 1 2

4 2 2 1

5 1 1 1

6 2 1 1

7 2 1 2

8 1 2 1

9 1 2 1

10 2 2 1

11 1 2 2

12 2 1 1

13 2 1 2

14 1 1 1

15 1 1 2

16 2 2 2

101

3.4.2- Metodologia para obtenção de dados

3.4.2.1- Coesão (c) e ângulo de atrito interno (φφφφ) do solo

Os dados de coesão e o ângulo de atrito interno do solo foram coletados antes e depois

da operação do “Paraplow” Rotativo, e foram obtidos através do Bevâmetro.

A metodologia para obtenção destes dados é descrita por UPADHYAYA (1994),

consistindo no seguinte procedimento: O Bevâmetro estacionava sobre a linha experimental de

tal forma que a placa de cisalhamento ficasse centralizada em relação as estacas marcadoras

dos pontos, o aparato era abaixado com o sistema hidráulico do trator e com a ajuda de um

sistema de rosca sem fim acoplado a haste conjugadora a placa cisalhadora era cravada no

solo, após a configuração do sistema de aquisição de dados e ativação da célula de carga e do

torquímetro, era aplicado uma força normal e logo em seguida um torque na placa, de tal sorte

que o solo se rompia em cisalhamento, neste ponto era encerrada a aquisição de dados de

tensão normal e tensão de cisalhamento. Antes da passagem da ferramenta, para cada estaca

eram realizados quatro pontos, de forma que estivessem ao redor da região central entre as

estacas, para cada ponto o primeiro ponto era sem carga normal e os outros três sofriam a

aplicação de uma força normal diferente e na ordem crescente de intensidade. Depois da

passagem da ferramenta o mesmo procedimento era realizado com o cuidado de que a placa de

cisalhamento fosse cravada em uma localização tal que o centro desta ficasse no centro da

faixa preparada e as extremidades na região de fissuras.

102

Figura 22. Bevâmetro em ação.

A célula de carga registrava a força normal da placa, sendo calculada em função da

área da coroa circular gerada pelas garras da placa de cisalhamento a tensão normal aplicada

ao solo através da equação abaixo .

)(* 220 irr

F

−=

πσ Equação 5.

Onde: σ é a tensão normal;

F é a força registrada pela célula de carga;

ro é o raio externo da placa de cisalhamento;

ri é o raio interno da placa de cisalhamento.

O Torquímetro registrava o valor do torque aplicada na placa na ação de cisalhamento

através da fórmula descrita por GILL e VANDEN BERG (1968), obteve-se o valor da tensão

de cisalhamento através da equação abaixo .

103

)(**2

*333

0 irr

M

−=

πτ Equação 6

Onde: τ é a tensão de cisalhamento;

M é o torque registrado pelo torquímetro;

ro é o raio externo da placa de cisalhamento;

ri é o raio interno da placa de cisalhamento.

Com estes valores determinados, no momento da fratura (pico de torque), e através das

considerações da teoria de ruptura Mohr-Coulomb, é possível construir um gráfico tensão de

cisalhamento e tensão principal (normal), sendo que o ângulo formado pela reta determinada

pelos ponto conjugados (cisalhamento/normal), é denominada ângulo de atrito interno do solo,

enquanto o ponto em que não existe tensão normal aplicada, somente cisalhamento, é o

coeficiente de coesão do solo.

3.4.2.2- Índice de cone das fissuras (CIF), central (CIC) e original (CI0)

A coleta dos dados da resistência mecânica à penetração foi realizada por um

penetrômetro eletrônico, desenvolvido pela FEAGRI/UNICAMP, conforme CAPPELLI et al.

(1999) citado por SILVA e CAPPELLI (2002) e aplicado de acordo com a Norma ASAE S-

313 (ASAE, 1997), à profundidade de 0-200mm, registrando o índice de cone a cada 10 mm

de profundidade de penetração da haste no solo. A coleta de dados foi realizada segundo

metodologia descrita por SILVA e CAPPELLI (2002) após a área ter sido demarcada com

estacas. a coleta de dados com o penetrômetro eletrônico na área experimental, se realizou

antes (CIO índice de cone original) e depois da operação (CIF e CIC), Figura 23 .

104

Figura 23. Coleta de dados de resistência à penetração.

Os dados obtidos foram transferidos do equipamento para um computador na forma

de arquivos “.txt”. Estes dados foram exportados para uma planilha eletrônica Excel onde

foram processados, obtendo-se o valor médio do índice de cone para o perfil estudado.

3.4.2.3- Diâmetro médio ponderado (DMP)

A análise do parâmetro estabilidade de agregados, obtida pelo método de

peneiramento via úmida foi feita a partir da retirada de amostras a profundidades variando de

0 a 100 mm, antes e depois da operação do “Paraplow” Rotativo.

Segundo KIEHL (1979), esta metodologia se baseia no peneiramento dos agregados

do solo em um jogo de peneiras com aberturas decrescentes debaixo da água. A avaliação da

estabilidade dos agregados foi feita através diâmetro médio ponderado (DMP), pelo método

de porcentagem de agregados via úmida, segundo CAMARGO et al. (1986), citado por MAIA

e DANIEL (1999), este método é usado no Laboratório de Solos da FEAGRI/UNICAMP e

105

determina o percentual de agregados retidos em peneiras de malhas de 2,0 mm; 1,0 mm; 0,5

mm; 0,25 mm e 0,125 mm, após terem passadas por malhas de 6,35 mm e 2,0 mm.

Segundo KIEHL (1979) a Equação 7 foi utilizada para o cálculo do DMP:

∑= )*( PCDMP n Equação 7.

Onde: Cn é o centro de classe da peneira;

P é a proporção do peso de cada fração de agregados em relação a amostra.

3.4.2.4- Diâmetro ponderado seco (DPS)

Devido à impossibilidade técnica de se obter o Diâmetro médio geométrico, procurou-

se obter um índice que representasse a distribuição dos agregados em função do perfil do solo

antes e depois da operação de preparo do solo. Assim foi considerado o Diâmetro ponderado

seco (DPS), que foi obtido de amostras retiradas do perfil do solo (da superfície até 200 mm

de profundidade) sem qualquer perturbação do estado estrutural em que se encontra após o

preparo do solo. Estas amostras foram secas em estufa a 105o C, após o que foram peneirada

em um jogo de peneiras de malhas de:menor do que 0,075, 0,075 mm; 0,15 mm; 0,3 mm; 0,6

mm; 1,2 mm; 2 mm; 4,76 mm; 9,52 mm; 19,1 mm; maior do que 19,1 mm. As frações de solo

respectivas foram pesadas através de uma balança analítica com fundo de escala de 0,01g.

Foi feita uma média ponderado destes valores, e obteve-se o DPS através da equação

abaixo .

∑∑

=Ps

PsCDPS

n )*( Equação 8.

Onde: Cn é o centro de classe da peneira;

Ps é o peso seco da amostra respectiva ao centro de classe.

106

3.4.2.5- Índice de rugosidade (Inrug) e Área de empolamento (Aemp)

A área de empolamento e o índice de rugosidade foram determinados seguindo

metodologia descrita por LANÇAS (1987) eALMARAS et al. (1969) citado por MIALHE

(1996) respectivamente.

Foi utilizado o perfilômetro já descrito para obtenção do micro-relevo do perfil do solo

antes e depois da passagem do “Paraplow” Rotativo, Figura 24.

Figura 24. Obtenção do micro-relevo do solo. As tenazes do perfilômetro ficavam cravadas sobre as estacas previamente cravadas ao

longo da linha experimental, tomou-se cuidado para que após a passagem da ferramenta estas

tenazes fossem alocadas exatamente no mesmo ponto sobre as estacas, para se ter a certeza

que o perfil antes e depois da passagem se sobrepusessem exatamente. Foram utilizadas 80

varetas de aço, perfazendo uma largura de perfil de 0,8 m.

Área de empolamento foi encontrada da seguinte forma: após a subtração das alturas

relativas das varetas que seguiam o perfil depois da operação, pelas alturas das varetas do

perfil antes, este valor era multiplicado pelo espaçamento entre varetas (10 mm), a somatória

de todos os elementos, fornecia a área de empolamento, conforme fórmula abaixo .

107

∑ ∆= )*( ehAemp n Equação 9.

Onde: ∆hx é o valor da subtração entre a altura relativa da vareta antes e depois da operação;

e é o espaçamento entre varetas ( 1cm).

O empolamento foi encontrado através da metodologia de cálculo descrita pro

MIALHE (1996), através da equação .

100*Amob

AempE = Equação 10.

O índice de rugosidade foi obtido antes e depois da operação, pela fórmula descrita por

MIALHE (1996) abaixo .

hInrug x *σ= Equação 11.

Onde: σx é o erro padrão entre os logaritmos naturais das alturas relativas das varetas;

h é a média das altura relativas das varetas.

3.4.2.6- Densidade aparente (γγγγ) do solo

A densidade do solo foi determinada pelo método do anel volumétrico considerando a

coleta na superfície do solo, exatamente no centro da faixa preparada, a metodologia de coleta

foi descrita por KIEHL (1979), o anel utilizado possuía volume de 98,5 cm3. Foram obtidas

amostras do solo antes da operação da ferramenta e após a operação da ferramenta (região

central da faixa de preparada). As amostras foram secas em estufa a 105 oC, e pesadas, sendo

depois calculada a densidade aparente através da fórmula abaixo .

V

Ms=γ Equação 12.

108

Onde: Ms é a massa seca da amostra de solo coletada com o anel volumétrico;

V é o volume do anel volumétrico.

3.4.2.7- Caracterização da faixa de plantio

A caracterização da faixa de plantio foi realizada com o auxílio de uma trena, sendo

que foram determinadas a seguintes dimensões: Largura inferior (LI) da faixa de plantio (faixa

de plantio bem preparada); Largura superior (LS) da faixa de plantio (faixa de plantio bem

preparada); Profundidade efetiva (P) da faixa de plantio (faixa de plantio bem preparada em

preparada); Largura da região de fissuras (LF) da faixa de plantio (faixa de plantio

escarificada); Largura do empolamento (LE) da faixa de plantio (faixa de plantio escarificada);

Altura do empolamento máximo (HE) (faixa de plantio escarificada), Área mobilizada (Amob)

(faixa de plantio bem preparada).

Figura 25. Determinação de características dimensionais da faixa preparada.

109

O cálculo da área mobilizado considerou as dimensões trapezoidais do sulco bem

preparado, sendo calculado pela fórmula abaixo .

2

*)( PLSLIAmob

+= Equação 13.

3.4.2.8- Teor de água do solo (U)

Foi seguida a metodologia descrita pro HILLEL (1980) para a obtenção do teor de

água do solo através do método gravimétrico padrão, que consiste na medida do peso da

amostra de solo ainda úmido, esta amostra é colocada para secar em uma estufa a 105 oC por

24 horas, depois deste tempo se pesa novamente a amostra, a diferença é a quantidade de água

presente na amostra, a fórmula de cálculo é apresentada.

ms

msmuU

)( −= Equação 14.

Onde: U é a proporção de água presente na amostra, relativa a massa seca do solo; mu é a massa úmida da amostra de solo; ms é a massa seca da amostra de solo.

3.4.2.8- Velocidade efetiva de trabalho (VA) e Taxa de corte (Txc)

A velocidade efetiva de trabalho foi obtida considerando-se o espaço útil de

avaliação da linha experimental (10 m), este espaço era marcado por marcadores de plástico.

Após a passagem do Novo Dragão pela bandeira inicial, que ficava logo após o espaço de 2 m

referente ao espaço de entrada de regime, era largada a cronometragem do tempo, quando a

máquina passava pela bandeira final era parada a cronometragem, dividindo-se o espaço de 10

m pelo tempo cronometrado encontrava-se a velocidade efetiva de trabalho.

A taxa de corte (Txc) da ferramenta foi obtida multiplicando-se a área mobilizada

pela ferramenta (Amob), pela velocidade efetiva de trabalho (VA).

110

3.4.2.9- Patinagem (Pt)

Para se encontrar a patinagem, seguiu-se a metodologia descrita por MIALHE (1996).

Eram contadas o número de voltas que a roda acionada do motocultor realizava para vencer o

espaço útil de avaliação da linha experimental, sabendo-se o perímetro da circunferência do

pneu (1,79 m), era calculado qual foi a extensão rodada pela máquina pela multiplicação do

perímetro do pneu pelo número de voltas dado, assim pela fórmula abaixo , foi obtido a

patinagem da máquina.

pr

clprPt

)( −= Equação 15

Onde: Pt é o índice de patinagem da máquina;

pr é o perímetro rodado pelo pneu acionado da máquina;

cl é o comprimento do espaço útil da linha experimental.

3.4.3- Metodologia para tratamento dos dados

A análise dimensional tem duas exigências técnicas que devem ser sempre respeitadas:

todas as variáveis devem ter dimensões; todas as variáveis devem estar no mesmo sistema de

medidas. A primeira exigência tem como resultado a necessidade de serem feitas

manipulações de parâmetros que sejam adimensionais, de tal forma que se transforme em

parâmetros dimensionais; a segunda resulta numa homogeneização de todas as unidades em

um único sistema de unidades.

Neste trabalho devido a grande variedade de parâmetros, referentes a vários

fenômenos, quantificações e normas, foi necessária uma adequação destes parâmetros a um

mesmo sistema de unidades em prol da simplificação dos tratamentos e cálculos, neste caso o

sistema de unidades que melhor se adequou ao trabalho foi o sistema GCS (Grama (g),

Centímetro (cm), Segundo (s)).

Em relação aos parâmetros adimensionais existentes foram feita manipulações a fim de

transformá-los em parâmetros dimensionais, visto que a análise dimensional algebricamente se

111

“interessa” pela maneira como houve a variação do respectivo parâmetro, foi tomado o

cuidado de não descaracterizar esta variação.

Em vista da grande importância da distribuição estrutura dos agregados antes e depois

da passagem da ferramenta, foram desenvolvidos 2 números dimensionais relativos ao

Diâmetro ponderado seco (DPS), que levam em conta as características normais da

distribuição encontrada, portanto da forma como os agregados estão dispostos no solo

(formando blocos coesos, ou distribuídos em grãos de diversos tamanhos). Estes números

foram denominados Número dimensional CHANG (CH), e Número dimensional SHANG

(SH), em homenagem ao falecido Doutor Cheu Shang Chang. A principal restrição destes

números é que as distribuições das medidas dos pesos das frações de agregados tem que

respeitar uma distribuição normal. O número CHANG é definido considerando a propriedade

da curtose da distribuição normal da amostra., enquanto o número SHANG é definido

considerando a propriedade da simetria da distribuição normal da amostra, ambas estas

propriedades são adimensionais, eis porque da necessidade do desenvolvimento destes

números em função do DPS.

Segundo SNEDECOR E COCHRAN( 1989) a propriedade da simetria de uma

distribuição normal é também conhecida como terceiro momento sobre a média, definido

abaixo .

n

Xm

∑ −=

3

3

)( µ Equação 16.

Onde: m3 é o terceiro momento da média;

X é o valor individual de cada variável;

µ é a média amostral;

n é o número de indivíduos da amostra.

Percebe-se que o termo independente da função do terceiro momento da média é uma

função cúbica, tendo um comportamento assintótico em relação a média, portanto valores

positivos representam concentração de valores a jusante da média, enquanto valores negativos

112

representam concentração de valores a montante da média. Assim SNEDECOR e COCHRAN

(1989) definem o coeficiente de simetria abaixo .

22

3

* mm

mg = Equação 17

Onde: g coeficiente de simetria da distribuição (adimensional);

m3 é o terceiro momento da média;

m2 é o segundo momento da média.

De forma geral valores do coeficiente de simetria maiores que 2, e menores que –2,

representam grande desvio da distribuição normal, devendo desconsiderar-se a hipótese de

normalidade.

O número SHANG é definido abaixo .

gDPSSH *= Equação 18.

Sendo um número dimensional que interpreta a variação da distribuição normal das

amostras de solo obtidas antes e depois da passagem da ferramenta em função da simetria da

distribuição.

Segundo SNEDECOR E COCHRAN( 1989) a propriedade da curtose de uma

distribuição normal é também conhecida como quarto momento sobre a média, definido

abaixo .

n

Xm

∑ −=

4

4

)( µ Equação 19.

Onde: m4 é o quarto momento da média;

X é o valor individual de cada variável;

µ é a média amostral;

n é o número de indivíduos da amostra.

113

Percebe-se que o termo independente da função do quarto momento da média é uma

função biquadrada, tendo um comportamento de máximo e ou mínimo simétrico a um

comportamento de mínimo e ou máximo em relação a média, portanto valores positivos

representam distribuições concentradas em torno da média, enquanto valores negativos

representam distribuições achatadas em relação a média. Assim SNEDECOR e COCHRAN

(1989) definem o coeficiente de curtose abaixo .

3)(22

4

−=m

m

k σ Equação 20

Onde: k é o coeficiente de curtose da distribuição (adimensional);

m4 é o quarto momento da média;

m2 é o segundo momento da média;

σ é o desvio padrão amostral.

Usualmente toda distribuição normal tem valor da razão m4/σ/m22 igual a 3,

perfazendo um coeficiente de curtose igual a 0, portanto geralmente coeficientes de curtose

com valores maiores que 2, e menores que –2, representam grande desvio da distribuição

normal, devendo desconsiderar-se a hipótese de normalidade.

O número CHANG é definido abaixo .

kDPSCH *= Equação 21.

Sendo um número dimensional que interpreta a variação da distribuição normal das

amostras de solo obtidas antes e depois da passagem da ferramenta em função da curtose da

distribuição.

Para tornar dimensional a teor de água do solo (U) (adimensional relativo a relação de

massa, dado em %), foi realizada uma manipulação matemática para possibilitar ter este

parâmetro como uma variável de dimensão. Considerando que se pretendia ter este

adimensional com dimensão de massa, foi utilizado o artifício de multiplica-lo pela densidade

114

aparente do solo ao qual foi obtida a amostra de umidade, e posteriormente dividido pelo

volume do anel volumétrico utilizado para a determinação de densidade desta amostra, o que

possibilitou “purificar” o adimensional em massa de água, a manipulação encontra-se abaixo .

][][*][

][*[%]** 3

3gcm

cm

gVanUDu === γ Equação 22.

Onde: Du é o dimensional de água;

U é o teor de água da amostra;

γ é a densidade aparente da amostra;

Van é o volume do anel volumétrico.

O índice de patinagem (Pt) (adimensional relativo a relação entre perímetros, dado em

%), para usar este parâmetro, foi considerado somente o valor do perímetro rodado pelo pneu,

que tem dimensão de comprimento., doravante denominado dimensional de patinagem (Pat).

O ângulo de atrito interno φ é adimensional visto a medida de ângulo ser o grau, no

entanto se considerar a medida de ângulo como radianos, que tem como definição que 1

radiano é a medida angular de arco cujo comprimento do arco é igual ao raio da

circunferência a que pertence, tem-se uma dimensão de comprimento, bastando apenas definir

qual o raio considerado, neste caso considerou-se o raio da placa de cisalhamento (15 cm),

todas as medidas e ângulo foram convertidas em medidas de comprimento.

As medidas de rotação seguiram a mesma filosofia, sendo convertidas em radianos por

segundo e logo após em cm/s. Após estas considerações tem-se a Tabela de conversão

dimensional dos parâmetros avaliados que possibilitou o adequado tratamento dos dados

considerados neste trabalho, Tabela 8 .

115

Tabela 8. Tabela de conversão dimensional dos parâmetros avaliados. Nome do Parâmetro Dimensão Obtida Fator de Conversão Dimensão (CGS)

c kPa x 0,01 Kgf/cm2

φ rad x 15 cm Cm

CI0 kPa x 0,01 Kgf/cm2

CIF kPa x 0,01 Kgf/cm2

DMP mm x 0,1 cm

DPS mm x 0,1 cm

CH mm x 0,1 cm

SH mm x 0,1 cm

Inrug mm x 0,1 cm

γ g/cm3 1 g/cm3

LI cm 1 cm

LS cm 1 cm

P cm 1 cm

LF cm 1 cm

LE cm 1 cm

HE cm 1 cm

Amob cm2 1 cm2

Aemp cm2 1 cm2

VA m/s x 100 cm/s

Txc cm3/s 1 cm3/s

Du g 1 g

Pat m x 100 cm

3.4.4- Metodologia de Cálculo da Análise Dimensional

A metodologia de cálculo utilizada na Análise dimensional foi prefigurada por

MURPH (1950) e TAYLOR (1974), descrita por LANGAHAAR (1951) e SZUCS (1980), e

aplicada por MACIEL (1993) em máquinas de preparo do solo.

O primeiro passo é converter os parâmetros pertinentes ao experimento em variáveis

genéricas decompostas apenas em suas dimensões características básicas Tabela 9 .

116

Neste trabalho serão consideradas as dimensões básicas de massa [M], comprimento

[L], e tempo [T]. Todas as dimensões dos parâmetros serão convertidas nestas 3 formas

básicas, as dimensões que tenham componentes de força serão convertidas e [M]*[L]*[T]-2,

devido a segunda lei de NEWTON.

Tabela 9. Decomposição dos parâmetros em suas dimensões básicas. Símbolo Genérico Nome Símbolo

parâmetro

Dimensão Básica

K1 Índice de cone Fissuras CIF [M].[L]-1.[T]-2

K2 Ângulo atrito interno φ [L]

K3 Índice de cone Original CI0 [M].[L]-1.[T]-2

K4 Diâmetro ponderado seco DPS [L]

K5 Largura inferior LI [L]

K6 Largura superior LS [L]

K7 Profundidade P [L]

K8 Largura empolamento LE [L]

K9 Altura empolamento HE [L]

K10 Largura das fissuras LF [L]

K11 CHANG1 CH [L]

K12 CHANG2 SH [L]

K13 Dimensional de água Du [M]

K14 Velocidade de avanço VA [L].[T]-1

K15 Dimensional de Patinagem Pat [L]

K16 Taxa de corte Txc [L]3.[T]-1

K17 Área empolamento Aemp [L]2

K18 Área mobilizada Amob [L]2

K19 Índice de rugosidade Inrug [L]

K20 Densidade aparente γγγγ [M]. [L]-3

K21 Diâmetro médio ponderado DMP [L]

K22 Coesão do solo c [M].[L]-1.[T]-2

117

O segundo passo é montar a matriz dimensional, Matriz 1, composta pelos expoentes

das dimensões básicas.

Matriz 1. Matriz dimensional da experimento.

K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 K11 K12 K13 K14 K15 K16 K17 K18 K19 K20 K21 K22

M 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1

L -1 1 -1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 3 2 2 1 -3 1 -1

T -2 0 -2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0 -1 0 0 0 0 0 -2

O terceiro passo é a verificação de que o matriz dimensional representa um sub-espaço

vetorial do fenômeno, o que significa que este sub-espaço deve ser tridimensional (M, L, T).

Para tal verificação é preciso lançar mão da propriedade da característica da matriz que

estabelece que para que um espaço vetorial tenha a dimensão n, o determinante de qualquer

sub-espaço referente a menor combinação dimensional (n) de quaisquer dimensões n deste

sub-espaço deve ser diferente de zero.

Assim foi escolhido a seguinte sub-espaço do sub-espaço geral (K20, K21 e K22), .

Matriz 2. Sub-espaço considerado para teste da característica da matriz.

1 0 1 -3 1 1 0 0 -2

O determinante deste sub-espaço é igual a –2, portanto a característica do sub-espaço

geral é 3, representando um sub-espaço tridimensional.

O quarto passo é montar o sistema de equações lineares homogêneas, através das linhas

da matriz dimensional, que algebricamente representam as dimensões independentes do sub-

espaço vetorial do fenômeno estudado representado pela matriz dimensional, estas equações

devem ser igualadas a zero, pois segundo LANGHAAR (1951), considerando que o resultado

do sistema linear homogêneo é a definição primordial do Pi-termos, e estes sendo

adimensionais, a soma de seus expoentes das dimensões básicas [M], [L] e [T] são zero,

obriga que as equações dos operadores algébricos (Kn) sejam iguais a zero.

118

Sistema de equações lineares:

K1 + K3 + K13 + K20 + K22 = 0 Equação 23

-K1+K2-K3+K4+K5+K6+K7+K8+K9+K10+K11+K12+K14+K15+3*K16+2*K17+2*K18+K19-3*K20+K21-K22 = 0 Equação 24

-2*K1 - 2*K3 - K14 - K16 - 2*K22 = 0 Equação 25

Resolvendo este sistema em função de K20, K21 e K22, tem-se:

K20 = -K13 + (K14 / 2) + (K16 / 2) Equação 26

K21= -K2-K4-K5-K6-K7-K8-K9-K10-K11-K12-3*K13-K15-2*K16-2*K17-2*K18-K19 Equação 27

K22 = -K1 – K3 –(K14 / 2) – (K16 / 2) Equação 28

O quinto passo é montar a matriz solução, considerando que todos os 22 parâmetros

estão arranjados e representados por 3 parâmetros principais (K20, K21 e K22), e que segundo

MACIEL (1993), o número de Pi-Termos é determinado pelo número de variáveis (22) menos

a dimensão do sub-espaço do fenômeno (3), tem-se um total de 19 Pi-Termos adimensionais,

responsáveis por explicar o fenômeno estudado, assim é possível montar a matriz solução

Matriz 3 .

119

Matriz 3. Matriz solução do experimento. K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 K11 K12 K13 K14 K15 K16 K17 K18 K19 K20 K21 K22

ππππ1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1

ππππ2 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0

ππππ3 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1

ππππ4 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0

ππππ5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0

ππππ5 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0

ππππ7 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0

ππππ8 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0

ππππ9 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0

ππππ10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0

ππππ11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0

ππππ12 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0

ππππ13 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 -1 -3 0

ππππ14 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1/2 0 -1/2

ππππ15 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 -1 0

ππππ16 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1/2 -2 -1/2

ππππ17 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 -2 0

ππππ18 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 -2 0

ππππ19 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 -1 0

As linhas da matriz solução são os expoentes dos componentes dos Pi-termos, também

chamados invariantes, que representam os adimensionais formados pelos parâmetros

avaliados, rearranjados de tal forma que estas variáveis independentes conjugadas em função

de 3 variáveis principais sejam consideradas independentes entre si, mas dependentes dos

parâmetros independentes.

120

Os Pi-termos são apresentados em sua forma aritmética genérica abaixo:

π1 = K1/K22; π2 = K2/K21; π3 = K3/K22 π4 = K4/K21; π5 = K5/K21; π6 = K6/K21;

π7 =K7/K21; π8 =K8/K21; π9 =K9/K21; π10 = K10/K21; π11 = K11/K21; π12 = K12/K21;

π13 =K13/(K20*(K21)3); π14 = (K14*(K20)1/2)/ ((K22)1/2); π15 = K15/K21;

π16 = (K16*(K20)1/2)/(((K21)2)*((K22)1/2)); π17 = K17/(K21)2; π18 = K18/(K21)2;

π19 =K19/K21.

A forma especificada dos Pi-termos é apresentada abaixo:

ππππ1 = CIF / c; Equação 29

ππππ2 = φφφφ / DMP; Equação 30

ππππ3 = CI0 / c; Equação 31

ππππ4 = DPS / DMP; Equação 32

ππππ5 = LI / DMP; Equação 33

ππππ6 = LS / DMP; Equação 34

ππππ7 = P / DMP; Equação 35

ππππ8 =LE / DMP; Equação 36

ππππ9 =HE / DMP; Equação 37

ππππ10 = LF / DMP; Equação 38

ππππ11 = CH / DMP; Equação 39

ππππ12 = SH / DMP; Equação 40

ππππ13 =Du / (γγγγ*(DMP)3); Equação 41

ππππ14 = (VA*(γγγγ)1/2) / ((c)1/2); Equação 42

ππππ15 = Pat / DMP; Equação 43

ππππ16 = (Txc*(γγγγ)1/2) / ((( DMP)2)*((c)1/2)); Equação 44

ππππ17 = Aemp / (DMP)2; Equação 45

121

ππππ18 = Amob / (DMP)2; Equação 46

ππππ19 =Inrug / DMP. Equação 47

O sexto passo é determinar a correlação entre os Pi-termos afim de se encontrar quais

os gráficos adimensionais tem comportamentos melhor correlacionados, visando facilitar a

interpretação dos dados. Esta determinação é realizada pela matriz de correlação, para cada

tratamento foi construída uma matriz de correlação, apresentadas nos Apêndices. Segundo

SNEDECOR e COCHRAN (1989), o coeficiente de correlação ρ é intimamente conectado

com a distribuição normal bivariada, que é uma distribuição que tem como principal

característica a variação normal de suas variáveis em relação as suas combinações entre si,

como se fossem duas distribuições separadas, ou seja para cada variável X1 tem-se uma

correspondência biunívoca de X2, sendo que a média destas distribuições normais tende a

seguir uma tendência linear, além de cada distribuição ter o mesmo desvio padrão. O

coeficiente ρ é definido por SNEDECOR e COCHRAN (1989) abaixo .

),(

),(

21

21

σσρ

XXCov= Equação 48.

Onde: ρ é o coeficiente de correlação populacional;

Cov(X1, X2) é a covariância da população;

σ1 é o desvio padrão da população 1;

σ2 é o desvio padrão da população 2.

Segundo SNEDECOR e COCHRAN (1989), a equação 45, tem a seguinte forma

aritmética abaixo .

]**)1[(

)(*)(

21

2211

ssn

XXXXr

−

−−=∑ Equação 49.

Onde: r é o coeficiente de correlação amostral;

X1 é a variável da amostra 1;

122

X2 é a variável da amostra 2

1X é a média da amostra 1;

2X é a média da amostra 2;

n é o número de unidades das amostras;

s1 é o desvio padrão da amostra 1;

s2 é o desvio padrão da amostra 2.

O sétimo e ultimo passo é, considerando os Pi-Termos que possuam maiores

coeficientes de correlação construir os gráficos adimensionais relativos aos parâmetros

desejados.

123

3.4.5- Análise de Variância

Segundo SNEDECOR e COCHRAN a análise de variância é um método estatístico

que se desenvolve da suposição de que populações diferentes têm estimativas de variâncias

diferentes, sendo que a análise de variância pode ser dividida em 3 categorias: Classificação

de via simples; classificação de via dupla; e modelos de efeitos aleatórios.

Neste trabalho não se pretende quantificar os efeitos individuais e interativos dos

parâmetro dependentes (Velocidade teórica de avanço (Vm) ( 0,36 e 0,7 m/s); Profundidade da

regulagem de trabalho (Pr) (150 mm e 200 mm); e Velocidade de Rotação (Rot) (342 rpm e

514 rpm)) nos conseqüentes efeitos da faixa preparado do solo. O objetivo é determinar,

quantificar e qualificar qual configuração operacional (Vm, Rot e Pr) tem as melhores

características conservacionistas, melhores características dimensionais da faixa, e melhores

características operacionais. Portanto cada tratamento (combinação Vm/Rot/Pr) será tratado

como uma unidade, sendo possível utilizar a análise de variância de classificação de via

simples.

Cada tratamento, de um total de 8 (E111, E112, E121, E122, E211, E221, E212, E222)

teve duas repetições, perfazendo 10 medidas para cada tratamento, gerando 9 graus de

liberdade no arranjo experimental.

Segundo CHAO (1974), dadas duas variáveis independentes aleatórias, cada uma

distribuída normalmente, se as variâncias destas variáveis não são dependentes entre si, é

possível utilizar as características da distribuição F, através da razão F abaixo, como teste de

hipóteses .

22

21

s

sF = Equação 50.

Onde: F é a razão ou estatística F; s1

é a variância amostral da amostra 1. s2

é a variância amostra da amostra 2.

),,( 21

1*

νναFF = Equação 51.

124

Onde: F* é o valor crítico de F, o qual valores abaixo de F* não representam significância,

sendo cortados da análise;

F(α, ν1, ν2) é o valor da razão F, com α nível de significância requerido, ν1 grau de

liberdade amostra 1, e ν2 grau de liberdade amostra 2.

Segundo CHAO (1974), o teste de hipótese sobre diferença entre médias utilizando a

estatística F, considera que os vários grupos de tratamentos constituem um grupo total, sendo a

variância da amostra total é particionada em: variância dentro do grupo total, e variância entre

grupos. Assim a rejeição da hipótese nula, se dá quando a Esperança da média quadrada entre

grupos é maior do que a Esperança da média quadrada dentro de cada grupo,

conseqüentemente a estatística F, ou razão F é maior do que 1 , sempre considerando que o

nível de significância da hipótese é menor ou igual ao nível de significância requerido (α).

MQD

MQEF = Equação 52.

Onde: MQE é a esperança da média quadrada entre grupos;

MQD é a esperança da média quadrada dentro do grupo total.

Sendo que:

=MQD σ2 Equação 53

Onde: σ2 é a variância do grupo total.

21

1

*σ

γ

+−

=∑

K

n

MQE

K

kk

Equação 54.

Onde: nk é um observação individual;

γk é a diferença entre a média do grupo total e a média do tratamento;

K é o número de observações.

125

Segundo MONTGOMERY (1991) desde que se tenha uma razão F significativa à 5%

de significância o teste para se comparar médias mais poderoso é o teste da Mínima Diferença

Significativa (MDS), que inspeciona todas as diferenças entre pares de médias. Este teste

consiste no cálculo das diferenças entre todos os pares de médias existentes via a combinação

de todos os tratamentos SNEDECOR e COCHRAN (1989). Encontra-se o valor tabelado da

distribuição t para o nível de significância requerido (α) e os graus de liberdade existentes,

este valor é multiplicado pelo erro padrão da diferença entre médias, obtendo-se o mínima

diferença significativa (MDS), desde que a diferença entre médias, à significância requerida

exceder este valor, existe diferença entre médias, conforme equação abaixo.

)*2(*2

nstMDS = Equação 55.

Onde: t é o valor tabelado da distribuição t para a significância α e o grau de liberdade gl;

s2 é a variância da amostra;

n é o número de observações.

Neste trabalho o nível de significância requerido será considerado como 5%, ou seja

intervalo de confiança acima de 95%. Como teste de normalidade das distribuições das

medidas dos parâmetros nos tratamentos, serão considerados os testes de Curtose e Simetria,

tendo como valores para rejeição de normalidade: Curtose (k>2 ou k<-2); simetria (g>2 ou g<-

2) SNEDECOR e COCHRAN (1989), e o gráfico de probabilidade normal dos resíduos

(MONTGOMERY, 1989), que é um gráfico da distribuição cumulativa dos resíduos em

função da probabilidade normal, diante de uma distribuição normal a distribuição cumulativa

normal gera uma reta, confirmando a hipótese de normalidade.

Para a obtenção dos resultados perante a estatística descritiva e a a análise de variância

foi utilizado o software de cálculo estatístico STATGRAPHICS PLUS 4.1 (1999).

126

4-RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados deste capítulo serão divididos em dois itens, o primeiro referente aos

resultados obtidos e sua estatística clássica (Descritiva e Análise de Variância) e o segundo

referente ao tratamento da análise dimensional.

No primeiro item a estatística clássica teve como objetivos: a caracterização

operacional e geométrica da faixa de plantio, e a comprovação das características

conservacionistas da ferramenta; a diferenciação entre as várias configurações operacionais,

para efeito de comparação com a análise dimensional.

No segundo item os dados foram tratados em dois grandes conjuntos: o primeiro grupo

visando essencialmente demonstrar as características conservacionistas do “Paraplow”

Rotativo, o segundo grupo referente às caracterizações geométricas da faixa de plantio e

operacionais da ferramenta.

Todos os dados e resultados são referentes as combinações de Velocidade teórica de

avanço (Vm); Velocidade de rotação da ferramenta (Rot); Profundidade da regulagem de

trabalho (Pr), perfazendo oito configurações operacionais (oito tratamentos).

A discussão dos resultados foi feita intercalada entre as tabelas e gráficos apresentados,

sendo confrontada com citações da literatura referentes cada parâmetros discutido.

4.1. Estatística Clássica

A Estatística Descritiva utilizada neste trabalho possui os seguintes componentes:

Média aritmética; Variância; Desvio padrão; Valor máximo; Valor mínimo; Amplitude;

Simetria e Curtose.

A Análise de Variância adotada foi a do tipo classificação de uma via simples,

utilizando a razão F como estatística e a diferença entre médias foi obtida através do teste de

mínima diferença significativa (MDS).

Todos os dados dos tratamentos passaram pelos testes de curtose (k <2 e k>-2),

simetria (g <2 e g>-2), e gráfico de probabilidade normal dos resíduos que tem

127

comportamento linear, portanto os dados acima representam distribuições normais sendo

passíveis de passarem pela análise de variância.

As tabelas ANOVA decompõem a análise de variância em dois componentes: entre

grupos e dentro do grupo. A razão F é superior a 1, desde que o valor da significância é menor

que 0,05 (5%), existe uma diferença estatisticamente significativa entre as médias dos oito

tratamento com um nível de confiança de 95%.

Nas tabelas do teste MDS, marcações na mesma coluna no campo de grupos

homogêneos significam que não existe diferença significativa entre médias segundo o teste de

mínima diferença significativa à um nível de confiança de 95%, marcações em colunas

diferentes implica em diferença significativa à 5% de significância.

4.1.1- Caracterização dos requisitos conservacionistas:

Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Coesão antes e depois da operação

do “Paraplow” Rotativo são apresentados nas Tabela 10, Tabela 11, Tabela 12, Tabela 13,

Tabela 14 e Tabela 15.

Tabela 10. Estatística descritiva da variável Coesão (c) antes da operação.

Tratamento Observação

Média (Pa)

Variancia Desvio Padrão

(Pa)

Mínimo (Pa)

Maximo (Pa)

Amplitude (Pa) Simetria Curtose

E111 10 22811 834009 913 21321 23898 2577 -0,92 -0,38

E112 10 21055 22735700 4768 15678 26799 11121 0,00 -1,33

E212 10 30149 12701400 3564 23678 33987 10309 -0,78 -0,45

E122 10 28423 52848400 7270 12555 41213 28658 -0,95 1,80

E211 10 26929 19203300 4382 21227 31875 10648 -0,11 -1,25

E121 10 27577 14224500 3772 23154 31875 8721 -0,01 -1,35

E221 10 21948 21686300 4657 16753 26987 10234 -0,01 -1,37

E222 10 22602 13482600 3672 18564 26753 8189 0,03 -1,34

128

Tabela 11. Tabela ANOVA (teste F), variável coesão (C) antes da operação. ∑∑∑∑ x2 Grau de

liberdade

Média

Quadrada

Razão F Significância

(Valor P)

Entre

Grupos

8,37*108 7 1,19*108 6,07 0,00001

Dentro

Grupo

1,11*109 72 1,97*107

Tabela 12. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável coesão antes da operação. Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo

E112 10 21054 X

E221 10 21948 X

E222 10 22601 X

E111 10 22810 X

E211 10 26929 X

E212 10 27577 X

E122 10 28422 X

E121 10 30148 X

Tabela 13. Estatística descritiva da variável Coesão (c) após a operação.


Média (Pa)


(Pa)

Mínimo (Pa)

Maximo (Pa)

Amplitude (Pa) Simetria Curtose

E111 10 20548 796508 892 19045 21483 2438 -1,20 -0,24

E112 10 12174 7590870 2755 9084 15466 6382 0,00 -1,34

E121 10 17324 4477780 2116 13439 19752 6313 -0,86 -0,33

E122 10 20461 49564300 7040 10595 34743 24148 1,05 0,30

E211 10 23977 15663300 3958 18557 28447 9890 -0,19 -1,14

E212 10 28610 16066900 4008 23787 33928 10141 0,07 -1,18

E221 10 16862 12814100 3580 12811 20830 8019 -0,01 -1,36

E222 10 13805 5308470 2304 10850 17050 6200 0,04 -1,11

129

Tabela 14. Tabela ANOVA (teste F), variável coesão (c) depois da operação. ∑∑∑∑ x2 Grau de

liberdade

Média

Quadrada


(Valor P)

Entre

Grupos

2,02*109 7 2,88*108 20,58 0,00001

Dentro

Grupo

1,01*109 72 1,40*107

Tabela 15. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável coesão depois da operação. Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo

E112 10 12174 X

E222 10 13805 X X

E221 10 16862 X X

E212 10 17324 X X

E122 10 20460 X

E111 10 20548 X

E211 10 23977 X

E121 10 28909 X

Pelos dados obtidos referentes à coesão do solo antes do experimento, apresentados na

Tabela 10, percebe-se que os valores são coerentes com os valores obtidos por JUSTINO e

MAGALHÃES (1990) em testes triaxiais de latossolo vermelho distroférrico (24, 5 kPa), e

por MAIA e DANIEL (2002) (37,8 kPa).

Característica marcante notada na Tabela 13 foi a redução da coesão do solo para todos

os tratamento, confirmando a desagregação do solo após a passagem do “Paraplow” Rotativo,

COULOUMA (2005) afirma que diferentes valores de coesão do solo induzem a diferentes

intensidades de fragmentações do mesmo, influindo diretamente em sua estrutura.

130

MACIEL (1993) afirma que em solos consolidados a coesão do solo tem valores

maiores tanto maiores forem os valores da densidade aparentes, portando um comportamento

diretamente proporcional do nível de fragmentação do solo em relação a diminuição da

densidade aparente resultante.

Como característica conservacionista importante pode-se considerar que um solo

mais coeso sofre menos efeitos de erosão, embora seja interessante uma menor densidade

aparente do solo, que é diretamente proporcional a coesão, para a cama de semente, assim

tratamentos de preparo de solo que reduzam a densidade, mas que mantenham a coesão pouco

alterada significam uma maior fragmentação sem grandes diminuições dos tamanhos dos seus

agregados , o que é preferido, neste enfoque o tratamento que obteve uma menor redução da

coesão do solo foram os tratamentos E111, E212, e E211.

Em relação ao teste F, tanto antes como depois da operação foi captada diferença entre

médias significativa estatisticamente. O teste MDS antes da operação não captou diferença

entre as médias dos tratamentos, mas depois da operação houve uma grande diferenciação,

demonstrando a sensível mudança de coesão do solo após a passagem da ferramenta.

Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Ângulo de atrito interno do solo

antes e depois da operação do “Paraplow” Rotativo são apresentados nas Tabela 16, Tabela

17, Tabela 18, Tabela 19, Tabela 20 e Tabela 21.

Tabela 16. Estatística descritiva da variável Ângulo de atrito interno (φφφφ) antes da operação.

Tratamento Observação Média

(Radianos) Variancia Desvio Padrão

(Radianos)

Mínimo (Radianos)

Maximo (Radianos)

Amplitude (Radianos) Simetria Curtose

E111 10,000 0,300 0,003 0,054 0,241 0,365 0,124 0,037 -1,327

E112 10,000 0,445 0,043 0,207 0,190 0,680 0,490 -0,082 -1,282

E121 10,000 0,272 0,002 0,048 0,213 0,345 0,132 0,113 -1,049

E122 10,000 0,468 0,001 0,026 0,426 0,520 0,094 0,069 0,969

E211 10,000 0,464 0,025 0,160 0,291 0,650 0,359 0,022 -1,351

E212 10,000 0,616 0,015 0,124 0,461 0,785 0,324 -0,123 -1,060

E221 10,000 0,327 0,001 0,038 0,280 0,374 0,094 -0,015 -1,274

E222 10,000 0,459 0,029 0,169 0,272 0,654 0,383 0,008 -1,358

131

Tabela 17. Tabela ANOVA (teste F), variável Ângulo de atrito interno do solo (φφφφ) antes da operação.

∑∑∑∑ x2 Grau de

liberdade

Média

Quadrada


(Valor P)

Entre

Grupos

0,89 7 0,12 8,56 0,00001

Dentro

Grupo

1,07 72 0,014

Tabela 18. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Ângulo de atrito interno do solo antes da operação.

Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo

E121 10 0,27 X

E111 10 0,30 X

E221 10 0,32 X

E112 10 0,44 X

E222 10 0,45 X

E211 10 0,46 X

E122 10 0,46 X

E212 10 0,61 X

Tabela 19. Estatística descritiva da variável: Ângulo de atrito interno (φφφφ) depois da operação.


(Radianos) Variancia

Desvio Padrão

(Radianos)

Mínimo (Radianos)

Maximo (Radianos)

Amplitude (Radianos) Simetria Curtose

E111 10,000 0,833 0,022 0,148 0,673 1,007 0,334 0,025 -1,347

E112 10,000 1,884 0,771 0,878 0,832 2,928 2,096 -0,041 -1,281

E121 10,000 0,563 0,011 0,107 0,444 0,757 0,313 0,660 -0,505

E122 10,000 0,704 0,006 0,076 0,580 0,777 0,197 -0,684 -1,001

E211 10,000 0,997 0,117 0,342 0,621 1,376 0,755 0,003 -1,367

E212 10,000 0,634 0,017 0,128 0,474 0,823 0,349 0,035 -0,988

E221 10,000 0,719 0,007 0,084 0,613 0,819 0,206 -0,013 -1,272

E222 10,000 1,367 0,255 0,505 0,821 1,983 1,162 0,040 -1,331

132

Tabela 20. Tabela ANOVA (teste F), variável Ângulo de atrito interno do solo (φφφφ) depois da operação.


liberdade

Média

Quadrada


(Valor P)

Entre

Grupos

14,25 7 2,03 13,5 0,00001

Dentro

Grupo

10,8 72 0,15

Tabela 21. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Ângulo de atrito interno do solo depois da operação.


E121 10 0,56 X

E212 10 0,63 X

E122 10 0,70 X X

E221 10 0,71 X X

E111 10 0,83 X X

E211 10 0,99 X

E222 10 1,36 X

E112 10 1,88 X

Pelos dados obtidos referentes a coesão do solo antes do experimento, apresentados na

Tabela 16 , percebe-se que os valores são coerentes com os valores obtidos por JUSTINO e

MAGALHÃES (1990) que obtiveram em testes triaxiais em latossolo vermelho distroférrico

valores para o ângulo de atrito interno do solo de 20 graus (0,34 radianos ), já MAIA e

DANIEL (2002) obtiveram para o mesmo solo valores de 15,5 graus (0,27 radianos).

MACIEL (1993) afirma que em solos consolidados o ângulo de atrito interno sofre

após o solo ter sido trabalhado por uma ferramenta se torna inversamente proporcional em

133

relação à densidade aparente resultante, assim quanto maior o ângulo de atrito interno menor

a densidade.

Quanto maior o a diferença entre ângulo de atrito interno antes e depois de ser

trabalhado o solo maior a pulverização do solo resultante, já que este parâmetro está

diretamente ligado a resistência ao cisalhamento dos agregados do solo consolidado, ângulos

maiores representam resistências menores, como é muito mais interessante no contexto

conservacionista um solo mais fragmentado em agregados estáveis do que um solo

pulverizado os tratamento que obtiveram uma menor diferença entre os ângulos de atrito

interno do solo são preferidos, pela Tabela 19 tem-se que os tratamentos que apresentaram

melhores resultados foram os tratamento E121, E122, sendo o tratamento E212 excepcional

neste quesito.


médias significativa estatisticamente. O teste MDS antes da operação teve pouca sensibilidade

em captar diferença entre as médias dos tratamentos, sendo que depois da operação o

panorama não mudou, não mostrando as mudança do ângulo de atrito interno do solo após a

passagem da ferramenta captadas pela análise dimensional.

Os dados obtidos e tratados referentes aos parâmetros Índice de cone original e Índice

de Cone das Fissuras são apresentados nas Tabela 22, Tabela 23, Tabela 24, Tabela 25, Tabela

26 e Tabela 27.

Tabela 22. Estatística descritiva da variável: Índice de cone original (CI0) antes da operação.

Tratamento Observação Média (kPa)

Variancia Desvio Padrão (kPa)

Mínimo (kPa)

Maximo (kPa)

Amplitude (kPa) Simetria Curtose

E111 10 1744 16812 130 1535 1911 376 -0,42 -0,56

E112 10 1643 8536 92 1523 1734 211 -0,38 -1,41

E121 10 1812 26585 163 1611 1989 378 -0,12 -1,18

E122 10 1786 1067 33 1741 1835 94 -0,27 -0,88

E211 10 1816 31856 178 1545 2076 531 0,00 -0,91

E212 10 1547 173 13 1524 1557 33 -1,48 -0,15

E221 10 1665 3571 60 1581 1748 167 -0,27 -0,69

E222 10 1714 4352 66 1637 1794 157 -0,12 -1,25

134

Tabela 23. Tabela ANOVA (teste F), variável Índice de cone original (CI0) antes da operação.


liberdade

Média

Quadrada


(Valor P)

Entre

Grupos

614193 7 87741 7,55 0,00001

Dentro

Grupo

836567 72 11619

Tabela 24. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Índice de cone original antes da operação.


E212 10 1547 X

E112 10 1652 X X

E221 10 1664 X X

E222 10 1713 X X X

E111 10 1743 X X X

E122 10 1786 X X

E121 10 1811 X

E211 10 1816 X

Tabela 25. Estatística descritiva da variável: Índice de cone da região de fissuras (CIF) depois da operação.

Tratamento Observação Média (kPa) Variancia

Desvio Padrão (kPa)

Mínimo (kPa)

Maximo (kPa)

Amplitude (kPa) Simetria Curtose

E111 10 257 5374 73 122 345 223 -0,90 -0,21

E112 10 215 122 11 202 227 26 -0,26 -1,36

E121 10 258 628 25 223 296 73 0,41 -0,66

E122 10 158 2678 52 113 236 123 0,98 -0,96

E211 10 203 1952 44 147 262 115 0,05 -1,05

E212 10 192 2854 53 99 251 152 -0,84 -0,27

E221 10 146 1556 39 97 209 113 0,17 -0,90

E222 10 180 2632 51 107 246 139 0,08 -0,80

135

Tabela 26. Tabela ANOVA (teste F), variável Índice de cone da região de fissuras (CIF) depois da operação.


liberdade

Média

Quadrada


(Valor P)

Entre

Grupos

119076 7 17010 7,6 0,00001

Dentro

Grupo

160166 72 2224

Tabela 27. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Índice de cone da região de fissuras depois da operação.


E221 10 146,3 X

E122 10 158,2 X X

E222 10 180 X X X

E212 10 191,5 X X

E211 10 203 X

E112 10 215 X X

E111 10 256,6 X X

E121 10 258 X

Na linha experimental onde foram coletados os dados obteve-se uma diminuição

drástica do índice de cone original, Tabela 22, após a passagem do “Paraplow” Rotativo,

sendo que entre a largura superior da faixa experimental, que se encontra em torno de 12 cm o

índice de cone caiu a valores próximos a zero, já nas imediações da faixa preparada, em torno

de 40 cm, obteve-se os valores apresentados na Tabela 25. Credita-se este efeito a ação de

subsolagem volumétrica do “Paraplow” Rotativo. ZHANG et al. (2001) concluiu que solos

136

argilosos que sofrem tensão de cisalhamento acentuada têm uma diminuição significativa da

resistência a penetração de saturação de água.

Percebe-se que o “Paraplow” Rotativo é uma ótima solução para casos extremos onde

a recomendação da ASAE (1997) não é atendida, recomendação esta que versa sobre o valor

máximo para o índice de cone para não limitar o crescimento das raízes ( 2,25 MPa), pois

tendo em vista dos valores iniciais de índice do cone da área e dos valores resultantes na faixa

de 40 cm afetada por fissuras, supõe-se que o índice de cone nestes casos ruíns será abaixado

para valores aceitáveis.

Outra observação interessante é que pela Tabela 25, confirma-se a afirmação de

JUSTINO e MAGALHÃES (1990) que demonstraram experimentalmente que o preparo de

solo em sistemas de cultivo mínimo que se realizam em menores profundidades tem índice de

cone da região de fissuras maiores do que aqueles que se realizam a profundidades maiores.

Na Tabela 25, todos os tratamentos que tiveram menor profundidade de trabalho tiveram

maiores índices de cone.


médias significativa estatisticamente. O teste MDS antes da operação captou diferenças entre

as médias dos do índice de cone original nas regiões onde foram realizados os testes para cada

tratamento, confirmando a grande variabilidade do solo, esta tendência foi captada depois da

operação sem mantendo a grande diferenciação dos índices de cone da região de fissuras.

Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Índice de rugosidade antes e

depois da operação do “Paraplow” Rotativo são apresentados nas Tabela 28, Tabela 29,

Tabela 30, Tabela 31, Tabela 32 e Tabela 33 .

137

Tabela 28. Estatística descritiva da variável Índice de rugosidade (Inrug) antes da operação.

Tratamento Observação Média (mm)

Variancia Desvio Padrão (mm)

Mínimo (mm)

Maximo (mm)

Amplitude (mm) Simetria Curtose

E111 10,00 3,84 3,01 1,73 1,79 6,54 4,76 0,78 -0,79

E112 10,00 4,92 1,14 1,07 3,27 6,49 3,23 0,04 -0,66

E121 10,00 7,99 7,97 2,82 4,26 11,17 6,91 -0,37 -1,27

E122 10,00 5,35 5,21 2,28 2,62 8,56 5,94 0,39 -0,85

E211 10,00 3,92 0,31 0,55 3,13 4,97 1,84 0,62 -0,05

E212 10,00 5,57 0,09 0,30 5,31 6,03 0,71 0,83 -1,01

E221 10,00 3,18 0,09 0,31 2,82 3,52 0,70 -0,30 -1,41

E222 10,00 3,71 0,10 0,31 3,19 4,07 0,88 -0,37 -0,92

Tabela 29. Tabela ANOVA (teste F), variável Índice de rugosidade (Inrug) antes da operação.


liberdade

Média

Quadrada


(Valor P)

Entre

Grupos

166,2 7 23,7 10,61 0,00001

Dentro

Grupo

161,2 72 2,23

Tabela 30. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Índice de rugosidade antes da operação.


E221 10 3,18 X

E222 10 3,70 X X

E111 10 3,84 X X

E211 10 3,91 X X

E112 10 4,92 X X

E122 10 5,34 X

E212 10 5,57 X

E121 10 7,99 X

138

Tabela 31. Estatística descritiva da variável Índice de rugosidade (Inrug) depois da operação.



Mínimo (mm)

Maximo (mm)


E111 10,00 4,20 0,01 0,08 4,07 4,32 0,25 -0,41 -0,53

E112 10,00 7,24 8,05 2,84 3,45 11,66 8,21 0,23 -0,76

E121 10,00 11,82 3,71 1,93 9,05 14,56 5,51 -0,03 -0,54

E122 10,00 7,21 8,17 2,86 3,76 10,96 7,20 0,08 -0,90

E211 10,00 9,81 17,71 4,21 4,70 16,03 11,33 0,40 -0,92

E212 10,00 8,41 4,58 2,14 5,64 11,82 6,18 0,24 -0,54

E221 10,00 5,35 0,81 0,90 3,97 6,59 2,63 0,27 -0,73

E222 10,00 6,37 1,56 1,25 4,70 8,13 3,43 0,11 -1,04

Tabela 32. Tabela ANOVA (teste F), variável Índice de rugosidade (Inrug) depois da operação.


liberdade

Média

Quadrada


(Valor P)

Entre

Grupos

417,4 7 59,6 10,7 0,00001

Dentro

Grupo

401,2 72 5,57

Tabela 33. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Índice de rugosidade depois da operação.


E111 10 4,20 X

E221 10 5,35 X X

E222 10 6,36 X X

E122 10 7,21 X X

E112 10 7,23 X X

E212 10 8,40 X X

E211 10 9,80 X X

E121 10 11,82 X

139

MELLO e MAGALHÃES (1993) determinaram que para arados de discos que o índice

de rugosidade encontra-se em torno de 4,81 mm, com cv de 16%. SANTOS e SVERZUT

(1994) encontraram para tratamentos com escarificador um índice de rugosidade de 2,68 mm,

enquanto DALLMEYER (1989) citado por SANTOS e SVERZUT obteve valores entre 4,3 e

5,2 mm.

Percebe-se pela comparação entre os índices de rugosidade do solo antes e depois da

operação com “Paraplow” Rotativo, Tabela 28 e Tabela 31 ,que os índices têm um expressivo

aumento de valor sendo maiores dos apresentados pela literatura citada, tanto para ferramentas

conservacionistas (escarificador), como para ferramentas convencionais (arado de discos), o

que é bom segundo MELLO e MAGALHÃES (1993).


médias significativa estatisticamente. O teste MDS antes da operação captou diferença entre as

médias dos tratamentos, sendo que depois da operação houve a mesma diferenciação que

antes, na análise dimensional houve uma sensível diferenciação, provando sua superioridade.

Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Diâmetro médio ponderado do

solo antes e depois da operação do “Paraplow” Rotativo são apresentados nas Tabela 34,

Tabela 35, Tabela 36, Tabela 37, Tabela 38 e Tabela 39.

Tabela 34. Estatística descritiva da variável Diâmetro médio ponderado (DMP) antes da operação.



Mínimo (mm)

Maximo (mm)


E111 10,00 2,54 0,20 0,45 2,00 3,00 1,00 -0,03 -1,57

E112 10,00 2,67 0,03 0,17 2,50 2,90 0,40 0,35 -1,26

E121 10,00 1,71 0,51 0,71 1,00 2,43 1,43 0,00 -1,64

E122 10,00 2,81 0,30 0,55 2,10 3,50 1,40 -0,32 -1,26

E211 9,00 2,31 0,02 0,15 2,10 2,50 0,40 -0,04 -1,05

E212 10,00 2,45 0,72 0,85 1,60 3,30 1,70 0,00 -1,65

E221 10,00 2,52 0,88 0,94 1,60 3,50 1,90 0,01 -1,65

E222 10,00 2,23 0,14 0,38 1,90 2,73 0,83 0,63 -1,30

140

Tabela 35. Tabela ANOVA (teste F), variável Diâmetro médio ponderado (DMP) antes da operação.


liberdade

Média

Quadrada


(Valor P)

Entre

Grupos

7,84 7 1,12 3,16 0,0058

Dentro

Grupo

25,2 72 0,35

Tabela 36. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Diâmetro médio ponderado antes da operação.


E121 10 1,70 X

E222 10 2,23 X X

E211 10 2,31 X X

E212 10 2,45 X X

E221 10 2,51 X X

E111 10 2,53 X X

E112 10 2,66 X X

E122 10 2,80 X

Tabela 37. Estatística descritiva da variável Diâmetro médio ponderado (DMP) depois da operação.

Tratamento Observação Média (mm) Variancia

Desvio Padrão (mm)

Mínimo (mm)

Maximo (mm)


E111 10,00 2,03 0,20 0,45 1,60 2,50 0,90 0,01 -1,65

E112 10,00 2,12 0,01 0,12 2,00 2,30 0,30 0,29 -1,30

E121 10,00 1,59 0,45 0,67 0,90 2,25 1,35 -0,01 -1,65

E122 10,00 2,09 0,07 0,27 1,80 2,50 0,70 0,43 -1,18

E211 10,00 2,22 0,03 0,17 2,00 2,40 0,40 -0,16 -1,31

E212 10,00 2,00 0,27 0,52 1,50 2,56 1,06 0,02 -1,63

E221 10,00 2,20 0,95 0,97 1,20 3,20 2,00 0,01 -1,64

E222 10,00 2,19 0,17 0,41 1,80 2,70 0,90 0,08 -1,57

141

Tabela 38. Tabela ANOVA (teste F), variável: Diâmetro médio ponderado (DMP) depois da operação.


liberdade

Média

Quadrada


(Valor P)

Entre

Grupos

2,93 7 0,41 1,55 0,16

Dentro

Grupo

19,47 72 0,27

Tabela 39. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Diâmetro médio ponderado depois da operação.


E121 10 1,58 X

E212 10 2,00 X X

E111 10 2,02 X X

E122 10 2,09 X

E112 10 2,11 X

E222 10 2,19 X

E221 10 2,19 X

E211 10 2,22 X

PINHEIRO et al. (2004) afirma que entre vários tratamento feitos em latossolo roxo,

com altos teores de argila, todos aqueles onde foi aplicado o sistema de plantio direto tiveram

DMP maior ou igual a 2 mm, indicando que este valor para este índice indica um manejo

conservacionista.

Percebe-se nitidamente pelas Tabela 34 e Tabela 37, que o “Paraplow” Rotativo influi

pouco no diâmetro médio ponderado, sendo que em somente um tratamento (E121) o DMP

está abaixo do limite de 2 mm, no entanto o valor antes da operação também estava abaixo

142

deste limite, não desqualificando este tratamento. Já BARZEGAR (2003) sugere como cama

de sementes ideal que o valor do DMP esteja entre 1 e 5 mm, o que qualifica ainda mais o

“Paraplow” Rotativo como ferramenta conservacionista.

LUCARELLI (1997) afirma que em sistemas de preparo de solo conservacionistas o

valor do DMP em geral se encontram entre 2 a 2,5 mm em horizontes superficiais, o que

significa um pouco revolvimento do solo.

Uma das principais características de projeto do “Paraplow” Rotativo é a

movimentação do solo sem revolvimento do mesmo (CHANG, 2002).


médias significativa estatisticamente. O teste MDS tanto antes como depois da operação não

captou diferença entre as médias dos tratamentos, não sendo ideal para avaliação do Diâmetro

médio ponderado, já a análise dimensional mostrou-se adequada.

Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Diâmetro ponderado seco do solo

antes e depois da operação do “Paraplow” Rotativo são apresentados nas Tabela 40, Tabela

41, Tabela 42, Tabela 43, Tabela 44 e Tabela 45.

Tabela 40. Estatística descritiva da variável Diâmetro ponderado seco (DPS) antes da operação.



Mínimo (mm)

Maximo (mm)


E111 10,00 6,59 0,86 0,93 5,34 7,62 2,28 -0,21 -1,32

E112 10,00 5,80 0,26 0,51 5,34 6,79 1,45 1,37 0,02

E121 10,00 6,32 2,32 1,52 4,64 7,90 3,26 -0,02 -1,62

E122 10,00 5,53 0,84 0,92 4,63 6,49 1,86 0,03 -1,64

E211 10,00 5,67 0,28 0,53 4,54 6,54 2,00 -0,82 1,40

E212 10,00 6,01 0,01 0,08 5,88 6,12 0,24 -0,76 -0,50

E221 10,00 8,02 0,69 0,83 6,59 8,93 2,34 -0,62 -0,79

E222 10,00 4,62 2,27 1,51 2,75 6,35 3,60 0,05 -1,49

143

Tabela 41. Tabela ANOVA (teste F), variável: Diâmetro ponderado seco (DPS) antes da operação.


liberdade

Média

Quadrada


(Valor P)

Entre

Grupos

67,87 7 9,69 10,33 0,00001

Dentro

Grupo

67,58 72 0,93

Tabela 42. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Diâmetro ponderado seco antes da operação.


E222 10 4,61 X

E122 10 5,52 X

E211 10 5,67 X

E112 10 5,79 X X

E212 10 6,00 X X

E121 10 6,31 X X

E111 10 6,58 X

E221 10 8,02 X

Tabela 43. Estatística descritiva da variável Diâmetro ponderado seco (DPS) depois da operação.


Desvio Padrão (mm)

Mínimo (mm)

Maximo (mm)


E111 10,00 3,53 0,12 0,35 3,00 3,93 0,93 -0,43 -1,06

E112 10,00 3,30 0,09 0,31 2,81 3,71 0,90 -0,76 -0,65

E121 10,00 4,23 1,93 1,09 2,78 5,66 2,88 0,00 -1,64

E122 10,00 3,17 0,33 0,57 2,62 3,77 1,15 0,02 -1,64

E211 10,00 4,06 0,90 0,95 3,22 5,48 2,27 0,63 -1,24

E212 10,00 3,39 0,64 0,80 2,62 4,76 2,14 0,53 -0,96

E221 10,00 7,34 51,65 0,71 2,61 21,80 19,20 1,93 0,50

E222 10,00 3,60 1,59 0,96 2,07 5,04 2,97 0,05 -1,51

144

Tabela 44. Tabela ANOVA (teste F), variável Diâmetro ponderado seco (DPS) depois da operação.


liberdade

Média

Quadrada


(Valor P)

Entre

Grupos

131,0 7 18,71 2,62 0,018

Dentro

Grupo

515,3 72 7,51

Tabela 45. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Diâmetro ponderado seco depois da operação.


E122 10 3,17 X

E112 10 3,30 X

E212 10 3,39 X

E111 10 3,52 X

E222 10 3,60 X

E211 10 4,06 X

E121 10 4,23 X

E221 10 7,34 X

BERNSTSEN e BERRE (2002) definem como uma cama de sementes ideal aquela

onde os 50% dos agregados estão entre diâmetros entre 0,5 e 6 mm. Percebe-se pela

comparação entre as Tabela 40 e Tabela 43 que esta regra é respeitada, somente com uma

exceção (E221, embora o valor inicial já fosse alto). Todos os tratamento podem ser

considerados distribuições normais, o que subtende que 2/3 (66%) dos dados estão

compreendidos entre o valor médio mais ou menos o desvio padrão, assim o “Paraplow”

Rotativo gera uma cama de sementes ideal.

145

O experimento confirma a observação de JAVAREZ e BONI (1996) que afirmam

que a diminuição dos agregados do solo após o seu preparo ocorre devido à destruição de seus

grumos devido a ação de trabalho dos equipamentos, pois em todos os tratamentos houve

diminuição do tamanho médio dos agregados.

MACIEL (1993) concluiu que o aumento da rotação de uma enxada rotativa induziu

a diminuição do diâmetro dos agregados do solo na camada mobilizada, os que são totalmente

observados devido a uma maior diminuição dos agregados nos tratamento tiveram maior

rotação.


médias significativa estatisticamente. O teste MDS antes captou alguma diferença entre

médias, mas depois da operação não captou diferença alguma dos tratamentos, não sendo ideal

para avaliação do Diâmetro ponderado seco, já a análise dimensional mostrou-se adequada.

Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Densidade aparente da região

central faixa preparada antes e depois da operação do “Paraplow” Rotativo são apresentados

nas Tabela 46, Tabela 47, Tabela 48, Tabela 49, Tabela 50 e Tabela 51.

Tabela 46. Estatística descritiva da variável Densidade aparente da região central da faixa preparada (γγγγ) antes da operação.

Tratamento Observação Média (g/cm3)

Variancia Desvio Padrão (g/cm3)

Mínimo (g/cm3)

Maximo (g/cm3)

Amplitude (g/cm3) Simetria Curtose

E111 10,00 1,80 0,04 0,20 1,57 2,14 0,57 1,05 -0,39

E112 10,00 1,66 0,01 0,12 1,50 1,87 0,37 0,46 -0,21

E121 10,00 2,04 0,03 0,18 1,81 2,28 0,47 -0,02 -1,26

E122 10,00 1,71 0,03 0,18 1,47 1,98 0,51 0,10 -0,89

E211 10,00 1,95 0,07 0,27 1,43 2,25 0,83 -1,41 0,30

E212 10,00 1,74 0,10 0,31 1,22 2,36 1,14 0,35 0,68

E221 10,00 1,84 0,18 0,43 1,26 2,47 1,21 0,43 -0,91

E222 10,00 1,59 0,06 0,24 1,22 1,98 0,76 0,15 -0,41

146

Tabela 47. Tabela ANOVA (teste F), variável Densidade aparente (γγγγ) antes da operação. ∑∑∑∑ x2 Grau de

liberdade

Média

Quadrada


(Valor P)

Entre

Grupos

1,53 7 0,21 3,34 0,0038

Dentro

Grupo

4,72 72 0,06

Tabela 48. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Densidade aparente antes da operação.


E222 10 1,59 X

E112 10 1,65 X X

E212 10 1,70 X X

E111 10 1,73 X X X

E221 10 1,80 X X X

E211 10 1,83 X X X

E111 10 1,95 X X

E121 10 2,03 X

Tabela 49. Estatística descritiva da variável Densidade aparente da região central da faixa preparada (γγγγ) depois da operação.

Tratamento Observação Média (g/cm3)

Variancia Desvio Padrão (g/cm3)

Mínimo (g/cm3)

Maximo (g/cm3)

Amplitude (g/cm3) Simetria Curtose

E111 10,00 1,34 0,02 0,15 1,18 1,58 0,41 0,80 -0,26

E112 10,00 1,04 0,01 0,09 0,92 1,22 0,30 0,50 0,34

E121 10,00 1,33 0,06 0,25 0,96 1,69 0,73 -0,43 -0,77

E122 10,00 1,16 0,02 0,15 0,87 1,33 0,46 -1,02 0,19

E211 10,00 1,20 0,08 0,28 0,89 1,74 0,85 1,88 0,68

E212 10,00 1,29 0,02 0,15 1,09 1,52 0,42 -0,03 -0,89

E221 10,00 1,19 0,01 0,10 1,03 1,34 0,31 -0,18 -0,28

E222 10,00 1,15 0,01 0,09 1,05 1,33 0,28 0,97 0,16

147

Tabela 50. Tabela ANOVA (teste F), variável Densidade aparente (γγγγ) depois da operação.


liberdade

Média

Quadrada


(Valor P)

Entre

Grupos

0,72 7 0,10 3,6 0,0022

Dentro

Grupo

2,07 72 0,02

Tabela 51. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Densidade aparente depois da operação.


E112 10 1,04 X

E222 10 1,15 X X

E122 10 1,16 X X

E221 10 1,19 X X X

E211 10 1,19 X X X

E212 10 1,29 X X X

E121 10 1,33 X X

E111 10 1,34 X

KIEHL (1979) argumenta que para solos argilosos, os valores aceitáveis de densidade

devem estar entre 1,0 e 1,25 Mg/m3, já MAIA e DANIEL (1999) definiram como valores

aceitáveis de densidade aparente de solos argilosos para diversos sistemas de preparo de solo

valores entre 0,83 e 1,1 g/cm3. Percebe-se pela Tabela 49, que em todos os tratamentos a

densidade aparente do solo após a operação se enquadra nos limites estabelecidos, sendo que o

“Paraplow” Rotativo tem nítida superioridade na diminuição da densidade da cama de

sementes em relação a sistema convencionais de preparo da cama de semente, tanto no plantio

148

convencional como no plantio direto, já que COELHO e MAGALHÃES (1998) em

experimentos de campo determinaram que a densidade aparente do solo após a operação de

sistemas de deposição de sementes através de discos duplos, discos duplos desencontrados,

sulcadores de haste e sulcadores de ponteiras encontra-se em torno de 1,5 g/cm3, além da

afirmação de OSUNBITAN et al. (2005), que em sistemas de plantio direto, principal sistema

de manejo conservacionista a densidade aparente é significativamente maior em relação a

tratamentos convencionais, considerando oxisolos.


médias significativa estatisticamente. O teste MDS tanto antes como depois, captou diferença

entre médias da densidade aparente do solo nas regiões onde foi realizado os tratamentos,

mostrando-se adequado para a diferenciação espacial da densidade aparente do solo perante

tratamentos diferenciados.

Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Variável estrutural CHANG do



Tabela 52. Estatística descritiva da variável estrutural CHANG (CH) antes da operação.



Mínimo (mm)

Maximo (mm)


E111 10,00 -2,52 3,61 1,90 -4,76 -0,70 4,06 -0,05 -1,61

E112 10,00 2,95 1,41 1,19 1,68 4,26 2,58 -0,01 -1,61

E121 9,00 1,25 0,48 0,69 0,50 1,87 1,36 -0,33 -1,57

E122 10,00 5,41 6,26 2,50 3,02 7,90 4,88 0,01 -1,65

E211 10,00 0,96 1,36 1,17 -0,16 2,08 2,24 0,00 -1,66

E212 10,00 -0,27 1,09 1,05 -1,46 0,73 2,19 -0,03 -1,63

E221 10,00 9,96 9,01 3,00 7,01 13,71 6,70 0,14 -1,52

E222 10,00 -0,61 0,00 0,07 -0,69 -0,51 0,18 -0,06 -1,06

149

Tabela 53. Tabela ANOVA (teste F), variável CHANG (CH) antes da operação. ∑∑∑∑ x2 Grau de

liberdade

Média

Quadrada


(Valor P)

Entre

Grupos

1097,55 7 156,7 53,38 0,00001

Dentro

Grupo

208,5 72 2,93

Tabela 54. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável CHANG antes da operação. Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo

E111 10 -2,52 X

E222 10 -0,61 X

E212 10 -0,26 X X

E211 10 0,96 X

E121 10 1,24 X

E112 10 2,94 X

E122 10 5,4 X

E221 10 9,96 X

Tabela 55. Estatística descritiva da variável estrutural CHANG (CH) depois da operação.



Mínimo (mm)

Maximo (mm)


E111 10,00 -1,43 0,14 0,38 -1,83 -1,00 0,83 0,04 -1,56

E112 10,00 1,38 4,98 2,23 -0,77 3,84 4,61 0,03 -1,63

E121 10,00 1,87 0,38 0,61 1,23 2,50 1,27 0,00 -1,64

E122 10,00 4,17 2,81 1,68 2,56 5,84 3,28 0,01 -1,65

E211 10,00 -3,42 3,41 1,85 -5,77 -1,70 4,07 -0,23 -1,48

E212 10,00 0,29 1,75 1,32 -1,12 1,57 2,69 -0,01 -1,65

E221 10,00 1,09 2,61 1,62 -0,44 2,82 3,26 0,02 -1,64

E222 10,00 0,23 6,95 2,64 -2,39 2,85 5,25 0,01 -1,64

150

Tabela 56. Tabela ANOVA (teste F), variável CHANG (CH) depois da operação. ∑∑∑∑ x2 Grau de

liberdade

Média

Quadrada


(Valor P)

Entre

Grupos

356,8 7 50,9 17,7 0,00001

Dentro

Grupo

207,2 72 2,8

Tabela 57. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável CHANG depois da operação.


E211 10 -3,42 X

E111 10 -1,42 X

E222 10 0,22 X

E212 10 0,28 X

E221 10 1,09 X X

E112 10 1,37 X X

E121 10 1,87 X

E122 10 4,16 X

A propriedade da curtose de uma distribuição normal se refere ao grau de

achatamento ou concentração das observações em torno de uma média, portanto o número

CHANG (CH), representa a modificação da estrutura do solo em função da concentração ou

dispersão dos agregados do solo em torno da média ponderada destes agregados.

COULOUMA (2005) afirma que a influencia do preparo do solo na estrutura do solo

varia muito dependendo da quantidade de água do solo, do tipo de solo e do tipo de preparo,

sendo que dentre todos os fatores envolvidos nestes parâmetros o mais importante é a

quantidade de argila do solo. Percebe-se que pela comparação entre as Tabela 52 e Tabela 55

151

que a ferramenta modifica a estrutura do solo, no entanto esta modificação se deve

essencialmente ao próprio princípio da enxada rotativa que tem uma ação de movimentação do

solo sem revolvimento, o que “vibra” o solo realizando a quebra de sua estrutura original,

modificando-a, credita-se esta intensa modificação representada pelos dados da tabelas citadas

ao solo ter teores de argila altos.


médias significativa estatisticamente. O teste MDS tanto antes como depois, captou diferença

entre médias da dispersão dos agregados do solo nas regiões onde foi realizado os tratamentos,

mostrando-se adequado para a diferenciação espacial da densidade aparente do solo perante

tratamentos diferenciados.

Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Variável estrutural SHANG do



Tabela 58. Estatística descritiva da variável estrutural SHANG (SH) antes da operação.


Desvio Padrão (mm)

Mínimo (mm)

Maximo (mm)


E111 10,00 -1,18 5,79 2,41 -3,55 1,22 4,77 0,00 -1,65

E112 10,00 0,11 1,69 1,30 -1,18 1,47 2,65 0,01 -1,65

E121 10,00 -4,07 1,89 1,38 -5,48 -2,63 2,85 0,00 -1,64

E122 10,00 4,05 17,42 4,17 0,09 8,13 8,04 0,00 -1,66

E211 10,00 -0,71 8,66 2,94 -3,93 2,08 6,01 -0,05 -1,62

E212 10,00 -4,25 0,92 0,96 -5,92 -3,33 2,59 -0,57 -0,90

E221 10,00 1,90 10,98 3,31 -1,26 5,42 6,67 0,02 -1,64

E222 10,00 -2,51 2,36 1,54 -4,18 -0,91 3,27 -0,04 -1,61

152

Tabela 59. Tabela ANOVA (teste F), variável SHANG (SH) antes da operação. ∑∑∑∑ x2 Grau de

liberdade

Média

Quadrada


(Valor P)

Entre

Grupos

573,5 7 81,9 13,1 0,00001

Dentro

Grupo

447,3 72 6,2

Tabela 60. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável SHANG antes da operação. Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo

E212 10 -4,25 X

E121 10 -4,07 X

E222 10 -2,51 X X

E111 10 -1,17 X X

E211 10 -0,70 X X

E112 10 0,10 X X

E221 10 1,90 X X

E122 10 4,05 X

Tabela 61. Estatística descritiva da variável estrutural SHANG (SH) depois da operação.



Mínimo (mm)

Maximo (mm)


E111 10,00 0,36 1,98 1,41 -1,07 1,74 2,81 0,00 -1,65

E112 10,00 -0,77 0,40 0,63 -1,50 -0,17 1,33 -0,06 -1,60

E121 10,00 -1,59 0,31 0,56 -2,16 -1,01 1,15 0,00 -1,64

E122 10,00 4,70 4,59 2,14 2,65 6,87 4,22 0,01 -1,65

E211 10,00 -1,24 0,74 0,86 -2,29 -0,43 1,86 -0,17 -1,52

E212 10,00 -0,87 0,37 0,61 -1,47 -0,27 1,20 0,00 -1,65

E221 10,00 -0,99 0,10 0,31 -1,38 -0,69 0,69 -0,14 -1,53

E222 10,00 -1,10 1,29 1,14 -2,30 -0,02 2,27 -0,03 -1,63

153

Tabela 62. Tabela ANOVA (teste F), variável SHANG (SH) depois da operação. ∑∑∑∑ x2 Grau de

liberdade

Média

Quadrada


(Valor P)

Entre

Grupos

295,2 7 42,1 34,56 0,00001

Dentro

Grupo

87,8 72 1,22

Tabela 63. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável SHANG depois da operação.


E121 10 -1,59 X

E211 10 -1,23 X

E222 10 -1,10 X

E221 10 -0,99 X

E212 10 -0,87 X

E112 10 -0,76 X

E111 10 0,36 X

E122 10 4,69 X

A propriedade da simetria de uma distribuição normal se refere a posição da maior

concentração das observações em relação a média, portanto o número SHANG(SH),

representa a modificação da estrutura do solo em função do desvio ou da modificação dos

valores mais comuns e tamanho de agregados do solo, pode-se considerar este número como o

grau de homogeneidade “simetria” entre os tamanhos de agregados, considerando sua

distribuição normal, assim pequenas modificações entre os valores das Tabela 58 e Tabela 61,

representam um maior homogeneidade da estrutura após a passagem da ferramenta.

154

ZHANG et al. (2001) conclui experimentalmente que solos argilosos que sofrem

cisalhamento tem a resistência dos agregados elevada, devido a um rearranjamento de suas

partículas que se aproxima, aumentando a rigidez da estrutura do agregado, por outro lado há

uma diminuição do tamanho deste agregados, confirmando os valores altamente estáveis dos

agregados obtidos na Tabela 37. Neste contexto tem-se que os tratamentos que tiveram maior

homogeneidade foram os tratamentos E211, E122, e E121.


médias significativa estatisticamente. O teste MDS antes , captou diferença entre médias da

homogeneidade solo nas regiões onde foi realizado os tratamentos, mostrando-se adequado

para a diferenciação espacial da homogeneidade do solo, após a operação não foi captada

diferença significativa perante tratamentos, se mostrando inferior a análise dimensional.

4.1.2 - Caracterização da faixa de plantio:

Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Largura superior do sulco

preparado pelo “Paraplow” Rotativo são apresentados nas Tabela 64, Tabela 65 e Tabela 66.

Tabela 64. Estatística descritiva da variável Largura superior (LS).

Tratamento Observação Média (cm) Variancia

Desvio Padrão

(cm)

Mínimo (cm)

Maximo (cm)

Amplitude (cm) Simetria Curtose

E111 10,00 12,80 0,40 0,63 12,00 14,00 2,00 0,17 0,12

E112 10,00 12,80 0,18 0,42 12,00 13,00 1,00 -2,30 0,91

E121 10,00 12,70 0,90 0,95 11,00 14,00 3,00 -0,30 -0,22

E122 10,00 12,20 0,18 0,42 12,00 13,00 1,00 2,30 0,91

E211 10,00 13,10 0,10 0,32 13,00 14,00 1,00 4,08 6,45

E212 10,00 12,60 0,27 0,52 12,00 13,00 1,00 -0,63 -1,47

E221 10,00 12,80 0,40 0,63 12,00 14,00 2,00 0,17 0,12

E222 10,00 13,00 0,44 0,67 12,00 14,00 2,00 0,00 0,05

155

Tabela 65. Tabela ANOVA (teste F), variável Largura superior da faixa preparada (LS). ∑∑∑∑ x2 Grau de

liberdade

Média

Quadrada


(Valor P)

Entre

Grupos

5,2 7 0,74 2,07 0,057

Dentro

Grupo

25,8 72 0,35

Tabela 66. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Largura superior. Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo

E122 10 12,2 X

E212 10 12,6 X X

E121 10 12,7 X X

E221 10 12,8 X

E112 10 12,8 X

E111 10 12,8 X

E222 10 13,0 X

E211 10 13,1 X

Na Tabela 64, tem-se uma largura superior da faixa bem preparada variando entre 12

e 13 cm, atingindo o objetivo de projeto de uma faixa superficial estreita.

Em relação ao teste F foi captada diferença entre médias significativa estatisticamente.

O teste MDS, não captou diferença entre médias da largura superior, sendo condizente com a

realidade visto a ferramenta utilizada em todos os tratamento ser a mesma, portanto com

características médias do sulco preparado iguais.

Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Largura inferior do sulco


156

Tabela 67. Estatística descritiva da variável: Largura inferior (LI).

Tratamento Observação Média (cm)


(cm)

Mínimo (cm)

Maximo (cm)


E111 10,00 21,20 1,73 1,32 20,00 23,00 3,00 0,36 -1,27

E112 10,00 21,20 1,96 1,40 20,00 23,00 3,00 0,61 -1,24

E121 10,00 21,50 1,39 1,18 20,00 23,00 3,00 -0,33 -0,93

E122 10,00 20,80 1,07 1,03 20,00 23,00 3,00 1,60 0,61

E211 10,00 21,60 2,93 1,71 20,00 24,00 4,00 0,58 -1,16

E212 10,00 22,30 2,46 1,57 20,00 24,00 4,00 -0,52 -0,83

E221 10,00 22,40 4,04 2,01 20,00 26,00 6,00 0,70 -0,32

E222 10,00 22,30 0,46 0,67 21,00 23,00 2,00 -0,56 -0,18

Tabela 68. Tabela ANOVA (teste F), variável Largura inferior da faixa preparada (LI). ∑∑∑∑ x2 Grau de

liberdade

Média

Quadrada


(Valor P)

Entre

Grupos

25,58 7 3,65 1,83 0,095

Dentro

Grupo

144 72 2,00

Tabela 69. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Largura inferior. Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo

E122 10 20,8 X

E111 10 21,2 X X

E112 10 21,2 X X

E121 10 21,5 X X

E211 10 21,6 X X

E212 10 22,3 X

E222 10 22,3 X

E221 10 22,4 X

157

Pelos valores obtidos na Tabela 67, tem-se uma largura inferior da faixa bem preparada

variando entre 20 e 22 cm, atingindo o objetivo de projeto de uma faixa sub-superfical mais

larga.


O teste MDS, não captou diferença entre médias da largura inferior, sendo condizente com a

realidade visto a ferramenta utilizada em todos os tratamentos ser a mesma, portanto com

características médias do sulco preparado iguais.

Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Profundidade efetiva do sulco


Tabela 70. Estatística descritiva da variável: Profundidade efetiva (P).



(cm)

Mínimo (cm)

Maximo (cm)


E111 10,00 12,80 5,51 2,35 10,00 16,00 6,00 0,30 -1,04

E112 10,00 15,40 1,82 1,35 13,00 18,00 5,00 0,56 0,84

E121 10,00 13,10 3,66 1,91 11,00 17,00 6,00 1,00 0,40

E122 10,00 15,30 7,34 2,71 12,00 20,00 8,00 0,41 -0,64

E211 10,00 12,40 1,38 1,17 11,00 14,00 3,00 0,05 -0,94

E212 10,00 17,50 4,28 2,07 13,00 19,00 6,00 -1,82 0,85

E221 10,00 12,50 1,83 1,35 10,00 15,00 5,00 0,22 0,70

E222 10,00 13,80 3,51 1,87 11,00 17,00 6,00 0,46 -0,45

Tabela 71. Tabela ANOVA (teste F), variável Profundidade efetiva (P). ∑∑∑∑ x2 Grau de

liberdade

Média

Quadrada


(Valor P)

Entre

Grupos

229,2 7 32,74 8,93 0,00001

Dentro

Grupo

264,0 72 3,66

158

Tabela 72. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Profundidade efetiva. Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo

E211 10 12,4 X

E221 10 12,5 X

E111 10 12,8 X

E121 10 13,1 X

E222 10 13,8 X X

E122 10 15,3 X

E112 10 15,4 X

E212 10 17,5 X

Pelos valores obtidos na Tabela 70, tem-se uma profundidade efetiva da faixa bem

preparada variando entre 12 e 17 cm. Atingindo o objetivo de projeto de uma faixa bem

preparada com profundidade suficiente para o plantio das culturas selecionadas para o Novo

Dragão (milho, feijão, soja e mamona).


O teste MDS, captou pouca diferença entre médias da profundidade efetiva, este fato

aconteceu devido as diferentes configurações operacionais adotadas, onde foram testadas duas

profundidade de regulagem diferentes.

Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Largura de empolamento do sulco


159

Tabela 73. Estatística descritiva da variável: Largura de empolamento (LE).



(cm)

Mínimo (cm)

Maximo (cm)


E111 10,00 29,60 21,38 4,62 23,00 38,00 15,00 0,16 -0,18

E112 10,00 30,10 1,43 1,20 28,00 32,00 4,00 0,33 0,42

E121 10,00 30,90 13,21 3,63 26,00 37,00 11,00 0,76 -0,40

E122 10,00 29,10 4,77 2,18 26,00 32,00 6,00 -0,31 -0,65

E211 10,00 29,80 2,40 1,55 28,00 32,00 4,00 0,24 -0,82

E212 10,00 29,80 11,73 3,43 25,00 37,00 12,00 0,89 0,80

E221 10,00 33,30 17,34 4,16 29,00 40,00 11,00 0,97 -0,79

E222 10,00 31,00 2,67 1,63 28,00 33,00 5,00 -0,49 -0,42

Tabela 74. Tabela ANOVA (teste F), variável Largura de empolamento (LE). ∑∑∑∑ x2 Grau de

liberdade

Média

Quadrada


(Valor P)

Entre

Grupos

121,4 7 17,3 1,85 0,09

Dentro

Grupo

674,4 72 9,36

Tabela 75. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Largura de empolamento. Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo

E122 10 29,1 X

E111 10 29,6 X

E212 10 29,8 X

E211 10 29,8 X

E112 10 30,1 X

E121 10 30,9 X X

E222 10 31,0 X X

E221 10 33,3 X

160

Pelos valores obtidos na Tabela 73 , tem-se uma largura do empolamento superficial

de variando entre 29 e 31 cm, o que demonstra a movimentação do solo sem revolvimento e

inversão, além do efeito de elevação do solo devido a forma geométrica do “Paraplow”

Rotativo.


O teste MDS, não captou diferença entre médias da largura de empolamento, o que demonstra

a inadequação deste teste para diferenciar este parâmetro, em comparação a análise

dimensional que captou a diferenciação dos graus de desestruturação nas regiões dos diversos

tratamentos.

Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Altura de empolamento do sulco


Tabela 76. Estatística descritiva da variável: Altura de empolamento (HE).


Média (cm) Variancia

Desvio Padrão

(cm) Mínimo

(cm) Maximo

(cm) Amplitude

(cm) Simetria Curtose E111 10,00 4,00 2,00 1,41 2,00 7,00 5,00 1,14 0,79

E112 10,00 6,30 2,01 1,42 5,00 9,00 4,00 1,03 -0,24

E121 10,00 4,40 1,82 1,35 2,00 6,00 4,00 -0,31 -0,39

E122 10,00 4,10 1,88 1,37 2,00 6,00 4,00 0,13 -0,75

E211 10,00 4,00 2,67 1,63 2,00 7,00 5,00 0,99 -0,42

E212 10,00 4,00 0,67 0,82 3,00 5,00 2,00 0,00 -0,90

E221 10,00 3,60 1,16 1,07 2,00 5,00 3,00 0,45 -0,82

E222 10,00 5,30 2,01 1,42 2,00 7,00 5,00 -1,61 1,93

Tabela 77. Tabela ANOVA (teste F), variável Altura de empolamento (HE). ∑∑∑∑ x2 Grau de

liberdade

Média

Quadrada


(Valor P)

Entre

Grupos

55,9 7 7,99 4,5 0,0003

Dentro

Grupo

127,9 72 1,77

161

Tabela 78. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Altura de empolamento. Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo

E221 10 4,0 X

E212 10 4,0 X

E111 10 4,0 X

E211 10 4,1 X

E122 10 4,4 X

E121 10 5,3 X X

E222 10 6,3 X X

E112 10 X

Pelos valores obtidos na Tabela 76 , tem-se uma altura de empolamento superficial de

variando entre 3 e 6 cm, o que demonstra a movimentação do solo sem revolvimento e

inversão, além do efeito de elevação do solo devido a forma geométrica do “Paraplow”

Rotativo.


O teste MDS, não captou diferença entre médias da altura de empolamento, o que demonstra a

inadequação deste teste para diferenciar este parâmetro, em comparação a análise dimensional

que captou a diferenciação dos graus de desestruturação nas regiões dos diversos tratamentos.

162

Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Largura lateral das fissuras geradas

pelo “Paraplow” Rotativo são apresentados nas Tabela 79, Tabela 80 e Tabela 81.

Tabela 79. Estatística descritiva da variável: Largura lateral de fissuras (LF).



(cm)

Mínimo (cm)

Maximo (cm)


E111 10,00 40,10 4,99 2,23 36,00 44,00 8,00 0,09 0,62

E112 10,00 44,10 4,32 2,08 41,00 47,00 6,00 -0,69 -0,61

E121 10,00 41,20 3,07 1,75 38,00 44,00 6,00 -0,29 -0,04

E122 10,00 40,40 4,93 2,22 36,00 45,00 9,00 0,26 2,00

E211 10,00 41,80 15,73 3,97 37,00 50,00 13,00 1,26 0,43

E212 10,00 42,50 13,61 3,69 36,00 50,00 14,00 0,62 1,11

E221 10,00 45,90 51,43 7,17 38,00 60,00 22,00 1,26 0,05

E222 10,00 43,90 7,66 2,77 40,00 49,00 9,00 0,78 -0,25

Tabela 80. Tabela ANOVA (teste F), variável Largura lateral de fissuras (LF). ∑∑∑∑ x2 Grau de

liberdade

Média

Quadrada


(Valor P)

Entre

Grupos

284,2 7 40,61 3,07 0,007

Dentro

Grupo

951,7 72 13,21

Tabela 81. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Largura lateral de fissuras. Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo

E111 10 40,1 X

E122 10 40,4 X

E121 10 41,2 X X

E211 10 41,8 X X

E212 10 42,5 X X

E222 10 43,9 X X

E112 10 44,1 X X

E221 10 45,9 X

163

Pelos valores obtidos na Tabela 79 , tem-se uma largura das fissuras geradas pela

ação de subsolagem volumétrica do “Paraplow” Rotativo variando entre 40 e 45 cm, o que

demonstra a propagação das fissuras geradas no solo devido às ações dinâmicas perpetradas

devido à rotação do “Paraplow” Rotativo aliada à forma geométrica de um “paraplow”

movimentação do solo sem revolvimento e inversão, além do efeito de elevação do solo, sobre

tensões de cisalhamento variáveis, conforme as fases da propagação de fissuras descritas por

KARMAKAR (2005).


O teste MDS captou alguma diferença entre médias da largura das fissuras, provando a

superioridade da análise dimensional que captou grande diferenciação nos diversos testes.

4.1.3 - Características operacionais:

Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Área mobilizada pelo “Paraplow”

Rotativo são apresentados nas Tabela 82, Tabela 83 e Tabela 84.

Tabela 82. Estatística descritiva da variável: Área mobilizada (Amob).

Tratamento Observação Média (cm2)

Variancia Desvio Padrão (cm2)

Mínimo (cm2)

Maximo (cm2)

Amplitude (cm2) Simetria Curtose

E111 10 227 1830 43 175 281 106 0,07 -1,21

E112 10 262 879 30 215 315 101 0,76 0,27

E121 10 237 1777 42 187 314 127 0,90 -0,11

E122 10 253 2493 50 192 330 138 0,21 -1,02

E211 10 252 3044 55 198 361 163 1,30 -0,06

E212 10 252 6342 80 176 352 176 0,43 -1,42

E221 10 220 562 24 185 252 67 0,26 -0,97

E222 10 244 1115 33 193 298 105 0,29 -0,54

164

Tabela 83. Tabela ANOVA (teste F), variável Área mobilizada (Amob). ∑∑∑∑ x2 Grau de

liberdade

Média

Quadrada


(Valor P)

Entre

Grupos

14537 7 2076 0,92 0,49

Dentro

Grupo

162376 72 2255,3

Tabela 84. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Área mobilizada. Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo

E221 10 219,60 X

E111 10 227,35 X X

E121 10 237,45 X X

E222 10 243,55 X X

E211 10 251,55 X X

E212 10 252,2 X X

E122 10 253,25 X X

E112 10 262,20 X

Pelos valores apresentados na Tabela 82, tem-se às áreas trapezoidais mobilizadas pelo

“Paraplow” Rotativo, que variaram de 220 cm 2 a 260 cm2.

O teste F não captou diferença entre médias significativa estatisticamente. O teste

MDS, não captou diferença entre médias da área mobilizada, o que demonstra a inadequação

da análise de variância de classificação de uma via simples para diferenciar este parâmetro, em

comparação a análise dimensional captou nitidamente a diferenciação das área mobilizadas.

165

Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Área de empolamento gerada pelo

“Paraplow” Rotativo são apresentados nas Tabela 85, Tabela 86, Tabela 87 e Tabela 88.

Tabela 85. Estatística descritiva da variável: Área de empolamento (Aemp).

Tratamento Observação Média (cm2)

Variancia Desvio Padrão (cm2)

Mínimo (cm2)

Maximo (cm2)

Amplitude (cm2) Simetria Curtose

E111 10 95 562 24 59 131 71 -0,09 -0,68

E112 10 204 12856 113 82 377 295 0,56 -0,90

E121 10 72 60 8 64 85 21 0,96 -0,59

E122 10 78 763 28 42 118 76 0,01 -0,97

E211 10 34 2 1 32 36 4 0,85 -0,48

E212 10 57 347 19 30 86 56 0,19 -0,63

E221 10 119 2882 54 60 203 143 0,81 -0,69

E222 10 45 214 15 23 66 43 -0,15 -0,78

Tabela 86. Tabela ANOVA (teste F), variável Área de empolamento (Aemp). ∑∑∑∑ x2 Grau de

liberdade

Média

Quadrada


(Valor P)

Entre

Grupos

206352 7 29478 13,33 0,00001

Dentro

Grupo

159176 72 2210,7

Tabela 87. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Área de empolamento. Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo

E211 10 33,90 X

E222 10 44,45 X X

E212 10 57,12 X X X

E121 10 71,63 X X X

E122 10 77,78 X X X

E111 10 95,07 X X

E221 10 118,50 X

E112 10 204,26 X

166

Tabela 88. Empolamento do solo após a passagem da ferramenta (%).

Tratamento Empolamento E111 42

E112 78

E121 30

E122 31

E211 13

E212 23

E221 54

E222 18

Pelos valores apresentados na Tabela 85 , tem-se às áreas de empolamento geradas

pelo “Paraplow” Rotativo, que variaram de 45 cm 2 a 200 cm2.

Pela Tabela 88, tem-se as porcentagens do empolamento perpetrado pelo “Paraplow”

Rotativo, que variaram de 18 % à 78%, valores estes que abarcam os dados experimentais

obtidos por SANTOS e SVERZUT (1994) que encontraram empolamento variando de 44 a

46% para escarificadores operando a profundidade de 200 mm.


O teste MDS captou diferença entre médias da área de empolamento, sendo adequado para a

diferenciação nos diversos tratamentos.

Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Quantidade de água no solo

trabalhado pelo “Paraplow” Rotativo são apresentados nas Tabela 89, Tabela 90, Tabela 91 e

Tabela 92.

167

Tabela 89. Estatística descritiva da variável: Quantidade de água (Du).


(g) Variancia

Desvio Padrão

(g)

Mínimo (g)

Maximo (g)

Amplitude (g) Simetria Curtose

E111 10 17 5 2 13 22 8 0,76 0,87

E112 10 16 2 1 14 19 5 0,99 -0,03

E121 10 21 3 2 18 24 6 0,47 -0,49

E122 10 16 2 1 14 19 4 -0,22 -0,54

E211 10 18 10 3 12 22 10 -1,14 0,04

E212 10 16 11 3 11 22 12 0,30 0,01

E221 10 17 47 7 9 26 17 0,34 -1,24

E222 10 15 8 3 12 20 8 0,65 -0,24

Tabela 90. Teor de água médio, nas linhas experimentais, em cada tratamento (%).

Tratamento Umidade E111 23

E112 22

E121 23

E122 20

E211 22

E212 21

E221 22

E222 21

Tabela 91. Tabela ANOVA (teste F), variável Quantidade de água (Du) nas faixas experimentais.


liberdade

Média

Quadrada


(Valor P)

Entre

Grupos

206,6 7 29,5 2,65 0,016

Dentro

Grupo

800,7 72 11,12

168

Tabela 92. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Quantidade de água nas faixas experimentais.


E222 10 14,98 X

E112 10 15,87 X

E212 10 16,15 X

E122 10 16,47 X

E111 10 16,80 X

E221 10 17,17 X

E211 10 17,61 X

E121 10 20,72 X

Pelos valores apresentados na Tabela 89 , os valores do parâmetro quantidade de água

(Du) do solo para cada tratamento, sendo que variaram de 15 gramas até 21 gramas. Os

valores em porcentagem são apresentados na Tabela 90, sendo que variaram de 20 % a 23 %

de teor de água entre os tratamentos. BARZEGAR (2004), afirma que o tipo de tratamento e a

quantidade de água no solo influenciam grandemente a distribuição de agregados em uma

cama de semente, sendo que pelos valores apresentados pode-se considerar que todos os

tratamentos tiveram valores próximos de teor de água, sendo este parâmetro considerado

constante, portanto com influências iguais em todos os tratamentos.

Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Velocidade efetiva do “Paraplow”

Rotativo são apresentados na Tabela 93.


O teste MDS, não captou diferença entre médias da quantidade de água, o que condiz com a

realidade, visto ter sido considerada a umidade do solo nas áreas onde foram feitos os

tratamentos como constante.

169

Tabela 93. . Estatística descritiva da variável: Velocidade efetiva de trabalho (VA).

Tratamento Observação Média (m/s)

Variancia Desvio Padrão (m/s)

Mínimo (m/s)

Maximo (m/s)

E111 10,000 0,265 0,000 0,016 0,250 0,280

E112 10,000 0,267 0,002 0,047 0,222 0,312

E121 10,000 0,279 0,000 0,016 0,263 0,294

E122 10,000 0,239 0,001 0,033 0,208 0,270

E211 10,000 0,611 0,003 0,059 0,555 0,666

E212 10,000 0,292 0,002 0,044 0,250 0,333

E221 10,000 0,463 0,004 0,066 0,400 0,526

E222 10,000 0,406 0,016 0,127 0,285 0,526

As velocidades efetivas de trabalho variaram conforme a Tabela 93, estas diferenças se

creditam às diversas condições de compactação ao longo de cada linha, o que exigiam para a

operação do “Paraplow” Rotativo maiores trações por meio da roda, assim como entre as

linhas diversas, sendo considerado como velocidade efetiva média para a velocidade teórica de

marcha V1 o valor de 0,26 m/s, enquanto para a velocidade efetiva média para a velocidade

teórica de marcha V2 o valor médio de 0,44 m/s.

Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Quantidade de patinamento gerado

pelo “Paraplow” Rotativo são apresentados nas Tabela 94 e Tabela 95.

Tabela 94. Estatística descritiva da variável: Quantidade de Patinamento da máquina (Pat).


(m) Variancia

Desvio Padrão

(m)

Mínimo (m)

Maximo (m)

E111 10 12 1 1 11 13

E112 10 15 8 3 13 18

E121 10 12 1 1 11 13

E122 10 13 1 1 13 13

E211 10 13 4 2 11 14

E212 10 14 14 4 11 18

E221 10 11 0 0 11 11

E222 10 11 0 0 11 11

170

Tabela 95. Índice de patinagem da máquina (%)

Tratamento Patinagem E111 10

E112 20

E121 8

E122 20

E211 8

E212 9

E221 10

E222 6

Os valores dimensionais para patinagem (Pat) o variaram conforme a Tabela 94 ,

estas diferenças se creditam as diversas condições de compactação ao longo de cada linha,

assim como entre as linhas diversas, os perímetros de patinagem variaram de 11 metros a 15

metros, lembrando que a distância útil da linha era de 10 m. A Tabela 95 apresenta os valores

em porcentagem da patinagem. Considerando os limites impostos pela ASAE (1997) que

determina que o nível de patinagem ótimo seja de 8 a 10 % de patinagem para solos firmes,

tem-se que os tratamentos E111, E211, E212, e E121 atendem este requisito.

Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Taxa de corte do “Paraplow”

Rotativo são apresentados nas Tabela 96, Tabela 97 e Tabela 98.

Tabela 96. . Estatística descritiva da variável: Taxa de corte da ferramenta.


Média (cm3/s)

Variancia Desvio Padrão (cm3/s)

Minimo (cm3/s)

Maximo (cm3/s)

Amplitude (cm3/s) Simetria Curtose

E111 10 10505 32507600 5702 4538 18648 14111 0,56 -1,10

E112 10 7082 3498960 1871 4762 9828 5066 0,37 -1,09

E121 10 6582 995469 998 4918 8245 3327 0,10 -0,07

E122 10 6942 1560400 1249 5376 8910 3534 0,22 -0,90

E211 10 15593 22253000 4717 10989 24043 13054 0,86 -0,67

E212 10 7063 1682920 1297 5861 8788 2927 0,59 -1,39

E221 10 10167 3230720 1797 7400 12992 5592 -0,03 -0,49

E222 10 9572 4655800 2158 6669 12308 5639 0,11 -1,18

171

Tabela 97. Tabela ANOVA (teste F), variável Taxa de corte (Txc). ∑∑∑∑ x2 Grau de

liberdade

Média

Quadrada


(Valor P)

Entre

Grupos

6,46*108 7 9,23*107 10,5 0,00001

Dentro

Grupo

6,33*108 72 8,79*108

Tabela 98. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Taxa de corte. Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo

E121 10 6582,06 X

E122 10 6942,40 X X

E212 10 7062,79 X X

E112 10 7081,74 X X

E222 10 9571,69 X X

E221 10 10166,80 X

E111 10 10505,20 X

E211 10 15592,70 X

A taxa de corte do “Paraplow” Rotativo para os diversos tratamentos é apresentada na

Tabela 96, sendo que variou de 6500 cm3/s a 15500 cm3/s.


O teste MDS captou alguma diferença entre médias da taxa de corte da ferramenta, a análise

dimensional por sua vez captou grande diferenciação nos diversos tratamentos.

172

4.2. Análise Dimensional

Neste trabalho para a escolha dos Pi - termos mais correlacionados para a

construção dos gráficos conjuntos dos tratamentos foram considerados os maiores coeficientes

de correlação de cada tratamento para cada binômio de Pi-Termos depois da operação do

Paraplow Rotativo, o critério para escolha dos binômios foi que cada gráfico adimensional

devesse ter no mínimo 4 tratamentos com coeficiente de correlação maior que 0.5, tanto para o

item 4.2.2-Caracterização dos requisitos conservacionistas, como para o item 4.2.3-

Caracteristicas da faixa de plantio e caracterização operacional. No item 4.2.2 são

apresentados nos gráficos o valor do coeficiente de correlação do produto de Pearlson e a

equação de correlação, enquanto do item 4.2.3 são apresentadas tabelas com os valores do

coeficiente de correlação respectivas a cada tratamento, as matrizes de correlação referentes a

cada tratamento (configuração operacional) depois da operação são apresentadas no Anexo

8.3: Matriz 4, Matriz 5, Matriz 6, Matriz 7, Matriz 8, Matriz 9, Matriz 10 e Matriz 11. Cabe

ressaltar que o coeficiente de correlação do produto de Pearlson é um coeficiente que trata das

variâncias dos valores correlacionados, enquanto que o coeficiente de correlação é um valor

que correlaciona os desvios padrões.

4.2.1. Forma especificada dos Pi - termos

ππππ1 = CIF / c Equação 56

A relação entre o índice de cone das fissuras e a coesão do solo, tem como significado

físico o comportamento da descompactação do solo em função da diminuição da coesão das

estruturas internas do solo.

ππππ2 = φφφφ / DMP; Equação 57

173

A relação entre o ângulo de atrito interno do solo e o diâmetro médio geométrico, tem como

significado físico o comportamento da desagregação do solo em função do aumento do ângulo

de atrito interno do solo.

ππππ3 = CI0 / c; Equação 58

A relação entre o índice de cone original da área e a coesão do solo, tem como

significado físico o comportamento da inversamente proporcional da coesão do solo em

função do índice de cone original do solo.

ππππ4 = DPS / DMP; Equação 59

A relação entre o diâmetro ponderado seco e o diâmetro médio ponderado, tem como

significado físico as modificações da estrutura do solo em função do índice de agregação

respectivo.

ππππ5 = LI / DMP; Equação 60

A relação entre a largura inferior da faixa preparada e o diâmetro médio ponderado,

fornece uma relação geométrica da faixa relacionando-a ao nível de desagregação do solo.

ππππ6 = LS / DMP; Equação 61

A relação entre a largura superior da faixa preparada e o diâmetro médio ponderado,

fornece uma relação geométrica da faixa relacionando-a ao nível de desagregação do solo.

ππππ7 = P / DMP; Equação 62

174

A relação entre a profundidade efetiva da faixa preparada e o diâmetro médio

ponderado, fornece uma relação geométrica da faixa relacionando-a ao nível de desagregação

do solo.

ππππ8 =LE / DMP; Equação 63

A relação entre a largura de empolamento da faixa preparada e o diâmetro médio

ponderado, fornece uma relação geométrica da faixa relacionando-a ao nível de

descompactação e mobilização do solo considerado como subseqüente modificação da

agregação do solo, desestruturando-o.

ππππ9 =HE / DMP; Equação 64

A relação entre a altura de empolamento da faixa preparada e o diâmetro médio


descompactação e mobilização do solo considerado como subseqüente modificação da

agregação do solo desestruturando-o.

ππππ10 = LF / DMP; Equação 65

A relação entre a largura das fissuras da faixa preparada e o diâmetro médio


descompactação e de alcance dos efeitos dinâmico no solo considerado como subseqüente

modificação na compactação do solo.

ππππ11 = CH / DMP; Equação 66

A relação entre o número CHANG e o diâmetro médio ponderado, fornece um meio de

comparar o formato da distribuição das partículas do solo, em função da curtose da

distribuição, e o nível de desagregação do solo.

175

ππππ12 = SH / DMP; Equação 67

A relação entre o número SHANG e o diâmetro médio ponderado, fornece um meio de

comparar o formato da distribuição das partículas do solo, em função da simetria da

distribuição, e o nível de desagregação do solo.

ππππ13 =Du / (γγγγ*(DMP)3); Equação 68

A relação entre a quantidade de água no solo, sua densidade e o diâmetro médio

ponderado, possibilita considerações dos efeitos da quantidade de água no solo em relação a

sua densidade aparente e o nível de desagregação do mesmo.

ππππ14 = (VA*(γγγγ)1/2) / ((c)1/2); Equação 69

A relação entre a velocidade efetiva de trabalho, a densidade e o coesão do solo, gera a

possibilidade de se comparar a velocidade de operação em função dos efeitos conseqüentes na

densidade, e coesão do solo, conseqüentemente em função da compactação do solo.

ππππ15 = Pat / DMP; Equação 70

A relação entre o patinamento e o diâmetro médio ponderado, relaciona a quantidade

de energia exigida para a tração e os efeitos relativos à desagregação do solo.

ππππ16 = (Txc*(γγγγ)1/2) / ((( DMP)2)*((c)1/2)); Equação 71

A relação entre a taxa de corte da ferramenta, e as características do solo densidade,

diâmetro médio ponderado e coesão, mostra o comportamento destes parâmetros de solo em

função da quantidade de solo trabalhada.

176

ππππ17 = Aemp / (DMP)2; Equação 72

A área de empolamento combinada com o quadrado do diâmetro médio ponderado

fornece a comparação entre o nível de mobilização do solo e sua respectiva desagregação.

ππππ18 = Amob / (DMP)2; Equação 73

A área de mobilizada combinada com o quadrado do diâmetro médio ponderado

fornece outra comparação entre o nível de mobilização do solo e sua respectiva desagregação.

ππππ19 =Inrug / DMP. Equação 74

O índice de rugosidade e o diâmetro médio ponderado geram uma relação que indica a

modificação do índice de rugosidade em função da modificação do nível de desagregação.

4.2.2. Caracterização dos requisitos conservacionistas:

4.2.2.1- Gráficos adimensionais ππππ2 x ππππ19

O gráfico adimensional π2 x π19 representa o comportamento do ângulo de atrito interno

do solo pelo índice de rugosidade do mesmo após a passagem do “Paraplow” Rotativo.

Matematicamente cada ponto relativo ao gráfico é uma razão entre índice de cone e ângulo de

atrito interno, posto que ambas as grandezas serem divididas pelo DMP, que aritmeticamente é

cancelado.

177

Pi2 x Pi19 (A&D)

y = 0,1131x - 0,4851

R2 = 0,4841

y = 0,0193x + 0,92

R2 = 0,602

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

0 20 40 60 80 100

Pi2

Pi19

E111A

E111D

Linear (E111A)

Linear (E111D)

Gráfico 7. Gráfico adimensional ππππ2 x ππππ19, tratamentos E111A (antes) e E111D (depois).

Pi2 x Pi19 (A&D)

y = 0,0048x + 2,5287

R2 = 0,0647

y = 0,0051x + 1,543

R2 = 0,0412

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 50 100 150 200

Pi2

Pi19

E222A

E222D

Linear (E222D)

Linear (E222A)


178

Pi2 x Pi19

y = 0,2328x - 0,9896

R2 = 0,8763

y = 0,1324x + 0,6784

R2 = 0,6533

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 20 40 60 80 100

Pi2

Pi19

E121A

E121D

Linear (E121A)

Linear (E121D)


Pi2 x Pi19

y = 0,0264x + 2,2088

R2 = 0,0672

y = 0,0149x + 1,5637

R2 = 0,0202

0

1

2

3

4

5

6

7

0 10 20 30 40 50 60 70

Pi2

Pi19

E122A

E122D

Linear (E122D)

Linear (E122A)


179

Pi2 x Pi19 A&D

y = -0,0046x + 4,0597

R2 = 0,0416

y = 0,0261x + 1,1977

R2 = 0,5364

0

1

2

3

4

5

6

7

0 50 100 150 200 250

Pi2

Pi19

E112A

E112D

Linear (E112D)

Linear (E112A)


Pi2 x Pi19

y = 0,0089x + 3,8479

R2 = 0,0119

y = -0,0122x + 2,0571

R2 = 0,1958

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 20 40 60 80 100 120

Pi2

Pi19

E211A

E211

Linear (E211)

Linear (E211A)


180

Pi2 x Pi19

y = -5E-05x + 4,3521

R2 = 5E-07

y = 0,043x + 0,7444

R2 = 0,6501

0

1

2

3

4

5

6

7

0 20 40 60 80 100

Pi2

Pi19

E212A

E212D

Linear (E212D)

Linear (E212A)


Pi2 x Pi19

y = 0,0531x - 0,1684

R2 = 0,9515

y = 0,0578x + 0,1593

R2 = 0,7877

0

1

2

3

4

5

6

0 20 40 60 80 100 120

Pi2

Pi19

E221A

E221D

Linear (E221D)

Linear (E221A)


181

De forma geral o comportamento ideal de um corpo de solo após a passagem de uma

ferramenta é que haja um aumento do índice de rugosidade, sem haver exagerada

desagregação do solo (pulverização), conforme prescrevem MACIEL (1993), ZHANG et al.

(2001) e COULOMA (2005). Nos Gráfico 7, Gráfico 8, Gráfico 9, Gráfico 10, Gráfico 11,

Gráfico 12, Gráfico 13, e Gráfico 14, tem-se o comportamento desta relação Antes da

operação do “Paraplow” Rotativo e Depois da Operação, para cada tratamento.

Os gráficos devem ser interpretados de forma à se comparar o comportamento da reta

obtida dos dados ”depois” da operação pela reta dos dados ”antes” da operação, sendo que o

ideal seria que a reta ”depois” tivesse a mesma faixa de abrangência no que concerne ao

ângulo de atrito interno (π2), enquanto que o índice de rugosidade (π19) fosse maior. Neste

enfoque percebe-se os melhores comportamentos nos Gráfico 9 (E121) e Gráfico 13 (E212),

visto o tratamento E121 possuir ambas as retas com aproximadamente a mesma faixa de

variação no que concerne ao ângulo de atrito interno enquanto o índice de rugosidade é

relativamente maior, em relação ao tratamento E212 a faixa de abrangência do ângulo de atrito

interno é praticamente a mesma e tem-se um comportamento onde a reta “antes” é bem

delimitada e com valores inferiores aos da reta “depois” que possui uma faixa de valores

superiores embora pouco correlacionados.


O gráfico adimensional π3 x π11 representa o comportamento intrínseco do solo em

função de suas características de compactação (compactação e coesão), (π3) em relação as

suas características estruturais de dispersão (CH),(π11), que são essencialmente ligadas.

182

Pi3 x Pi11

y = -0,0142x + 0,515

R2 = 0,9396

y = 0,0338x - 3,314

R2 = 0,89

-1,8

-1,6

-1,4

-1,2

-1

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0

0 20 40 60 80 100 120 140

Pi3

Pi11

E111A

E111D

Linear (E111D)

Linear (E111A)


Pi3 x Pi11

y = -0,0733x + 5,833

R2 = 0,9674

y = -0,0018x - 0,1378

R2 = 0,4948

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

0 20 40 60 80 100 120

Pi3

Pi11

E222A

E222D

Linear (E222D)

Linear (E222A)


183

Pi 3 x Pi11

y = 0,0184x - 0,8923

R2 = 0,9488

y = 0,0159x - 0,9752

R2 = 0,9487

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

0 50 100 150 200 250

Pi3

Pi11

E121A

E121D

Linear (E121D)

Linear (E121A)


Pi 3 x Pi11

y = 0,0894x - 3,7549

R2 = 0,8555

y = 0,1021x - 6,7212

R2 = 0,9431

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

0 20 40 60 80 100 120

Pi3

Pi11

E122A

E122D

Linear (E122A)

Linear (E122D)


184

Pi3 x Pi11

y = 0,0807x - 3,8573

R2 = 0,7846

y = 0,1348x - 9,7635

R2 = 0,3613

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

2,5

0 20 40 60 80 100

Pi3

Pi11

E112A

E112D

Linear (E112A)

Linear (E112D)


Pi3 x Pi11

y = 0,0319x - 2,0533

R2 = 0,3222

y = 0,0378x - 4,6087

R2 = 0,2966

-3

-2,5

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

0 20 40 60 80 100 120

Pi3

Pi11

E211A

E211D

Linear (E211A)

Linear (E211D)


185

Pi3 x Pi11

y = 0,0344x - 2,5111

R2 = 0,9963

y = 0,0176x - 1,2195

R2 = 0,9965

-0,6

-0,4

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 20 40 60 80 100 120

Pi3

Pi11

E212A

E212D

Linear (E212D)

Linear (E212A)


Pi3 x Pi11

y = 0,0132x + 3,0914

R2 = 0,7852

y = -0,0161x + 1,7162

R2 = 0,9918

-1

0

1

2

3

4

5

0 20 40 60 80 100 120 140

Pi3

Pi11

E221

E221

Linear (E221)

Linear (E221)


186


ferramenta é que haja variação das características de compactação em função da coesão do

solo sem uma grande mudança da estrutura deste solo, conforme a literatura estudada

(HILLEL (1980), GILL e VANDEN BERG (1968), e KATAOKA (2002)). Nos Gráfico 15,

Gráfico 16, Gráfico 17, Gráfico 18, Gráfico 19, Gráfico 20, Gráfico 21, e Gráfico 22 tem-se o

comportamento desta relação Antes da operação do “Paraplow” Rotativo e Depois da

Operação, para cada tratamento.



ideal seria que a reta ”depois” tivesse a mesma faixa de abrangência no que concerne a

estrutura do solo (π11), enquanto que o valor da relação índice de cone original e coesão

deveria aumentar, visto o índice de cone permanecer constante em relação a ‘antes’ e ‘depois’,

mas o valor da coesão diminui, portanto a relação tende a aumentar. Neste enfoque percebe-se

os melhores comportamentos nos Gráfico 17 (E121), Gráfico 18 (E122), e Gráfico 19 (E112),

pois todos tem a mesma faixa de variação da dispersão dos agregados do solo e com tendência

proporcional crescente em relação ao π3.


O gráfico adimensional π3 x π13 representa o comportamento intrínseco do solo em

função de suas características dinâmicas (compactação e coesão), (π3) em relação as suas

características físicas ( umidade, densidade e DMP),(π13).

187

Pi3 x Pi13

y = 45,32x - 2181,4

R2 = 0,9333

y = 23,285x - 960,64

R2 = 0,9533

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 20 40 60 80 100 120 140

Pi3

Pi13

E111A

E111D

Linear (E111D)

Linear (E111A)


Pi3 x Pi13

y = 56,667x - 3008,1

R2 = 0,8306

y = 35,465x - 1799,6

R2 = 0,9574

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 20 40 60 80 100 120

Pi3

Pi13

E222A

E222D

Linear (E222D)

Linear (E222A)


188

Pi3 x Pi13

y = 137,79x - 9653,9

R2 = 0,976

y = 91,346x - 6219,4

R2 = 0,9498

-5000

0

5000

10000

15000

20000

25000

0 50 100 150 200 250

Pi3

Pi13

E121A

E121D

Linear (E121D)

Linear (E121A)


Pi3 x Pi13

y = 47,873x - 2464,3

R2 = 0,7767

y = 23,842x - 1028,8

R2 = 0,9805

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 20 40 60 80 100 120

Pi3

Pi13

E122A

E122D

Linear (E122D)

Linear (E122A)


189

Pi3 x Pi13

y = 39,575x - 1450,6

R2 = 0,2727

y = 17,281x - 550,49

R2 = 0,6853

0

500

1000

1500

2000

2500

0 20 40 60 80 100

Pi3

Pi13

E112A

E112D

Linear (E112D)

Linear (E112A)


Pi3 x Pi13

y = 16,736x + 76,068

R2 = 0,0868

y = 11,354x - 155,61

R2 = 0,3283

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 20 40 60 80 100 120

Pi3

Pi13

E211A

E211D

Linear (E211D)

Linear (E211A)


190

Pi3 x Pi13

y = 74,909x - 3879,8

R2 = 0,9794

y = 40,922x - 1685,6

R2 = 0,99490

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

0 20 40 60 80 100 120

Pi3

Pi13

E212A

E212D

Linear (E212D)

Linear (E212A)


Pi3 x Pi13

y = 45,341x - 2069,3

R2 = 0,9929

y = 134,88x - 7080,3

R2 = 0,9703

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

0 20 40 60 80 100 120 140

Pi3

Pi13

E221A

E221D

Linear (E221A)

Linear (E221D)


191


ferramenta é que haja variação das características físicas do solo em função da modificação

das características dinâmicas do mesmo, conforme literatura estudada (GILL e VANDEN

BERG (1968), e KOOLEN e KUIPERS (1983)). Nos Gráfico 23, Gráfico 24, Gráfico 25,

Gráfico 26, Gráfico 27, Gráfico 28, Gráfico 29, e Gráfico 30 tem-se o comportamento desta

relação Antes da operação do “Paraplow” Rotativo e Depois da Operação, para cada

tratamento.



ideal seria que a reta ”depois” tivesse a mesma faixa de abrangência no que concerne as suas

propriedades físicas do solo (π13), e mesma variação da relação índice de cone original e

coesão, Neste enfoque percebe-se os melhores comportamentos nos Gráfico 24 e Gráfico 25,

que apresentam para uma mesma variação de propriedades físicas do solo as aproximadamente

as mesmas faixas de variação da descompactação medida pela diminuição do valor do

coeficiente de coesão, indicando um comportamento previsível da operação de descompactar

em função das características iniciais do solo considerando a ação do “Paraplow” Rotativo.


O gráfico adimensional π4 x π12 representa o comportamento da estrutura do solo em

função de seu diâmetro ponderado seco, (π4) em relação as suas características estruturais de

homogeneidade do solo (SH),(π12).

192

Pi4 x Pi12

y = 1,3331x - 2,1379

R2 = 0,9737

y = -1,2511x + 2,7845

R2 = 0,9786-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4

Pi4

Pi12

E111A

E111D

Linear (E111D)

Linear (E111A)


Pi4 x Pi12

y = -0,6944x + 0,6364

R2 = 0,996

y = -0,8707x + 0,6792

R2 = 0,9923

-2,5

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

Pi4

Pi12

E222A

E222D

Linear (E222D)

Linear (E222A)


193

Pi4 x Pi12

y = -0,3872x + 0,0303

R2 = 1

y = -0,7398x + 0,3529

R2 = 1-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 2 4 6 8 10

Pi4

Pi12

E121A

E121D

Linear (E121D)

Linear (E121A)


Pi4 x Pi12

y = 2,8456x - 2,0604

R2 = 0,9932

y = 2,4397x - 3,37

R2 = 0,969

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

Pi4

Pi12

E122A

E122D

Linear (E122D)

Linear (E122A)


194

Pi4 x Pi12

y = 0,9396x - 1,8408

R2 = 0,0768

y = 1,1566x - 2,4985

R2 = 0,0448

-1

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Pi4

Pi12

E112A

E112D

Linear (E112D)

Linear (E112A)


Pi4 x Pi12

y = -0,9923x + 1,2643

R2 = 0,8212

y = 1,4187x - 3,7022

R2 = 0,0726

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

Pi4

Pi12

E211A

E211D

Linear (E211D)

Linear (E211A)


195

Pi4 x Pi12

y = -1,8632x + 2,6412

R2 = 0,2813

y = -0,2864x - 1,0244

R2 = 0,9499

-2,5

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4

Pi4

Pi12

E212A

E212D

Linear (E212D)

Linear (E212A)


Pi4 x Pi12

y = -0,6872x + 2,9461

R2 = 0,985

y = 0,0124x - 0,5251

R2 = 0,1888

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

0 2 4 6 8 10 12

Pi4

Pi12

E221A

E221D

Linear (E221A)

Linear (E221D)


196


ferramenta é que não haja modificação da estrutura do solo, conforme prescrevem

BARZEGAR (2003), LUCARELLI (1997), COULOUMA (2005) e ZHANG et al. (2001). No

Gráfico 31, Gráfico 32, Gráfico 33, Gráfico 34, Gráfico 35, Gráfico 36, Gráfico 37, e Gráfico

38 tem-se o comportamento desta relação Antes da operação do “Paraplow” Rotativo e Depois

da Operação, para cada tratamento.



ideal seria que a reta ”depois”, tivesse a mesma faixa de abrangência tanto em relação ao

diâmetro ponderado seco do solo (π4) como em relação a estrura homogênea do solo (π12).

Neste enfoque percebe-se os melhores comportamentos nos Gráfico 32 (E222) e Gráfico 33

(E121), onde ambas as retas possuem aproximadamente mesmas faixas de variação entre a

homogeneidade da distribuição dos agregados do solo e do diâmetro ponderado seco,

demonstrando a uniformidade da desestruturação do solo causada pela operação da

ferramenta.

197

4.2.3. Caracterização da faixa de plantio e Características operacionais

O gráfico adimensional, π1x π17 representa o comportamento da descompactação

resultante (CIF e c) do solo, (π1) em função do grau de desestruturação do mesmo (Aemp),

(π17).

Pi1 x Pi17

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03

Pi1

Pi17

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E221)

Linear (E122)

Linear (E121)

Linear (E112)

Linear (E222)

Linear (E211)

Linear (E212)

Linear (E111)

Gráfico 39. Gráfico adimensional ππππ1 x ππππ17, todos tratamentos.

Tabela 99. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ1 x ππππ17. Tratamento Coeficiente de Correlação

E111 0,72

E222 0,18

E121 0,35

E122 0,59

E112 0,59

E211 0,64

E212 0,09

E221 0,15

198

A melhor configuração operacional é aquela em que haja uma descompactação grande

(valores relativamente maiores de π1) e desestruturação pequena (valores relativamente

menores de π17).

Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 39, que os melhores comportamentos foram

relativos aos tratamentos E222 que apresentou um comportamento de descompactação

crescente enquanto sua desestruturação permaneceu constante e E211 que teve um

comportamento idem ao tratamento E222. Estes tratamentos apresentaram a característica

interessante de descompactar sem desestruturar, observa-se que ambos operaram a velocidade

2, e com profundidade e rotações inversas, demonstrando que para profundidades de

operações maiores deve-se utilizar rotações maiores, e vice-versa em relação a profundidades

menores, minimizando assim a desestruturação do solo. Os tratamentos E121, E212 e E112

tiveram a interessante característica de uma descompactação crescente e desestruturação

decrescente, indicando que quanto maior a variação do nível de compactação menor a

desestruturação do solo sendo portanto, ideais para situações extremas de compactação.

O gráfico adimensional, π2 x π8 representa o comportamento da desagregação do solo

(φ e DMP) do solo, (π2) em função do grau de mobilização do mesmo (LE), (π8).

Pi2 x Pi8

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 50 100 150 200 250

Pi2

Pi8

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E121)

Linear (E221)

Linear (E222)

Linear (E211)

Linear (E212)

Linear (E111)

Linear (E122)

Linear (E112)


199

Tabela 100. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ2 x ππππ8.

Tratamento Coeficiente de Correlação

E111 0,71

E222 0,71

E121 0,74

E122 0,68

E112 0,23

E211 0,16

E212 0,86

E221 0,97

A melhor configuração operacional é aquela em que haja uma menor desagregação

(valores relativamente menores de π2) e mobilização grande (valores relativamente maiores de

π8). Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 40 , que os melhores comportamentos foram dos

tratamentos E221 e E121, que mobilizaram as maiores áreas, e desestruturam relativamente

menos o solo, nota-se que ambos os tratamentos tem a mesma combinação de profundidade de

operação e rotação da ferramenta, variando apenas a velocidade, indicando que em termos de

desagregação do solo esta a configuração X21 tem excelentes características

conservacionistas.

O gráfico adimensional, π2x π9 representa o comportamento da desagregação do solo

((φ e DMP)) do solo, (π2) em função do grau de desestruturação do mesmo (HE), (π9).

200

Pi2 x Pi9

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 50 100 150 200 250

Pi2

Pi9

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E121)

Linear (E211)

Linear (E222)

Linear (E212)

Linear (E111)

Linear (E221)

Linear (E122)

Linear (E112)

Gráfico 41. Gráfico adimensional ππππ2 x ππππ9 todos tratamentos.



E111 0,58

E222 0,08

E121 0,52

E122 0,14

E112 0,59

E211 0,64

E212 0,77

E221 0,87


(faixa de valores relativamente menores de π2) e desestruturação pequena (faixa de valores

201

relativamente menores de π9), perfazendo os melhores tratamentos aqueles que tiverem retas

com variações no eixo x e y pequenas e com declividade em torno de 45o. Neste enfoque

percebe-se pelo Gráfico 41, que os melhores comportamentos foram dos tratamentos E221,

E212, E111, E211 e E121, pois todos tem comportamentos semelhantes em termos das

variações na ordenada e na abscissa, além de terem faixas relativamente pequenas em relação

aos tratamentos E222 e E112, digno de nota é o comportamento pouco interessante do

tratamento E122 que apresenta para uma grande desagregação do solo relativamente a uma

pequena desestruturação, facilitando a erosão devido ao menor tamanho dos agregados em

relação a blocos de solo grandes.

O gráfico adimensional, π2x π14 representa o comportamento da desagregação do

solo ((φ e DMP)) do solo, (π2) em função da velocidade efetiva de trabalho relacionada com

propriedades do solo (VA, densidade e coesão), (π14).

Pi2 x Pi14

0

1

2

3

4

5

6

0 50 100 150 200 250

Pi2

Pi14

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E222)

Linear (E211)

Linear (E221)

Linear (E122)

Linear (E112)

Linear (E212)

Linear (E111)

Linear (E121)


202



E111 0,80

E222 0,29

E121 0,92

E122 0,04

E112 0,57

E211 0,57

E212 0,86

E221 0,85


(valores relativamente menores de π2) e maior velocidade considerando mesmas propriedades

físicas do solo (densidade e coesão) (valores relativamente maiores de π14). Neste enfoque

percebe-se pelo Gráfico 42 , que os melhores comportamentos foram dos tratamentos E211,

E221 e E212, já que estes tratamentos são caracterizados pela maior velocidade e possuirem

faixa de desagregação (faixa dos valores de Pi2) menores, caracterizando retas com

declividade positiva.

O gráfico adimensional, π2x π16 representa o comportamento da desagregação do

solo ((φ e DMP)) do solo, (π2) em função da taxa de corte do solo e suas características

estruturais (Txc, densidade, coesão e DMP), (π16).

203

Pi2 x Pi16

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

0 50 100 150 200 250

Pi2

Pi16

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E221)

Linear (E121)

Linear (E222)

Linear (E211)

Linear (E111)

Linear (E212)

Linear (E112)

Linear (E122)




E111 0,33

E222 0,36

E121 0,94

E122 0,86

E112 0,39

E211 0,63

E212 0,80

E221 0,99


(valores relativamente menores de π2) e maior taxa de corte (valores relativamente maiores de

π16). Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 43, que os melhores comportamentos foram dos

204

tratamentos E221 e E121, que possuem destacadamente as maiores taxas de corte e menor

faixa de desagregação, fato interessante é a grande semelhança entre o comportamento destes

tratamento, que tem praticamente os mesmos intervalos de variação de abscissas e ordenadas

caracterizando a mesma declividade, demonstrando que a taxa de corte em valores finais, não

instantâneos, é controlada essencialmente pela profundidade de operação e pelas ações

dinâmicas de corte rotacional do Paraplow Rotativo, já que o único parâmetro operacional que

variou foi a velocidade de trabalho.

O gráfico adimensional, π3x π10 representa o comportamento da descompactação do

solo gerada pela desestruturação do mesmo ((CI0 e coesão)), (π3) em função do grau de

fissuras laterais geradas no mesmo (LF), (π10).

Pi3 x Pi10

0

100

200

300

400

500

600

0 50 100 150 200 250

Pi3

Pi10

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E221)

Linear (E212)

Linear (E111)

Linear (E211)

Linear (E121)

Linear (E222)

Linear (E112)

Linear (E122)


205



E111 0,93

E222 0,95

E121 0,97

E122 0,92

E112 0,80

E211 0,76

E212 0,94

E221 0,97

A melhor configuração operacional é aquela em que haja uma maior descompactação

(valores relativamente maiores de π3) e grande fissuração lateral do solo (valores

relativamente maiores de π10). Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 44 , que os melhores

comportamentos foram dos tratamentos E111, E212, E221 e E121 pois estes tiveram grandes

faixas de descompactação gerada pela desestruturação captada pela variação da coesão após a

passagem da ferramenta, assim como grandes valores de largura de fissuração do solo após a

operação devido a ação de escarificação volumétrica produzida pela ação dos Paraplow

girando, já que o conceito original do Paraplow é a subsolagem do solo através das ações

dinâmicas produzidas pelo projeto de sua geometria, já que segundo a SOIL SCIENCE

SOCIETY OF AMERICA (2005) o objetivo do paraplow é aumentar a força de quebra

estrutural do solo na direção lateral. O giro dos paraplows amplifica tais ações, devido as

conseqüentes vibrações periódicas que o solo recebe a cada corte rotativo, pois segundo

KATAOKA (2002) o solo é cortado de forma periódica e pode ter a direção mudada devido a

rotação da lâmina, estes fenômenos causam vibrações com várias componentes de freqüência.

206


solo gerada pela desestruturação do mesmo ((CI0 e coesão)), (π3) em função da

homogeneidade da estrutura resultante após a operação (SH), (π12).

Pi3 x Pi12

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

0 50 100 150 200 250

Pi3

Pi12

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E122)

Linear (E111)

Linear (E112)

Linear (E222)

Linear (E212)

Linear (E211)

Linear (E221)

Linear (E121)

Gráfico 45. Gráfico adimensional ππππ3x ππππ12, todos tratamentos.



E111 0,98

E222 0,98

E121 0,97

E122 0,97

E112 0,62

E211 0,57

E212 1,00

E221 0,95

207


(valores relativamente maiores de π3) e maior homogeneidade do solo (mesmos valores de

π12). Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 45, que os melhores comportamentos são aqueles

que detém com característica terem faixas de valores de descompactação grandes com valores

relativamente constantes do grau de homogeneidade, neste sentido o melhor tratamento é o

E221, que manteve a homogeneidade do solo constante e teve uma variação relativamente

grande da descompactação, outros tratamentos aceitáveis são os que tiveram declividades

menores relativamente entre si, o que classifica com bons os tratamentos E212, E211, e E121.


solo gerada pela desestruturação do mesmo (CI0 e coesão)), (π3) em função do índice de

rugosidade do solo (Inrug), (π19).

Pi3 x Pi19

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 50 100 150 200 250

Pi3

Pi19

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E211)

Linear (E112)

Linear (E212)

Linear (E121)

Linear (E111)

Linear (E221)

Linear (E122)

Linear (E222)

Gráfico 46. Gráfico adimensional ππππ3x ππππ19, todos tratamentos.

208



E111 0,96

E222 0,67

E121 0,92

E122 0,47

E112 0,16

E211 0,06

E212 0,56

E221 0,95


(valores relativamente maiores de π3) e aumento do índice de rugosidade (valores

relativamente maiores de π19). Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 46 , que o melhor

tratamento foi o E121, que teve destacadamente a maior faixa de descompactação com os

maiores valores de índice de rugosidade, indicando que esta configuração operacional otimiza

o comportamento conjugado de descompactação gerada pela modificação da coesão do solo

com o aumento dos vales e picos do micro-relevo do solo após a operação, o que é condizente

com a teoria de GILL e VANDEN BERG (1968) em que as características de trabalho e de

forma dos solos que são causadas por fenômenos complexos de adesão e coesão das moléculas

entre si, variam de acordo com o corte do solo que é definido como a completa separação do

solo em distinto corpos.

209

O gráfico adimensional, π4 x π14 -representa o comportamento da estrutura resultante

do solo ((DPS)), (π4) em função da velocidade efetiva de trabalho relacionada com

propriedades do solo (VA, densidade e coesão), (π14).

Pi4 x Pi14

0

1

2

3

4

5

6

0 2 4 6 8 10 12

Pi4

Pi14

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E222)

Linear (E211)

Linear (E221)

Linear (E112)

Linear (E121)

Linear (E212)

Linear (E111)

Linear (E122)




E111 0,99

E222 0,96

E121 0,87

E122 0,15

E112 0,37

E211 0,05

E212 0,50

E221 0,41

210

A melhor configuração operacional é aquela em que a estrutura do solo não é

modificada (mesmos valores π4) e velocidades efetivas maiores ocorrem (valores

relativamente maiores de π14). Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 47, que o o melhor

tratamento é o E222, pois o mesmo possui uma faixa de variação de estrutura do solo

relativamente pequena em comparação aos tratamento E221 e E121, e maiores velocidade

efetivas, os tratamentos E112 e E212 possuem características interessantes em relação a

estrutura do solo, mas têm baixa velocidade efetiva perfazendo menor capacidade de campo.

O gráfico adimensional, π4 x π18 representa o comportamento da estrutura resultante

do solo ((DPS)), (π4) em função da área mobilizada (Amob), (π18).


modificada (mesmos valores π4) e maior área é mobilizada (valores relativamente maiores de

π18). Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 48 , que os melhores comportamentos foram dos

tratamentos E111, E212 e E121.

211

Pi4 x Pi18

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

0 2 4 6 8 10 12

Pi4

Pi18

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E121)

Linear (E221)

Linear (E222)

Linear (E212)

Linear (E122)

Linear (E211)

Linear (E111)

Linear (E112)




E111 0,91

E222 0,94

E121 0,98

E122 0,43

E112 0,21

E211 0,58

E212 0,57

E221 0,35


modificada (mesmos valores π4) e maiores áreas são mobilizadas (valores relativamente

212

maiores de π18). Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 48 , que o melhor comportamentos foi

do tratamento E121, visto este ter a menor faixa de variação da estrutura do solo com uma

área mobilizada média, perfazendo uma relação de declividade em torno de 45o. Nota-se que

os tratamentos E121 e E221 tem comportamentos diametralmente oposto, indicando a forte

preponderância da variável velocidade de operação na modificação da estrutura do solo.


do solo ((DPS)), (π4) em função do grau de desestruturação do solo (LE), (π8).

Pi4 x Pi8

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 2 4 6 8 10 12

Pi4

Pi8

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E121)

Linear (E221)

Linear (E222)

Linear (E111)

Linear (E211)

Linear (E212)

Linear (E112)

Linear (E122)


213



E111 0,72

E222 0,94

E121 0,90

E122 0,75

E112 0,05

E211 0,33

E212 0,46

E221 0,35


modificada (mesmos valores π4) e menores desestruturação se processa (valores relativamente

menores de π8). Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 49 , que o melhor comportamento foi

do tratamento E121, E222 e E112 que apresenta uma pequena faixa de variação da estrutura

do solo e uma área desestruturada média, perfazendo retas com declividade em torno de 45o

indicando um corpo de solo resultante da operação com modificação da estrutura praticamente

nula, já que a relação dos Diâmetros ponderados e desestruturação medida através da largura

de empolamento é tem uma relação de causa e efeito direta e captada pela análise dimensional.

Novamente se percebe para a combinação EX21, que considerando a profundidade 2 e a

rotação 1 as velocidades de operação geram comportamentos diametralmente opostos.


do solo ((DPS)), (π4) em função da dispersão das agregados estruturais do solo (CH), (π11).

214

Pi4 x Pi11

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

0 2 4 6 8 10 12

Pi4

Pi11

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E121)

Linear (E112)

Linear (E221)

Linear (E222)

Linear (E212)

Linear (E122)

Linear (E111)

Linear (E211)




E111 1,00

E222 0,99

E121 1,00

E122 1,00

E112 0,31

E211 0,93

E212 0,49

E221 0,35

215


modificada (mesmos valores π4) assim como se deseja a mesma dispersão dos agregados(

mesmos valores de π11). Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 50, que os melhores

comportamentos foram dos tratamentos E121, E122, E111 e E222 em que a relação da

estrutura resultante do solo depois da operação é proporcional ao aumento ou diminuição da

dispersão dos agregados, já que o ideal seria a não modificação da dispersão original de

agregados do solo, assim os tratamentos que mantém uma relação linear com declividade de

45o tem melhores características conservacionistas que são a redução do grau e da intensidade

do preparo do solo onde os maiores benefícios são a melhora da estabilidade da estrutura do

solo, e a melhora da qualidades físicas do solo (GREGORICH e CARTER, 1997).

O gráfico adimensional, π5 x π6 representa o comportamento da largura inferior da

faixa preparada (LI), (π5) em função da largura superior da faixa preparada (LS), (π6).

Pi5 x Pi6

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 50 100 150 200 250 300

Pi5

Pi6

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E121)

Linear (E221)

Linear (E122)

Linear (E212)

Linear (E211)

Linear (E112)

Linear (E222)

Linear (E111)


216



E111 0,97

E222 0,97

E121 0,96

E122 0,91

E112 0,83

E211 0,33

E212 0,99

E221 0,96

A melhor configuração operacional é aquela em que a largura inferior é maior do que a

largura superior (valores maiores de π5 em relação aos valores de π6). Neste enfoque percebe-

se pelo Gráfico 51, que todos os tratamentos obtiveram resultados satisfatórios e proporcionais

entre si, o que é lógico devido a ferramenta utilizada em todos os tratamentos ter sido a

mesma.


faixa preparada (LI), (π5) em função da largura da fissuras laterais (LF), (π10).

217

Pi5 x Pi10

0

100

200

300

400

500

600

0 50 100 150 200 250 300

Pi5

Pi10

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E212)

Linear (E111)

Linear (E122)

Linear (E121)

Linear (E211)

Linear (E222)

Linear (E221)

Linear (E112)




E111 0,96

E222 0,89

E121 0,99

E122 0,93

E112 0,63

E211 0,26

E212 0,96

E221 0,99

A melhor configuração operacional é aquela em que para uma dada largura inferior

tem-se uma maior largura de fissuras (valores maiores de π10 em relação aos valores de π5).

Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 52, tratamentos que tiveram os melhores

218

comportamentos foram E111, E221 e E121, visto estes terem larguras inferiores proporcionais

a largura de fissuras e com maiores alcance já que valores maiores de larguras inferiores

representam movimentações e ações dinâmicas do solo com maiores intensidades o que infere

uma maior solicitação do solo em torno da área trabalhada gerando fissura de maior largura e

distância.


faixa preparada (LI), (π5) em função do grau de desestruturação do solo (LE), (π8).

Pi5 x Pi8

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 50 100 150 200 250 300

Pi5

Pi8

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E211)

Linear (E222)

Linear (E122)

Linear (E112)

Linear (E121)

Linear (E111)

Linear (E221)

Linear (E212)

Linear (E211)


219



E111 0,71

E222 0,92

E121 0,92

E122 0,83

E112 0,84

E211 0,45

E212 0,88

E221 0,99

A melhor configuração operacional é aquela em que para uma dada largura inferior

tem-se um maior grau de desestruturação do solo (valores maiores de π8 em relação aos

valores de π5). Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 53, novamente os tratamentos que

tiveram os melhores comportamentos foram E111, E221 e E121, já que as ações dinâmicas de

ruptura e cisalhamento do solo devido aos esforços induzidos pelas lâminas do “Paraplow”

Rotativo agirem de forma a aumentarem a desestruturação do solo trabalhado o que gera uma

largura de empolamento transversal a linha de ação, assim os melhores tratamentos são

aqueles em que tem-se uma maior faixa de variação da largura inferior proporcional a

desestruturação do solo.


faixa preparada (LI), (π5) em função de propriedades físicas do solo(quantidade de água,

densidade e DMP), (π13).

220

Pi5 x Pi13

0

5000

10000

15000

20000

25000

0 50 100 150 200 250 300

Pi13

Pi5

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E212

Linear (E211)

Linear (E112)

Linear (E121)

Linear (E211)

Linear (E222)

Linear (E212)

Linear (E212)

Linear (E111)

Linear (E122)




E111 0,98

E222 0,92

E121 0,97

E122 0,89

E112 0,76

E211 0,21

E212 0,98

E221 0,99

221

A melhor configuração operacional é aquela em que para um dado valor destas

propriedades tenham-se maiores valores da largura inferior (valores maiores de π5 em relação

aos valores de π13). Assim para uma mesma faixa de valores de propriedades físicas, os

tratamentos com maiores larguras inferiores tem uma ação de preparo de solo trapezoidal sem

inversão do solo melhor, neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 54 , que os tratamentos que

tiveram os melhores comportamentos foram E212, E221 e E121.


faixa preparada (LI), (π5) em função da velocidade efetiva de trabalho relacionada com

propriedades do solo (VA, densidade, e coesão), (π14).

Pi5 x Pi14

0

1

2

3

4

5

6

0 50 100 150 200 250 300

Pi5

Pi14

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E222)

Linear (E211)

Linear (E112)

Linear (E212)

Linear (E111)

Linear (E121)

Linear (E221)

Linear (E122)


222



E111 0,99

E222 0,95

E121 0,87

E122 0,34

E112 0,9

E211 0,07

E212 0,9

E221 0,79

A melhor configuração operacional é aquela em que se tenha uma maior largura

inferior para uma dada velocidade efetiva (valores grandes de π5 em relação aos valores iguais

de π14). Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 55 , os tratamentos que tiveram os melhores

comportamentos foram E221 e E121, pois estes tem pouca variação de velocidade efetiva

mantendo faixas de largura inferior crescentes.


faixa preparada (LI), (π5) em função da quantidade de patinagem da máquina (Pat), (π15).

223

Pi5 x Pi15

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

0 50 100 150 200 250 300

Pi5

Pi15

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E112)

Linear (E222)

Linear (E211)

Linear (E111)

Linear (E212)

Linear (E221)

Linear (E121)

Linear (E122)




E111 1,00

E222 0,99

E121 0,99

E122 0,96

E112 0,94

E211 0,02

E212 0,29

E221 0,96

A melhor configuração operacional é aquela em que para larguras inferiores grandes

tenha-se pouca patinagem (valores grandes de π5 para mesmos valores de π15). Neste enfoque

224

percebe-se pelo Gráfico 56 , o tratamento que tive o melhores comportamento foi o E212 que

para larguras inferiores crescentes tem-se patinagens constantes. O tratamento E112 tem a

interessante característica de para larguras inferiores maiores ter menores patinamentos, este

comportamento pode ser explicado pelo fato de com o aumento da largura inferior devido a

ações dinâmicas variável da ferramenta devido a rotação maior da ferramenta no corpo de solo

gera um efeito de conjugação com a máquina tratora no sentido desta ter uma força vertical

maior sobre os pneu, isto aliado a uma menor profundidade de trabalho e a uma menor

velocidade de operação diminuem a patinagem.


faixa preparada (LI), (π5) em função da área mobilizada (Amob), (π18).

Pi5 x Pi18

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

0 50 100 150 200 250 300

Pi5

Pi18

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E112)

Linear (E122)

Linear (E222)

Linear (E212)

Linear (E111)

Linear (E211)

Linear (E221)

Linear (E121)


225



E111 0,9

E222 0,95

E121 0,97

E122 0,65

E112 0,9

E211 0,61

E212 0,93

E221 0,99


tem-se grandes áreas mobilizadas(valores grandes de π5 para grandes valores de π18). Este

resultado é esperado devido a maior seção de corte dinâmico da ferramenta (ações conjugadas

de corte, ruptura e cisalhamento devido a geometria do “Paraplow” Rotativo) contabilizando

uma maior área mobilizada, neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 57 , os tratamentos que

tiveram os melhores comportamentos foram os E212, E121, e E221.


faixa preparada (LI), (π5) em função da taxa de corte do solo relacionadas com propriedades

do solo (Txc, densidade, coesão e DMP), (π16).

226

Pi5 x Pi16

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

0 50 100 150 200 250 300

Pi5

Pi16

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E111)

Linear (E112)

Linear (E121)

Linear (E222)

Linear (E211)

Linear (E221)

Linear (E212)

Linear (E122)




E111 0,32

E222 0,96

E121 0,97

E122 0,82

E112 0,96

E211 0,44

E212 0,96

E221 0,99


tem-se grandes taxas de corte (valores grandes de π5 para grandes valores de π16). Neste

227

enfoque percebe-se pelo Gráfico 58 , os tratamentos que tiveram os melhores comportamentos

foram os E121, e E221, que demonstram que a taxa de corte não é restrita a velocidade de

operação mas sim as ações dinâmicas de corte circular e a profundidade de operação, visto os

dois melhores tratamentos terem as mesmas características em termos operacionais com

exceção da velocidade operacional.


faixa preparada (LI), (π5) em função do índice de rugosidade resultante (Inrug), (π19).

Pi5 x Pi19

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 50 100 150 200 250 300

Pi5

Pi19

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E111)

Linear (E222)

Linear (E212)

Linear (E221)

Linear (E112)

Linear (E122)

Linear (E211)

Linear (E121)


228



E111 0,99

E222 0,65

E121 0,91

E122 0,57

E112 0,28

E211 0,21

E212 0,48

E221 0,98


tem-se grandes índices de rugosidades (valores grandes de π5 para grandes valores de π19).

Quanto maior a largura inferior resultante do trabalho maior é a movimentação da

subsuperfície do solo, o que gera um maior distúrbio do corpo de solo trabalhado gerando

maior rugosidade no mesmo devido a ação diferencial dos esforços na estrutura do solo que

não é homogênea, conduzindo a elevações e escavações aleatórias. Neste enfoque percebe-se

pelo Gráfico 59 , os tratamentos que tiveram os melhores comportamentos foram os E212,

E121, e E221.

O gráfico adimensional, π7 x π16 representa da profundidade da faixa produzida (P),

(π7) em função da taxa de corte relacionada com propriedade do solo (Txc, densidade, coesão

e DMP), (π16).

229

Pi7 x Pi16

-10000

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Pi7

Pi16

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E212)

Linear (E121)

Linear (E111)

Linear (E112)

Linear (E211)

Linear (E122)

Linear (E221)

Linear (E222)




E111 0,41

E222 0,96

E121 0,99

E122 0,90

E112 0,33

E211 0,05

E212 0,97

E221 0,94

230

A melhor configuração operacional é aquela em que para profundidades grandes tem-

se taxas de corte grandes (valores grandes de π7 ara grandes valores de π16), já que o aumento

da profundidade de trabalho leva diretamente ao aumento da área trabalhada, que gera uma

aumento linear na taxa de corte, neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 60 , os tratamentos que

tiveram os melhores comportamentos foram os E222, E121, e E221 que demonstraram para

uma proporcionalidade entre a taxa de corte e a profundidade que se traduz em retas de

declividade mediana em torno de 45o, percebe-se que nestes tratamento a profundidade de

operação foi a maior (2).

O gráfico adimensional, π7 x π18 representa da profundidade da faixa produzida (P),

(π7) em função da área mobilizada (Amob), (π18).

231

Pi7 x Pi18

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Pi7

Pi18

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E211)

Linear (E211)

Linear (E222)

Linear (E122)

Linear (E121)

Linear (E221)

Linear (E112)

Linear (E111)

Linear (E212)




E111 0,96

E222 0,88

E121 0,98

E122 0,81

E112 0,96

E211 0,95

E212 0,49

E221 0,98

232

A melhor configuração operacional é aquela em que para profundidades grandes tem-

se áreas mobilizada grandes (valores grandes de π7 para grandes valores de π18). Neste enfoque

percebe-se pelo Gráfico 60 , os tratamentos que tiveram os melhores comportamentos foram

os E121, e E221, visto estes terem para uma faixa de profundidade dada terem área

mobilizadas grande, este efeito pode ser explicado pela ação conjugada de outras formas de

mobilização do solo além do corte, tais como propagação de fissuras, cisalhamento

volumétrico devido a rotação da ferramenta, ruptura do corpo de solo, desagregação e

desestruturação do solo devido a esforços dinâmicos.

O gráfico adimensional, π8 x π10 representa o grau de desestruturação do solo (LE),

(π8) em função da largura lateral das fissuras geradas (LF), (π10).

Pi8 x Pi10

0

100

200

300

400

500

600

0 100 200 300 400 500

Pi8

Pi10

E111

E222

E121

E122

E211

E212

E221

E112

Linear (E121)

Linear (E111)

Linear (E211)

Linear (E122)

Linear (E212)

Linear (E111)

Linear (E112)

Linear (E222)

Linear (E221)

Linear (E211)



233


E111 0,69

E222 0,92

E121 0,93

E122 0,88

E112 0,81

E211 0,66

E212 0,97

E221 1,00

A melhor configuração operacional é aquela em que grandes desestruturações tem-se

grandes larguras de fissuras (valores grandes de π8 para grandes valores de π10). Observa-se

que as maiores larguras de fissuras ocorrem nos tratamentos E212, E121, e E221 que são

também os tratamentos com maiores desestruturações.Outra característica interessante do

Gráfico 62 é que todos os tratamentos tem as relações proporcionais traçando retas com

declividades em torno de 45o, o que demonstra a estreita interrelação entre o grau de

desestruturação do solo com a largura de fissuras.

O gráfico adimensional, π9 x π14 representa o grau de desestruturação do solo (HE),

(π9) em função da velocidade efetiva relacionada com propriedades do solo (VA, densidade,

coesão ), (π14).

234

Pi9 x Pi14

0

1

2

3

4

5

6

0 10 20 30 40 50

Pi9

Pi14

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E211)

Linear (E121)

Linear (E111)

Linear (E212)

Linear (E122)

Linear (E221)

Linear (E222)

Linear (E112)




E111 0,42

E222 0,50

E121 0,6

E122 0,43

E112 0,32

E211 0,16

E212 0,79

E221 0,88

235

A melhor configuração operacional é aquela em que para uma dado grau de

desestruturação tem-se velocidades maiores (faixa de valores constantes de de π9 para valores

maiores de π14). Esta relação indica qual configuração operacional gera para menor

desagregação em relação as velocidades obtidas, sendo desejável velocidades maiores para

uma mesma faixa de desagregação o que se traduz em uma capacidade de campo maior e

mesmo grau de desestruturação. Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 63, os tratamentos que

tiveram os melhores comportamentos foram os E222, E211, e E221.

O gráfico adimensional, π10 x π14 representa a largura lateral de fissuras da faixa

produzida (LF), (π10) em função da velocidade efetiva relacionada com propriedades do solo

(VA, densidade, coesão ), (π14).

Pi10 x Pi14

0

1

2

3

4

5

6

0 100 200 300 400 500 600

Pi10

Pi14

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E211)

Linear (E112)

Linear (E222)

Linear (E221)

Linear (E122)

Linear (E212)

Linear (E121)

Linear (E111)


236



E111 0,97

E222 0,93

E121 0,85

E122 0,84

E112 0,55

E211 0,11

E212 0,93

E221 0,77

A melhor configuração operacional é aquela em que para uma dada velocidade efetiva

tenha-se maiores larguras de fissuras (valores constantes de π14 para grandes valores de π10).

Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 64 , os tratamentos que tiveram os melhores

comportamentos foram os E121, e E221, nestes tratamentos houve as maiores larguras de

fissuras relacionadas às suas velocidades de operação respectivas, percebe-se no gráfico que o

tratamento com velocidade operacional 1 tem menor velocidade efetiva, mas mesma largura

de fissuras do tratamento com velocidade operacional 2, indicando que o fator preponderante

para a fissuração lateral do solo é a combinação profundidade/rotação.

O gráfico adimensional, π10 x π16 representa a largura lateral de fissuras da faixa

produzida (LF), (π10) em função da taxa de corte relacionada com propriedades do solo (Txc,

densidade, coesão e DMP ), (π16).

237

Pi10 x Pi16

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

0 100 200 300 400 500 600

Pi10

Pi16

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E121)

Linear (E212)

Linear (E222)

Linear (E211)

Linear (E221)

Linear (E111)

Linear (E112)

Linear (E122)




E111 0,21

E222 0,89

E121 0,98

E122 0,8

E112 0,58

E211 0,08

E212 0,98

E221 0,99

238

A melhor configuração operacional é aquela em que para uma taxa de corte grande

tenha-se grandes larguras de fissuras (valores grandes de π10 para grandes valores de π16).

Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 65 que os tratamentos que tiveram os melhores

comportamentos foram os tratamentos E121, e E221 que apresentaram as maiores larguras de

fissuras proporcionais as maiores taxas de corte, novamente indicando que a taxa de corte

média de ambas as configurações operacionais não é determinada pela velocidade efetiva, mas

pela combinação entre rotação/profundidade, este fato acontece devido ao gráfico

adimensional captar a variação da taxa de corte média, não a instantânea, ou seja, velocidade

operacional maior subentende uma maior patinagem.

O gráfico adimensional, π11 x π15 representa o grau de de dispersão da estrutura do

solo (CH) (π11) em função da quantidade de patinagem da máquina (Pat), (π15).

Pi11 x Pi15

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

-3 -2 -1 0 1 2 3 4

Pi11

Pi15

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E112)

Linear (E222)

Linear (E221)

Linear (E111)

Linear (E211)

Linear (E212)

Linear (E121)

Linear (E122)


239



E111 1,00

E222 0,99

E121 1,00

E122 0,91

E112 0,99

E211 0,96

E212 0,32

E221 1,00

A melhor configuração operacional é aquela em que para uma dada patinagem tenha-se

pequena dispersão dos agregados estruturais ( para dados valores de π15 tem-se pequena faixa

de valores de π11), representando uma menor modificação da estrutura do solo após a operação

do “Paraplow” Rotativo, neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 66 , os tratamentos que

tiveram os melhores comportamentos foram os E111, e E221 que detém uma pequena faixa

de variação na dispersão do agregados estruturais do solo em relação a um dado valor de

patinagem que representa maior ou menor esforço trativo necessário para vencer a resistência

do solo.

O gráfico adimensional, π11 x π16 representa a dispersão estrutural do solo (CH), (π11)

em função taxa de corte relacionada com propriedades do solo (Txc, densidade, coesão e

DMP), (π16).

240

Pi11 x Pi16

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

-3 -2 -1 0 1 2 3 4

Pi11

Pi16

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E221)

Linear (E111)

Linear (E211)

Linear (E222)

Linear (E121)

Linear (E112)

Linear (E212)

Linear (E122)




E111 0,32

E222 0,96

E121 0,99

E122 0,86

E112 0,92

E211 0,33

E212 0,95

E221 0,93

241

A melhor configuração operacional é aquela em que para uma diversas taxas de corte

tem-se uma pequena dispersão dos agregados estruturais ( para dados valores de π16 tem-se

pequena faixa de valores de π11) representando a variação dispersão dos tamanhos dos

agregados do solo em função da maior ou menor variação da taxa de corte da ferramenta que

se relaciona com a velocidade de aplicação das diversas solicitações dinâmicas perpetadas no

corpo de solo . Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 67 , os tratamentos que tiveram os

melhores comportamentos foram os tratamentos E121 e E221 cujas retas se caracterizam por

terem declividades acentuadas indicando pequena variação da dispersão dos agregados para

diversas taxas de corte.


em função do grau de desestruturação do mesmo (Aemp), (π17).

Pi11 xPi17

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

-3 -2 -1 0 1 2 3 4

Pi11

Pi17

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E221)

Linear (E112)

Linear (E111)

Linear (E222)

Linear (E121)

Linear (E122)

Linear (E212)

Linear (E211)


242



E111 0,83

E222 0,71

E121 0,97

E122 0,53

E112 0,34

E211 0,82

E212 0,83

E221 0,84

A melhor configuração operacional é aquela em que para valores de dispersão dos agregados

estruturais tem-se valores de desestruturação do solo proporcionais na razão de declividade

próxima a 45o ( para valores de π17 tem-se valores de π11, cuja proporcionalidade geram retas

de declividade média) indicando a relação entre a desestruturação do solo em função da

dispersão do mesmo, visto ser a dispersão dos agregados acoplada a desestruturação do solo,

neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 68, que os tratamentos que tiveram os melhores

comportamentos foram os E121 e E221, observa-se que a variável velocidade operacional

gera um comportamento oposto entre as configurações profundidade e rotação, indicando a

profunda inter-relação entre a velocidade efetiva e a desestruturação do solo e função de sua

dispersão.


em função da área mobilizada do mesmo (Amob), (π18).

243

Pi11 x Pi18

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

-3 -2 -1 0 1 2 3 4

Pi11

Pi18

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E221)

Linear (E111)

Linear (E211)

Linear (E212)

Linear (E222)

Linear (E121)

Linear (E122)

Linear (E112)




E111 0,91

E222 0,94

E121 0,98

E122 0,36

E112 0,9

E211 0,4

E212 0,92

E221 0,98

244

A melhor configuração operacional é aquela em que para faixa de valores de

dispersão dos agregados estruturais pequenos tem-se faixas de valores de área mobilizada

grandes ( para faixas de valores de π18 grandes tem-se faixas de valores de π11 pequenos),

otimizando a área trabalhada em relação a característica conservacionista de não se modificar

a dispersão natural do solo, neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 69 , os tratamentos que

tiveram os melhores comportamentos foram os E121, e E221, visto variação na área

mobilizada grandes e faixa de valores de dispersão pequenas, fato interessante é a mudança de

tendência da variação da área mobilizada em função da velocidade operacional utilizada.

O gráfico adimensional, π12 x π15 representa a homogeneidade estrutural dos

agregados do solo (SH), (π12) em função da quantidade de patinagem da máquina (Pat), (π15).

Pi12 x Pi15

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

Pi12

Pi15

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E112)

Linear (E121)

Linear (E221)

Linear (E211)

Linear (E222)

Linear (E111)

Linear (E122)

Linear (E212)


245



E111 1,00

E222 0,99

E121 1,00

E122 0,9

E112 0,99

E211 0,96

E212 0,31

E221 0,96

A melhor configuração operacional é aquela em que para valores de patinagem

variáveis (requisição de tração variadas), tem-se valores de homogeneidade do solo constantes

( para valores de π15 variáveis tem-se valores de π12 pequenos constantes), representando uma

manutenção das condições originais do solo após a operação da ferramenta, visto a

homogeneidade do solo ser uma variável de controle da desestruturação do mesmo, neste

enfoque percebe-se pelo Gráfico 70, que o tratamento E221 foi o melhor, no sentido de ter

mantido constante a homogeneidade do solo em função de diversos esforços impostos pelo

solo, o tratamento E121 teve um bom desempenho neste gráfico tendo uma faixa de variação

do grau de homogeneidade do solo pequena em relação aos níveis de patinamento alcançados.


agregados do solo (SH), (π12) em função da taxa de corte relacionada com propriedades do

solo (Txc, densidade, DMP e coesão), (π16).

246

Pi12 x Pi16

-10000

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

Pi12

Pi16

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E121)

Linear (E221)

Linear (E222)

Linear (E111)

Linear (E122)

Linear (E212)

Linear (E211)

Linear (E112)




E111 0,31

E222 0,96

E121 0,99

E122 0,86

E112 0,92

E211 0,33

E212 0,95

E221 0,92

247

A melhor configuração operacional é aquela em que para valores de taxa de corte

grandes, tem-se valores de homogeneidade do solo constantes ( para valores de π16 grandes

tem-se valores de π12 pequenos constantes), indicando uma pequena modificação da estrutura

do solo em função da taxa de corte da ferramenta, percebe-se pelo Gráfico 71, o tratamento

que teve o melhor resultado foi o tratamento E221, sendo logo seguido pelo tratamento E121,

onde ambos mantém a homogeneidade do solo com uma variação da taxa de corte grande,

mostrando a ótima característica conservacionista do “Paraplow” Rotativo de neutralizar as

ações de pulverização de ferramentas rotativas operadas a taxas de corte grandes.


agregados do solo (SH), (π12) em função do grau de desestruturação do mesmo (Aemp), (π17).

Pi12 x Pi17

-2000

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

Pi12

Pi17

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E121)

Linear (E112)

Linear (E111)

Linear (E221)

Linear (E222)

Linear (E211)

Linear (E212)

Linear (E122)


248



E111 0,33

E222 0,71

E121 0,97

E122 0,53

E112 0,34

E211 0,84

E212 0,82

E221 0,84

A melhor configuração operacional é aquela em que para valores de desestruturação

do solo variáveis tem-se valores de homogeneidade do solo constantes ( para valores de π17

variáveis tem-se valores de π12 constantes), neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 72 que os

tratamentos que tiveram os melhores comportamentos foram os E121 e E221, que

apresentaram faixas de desestruturação variáveis para valores relativamente constantes do grau

de homogeneização indicando a conservação da forma da distribuição dos agregados embora

os mesmo sejam desestruturados pois aumenta de volume o corpo de solo, fato indicado pela

variação da área de empolamento.


agregados do solo (SH), (π12) em função da área mobilizada do mesmo (Amob), (π18).

249

Pi12 x Pi18

-5000

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

Pi12

Pi18

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E121)

Linear (E221)

Linear (E111)

Linear (E222)

Linear (E211)

Linear (E112)

Linear (E212)

Linear (E122)


Tabela 133. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ12 x ππππ18. Tratamento Coeficiente de Correlação

E111 0,92

E222 0,94

E121 0,98

E122 0,36

E112 0,9

E211 0,37

E212 0,92

E221 0,95

A melhor configuração operacional é aquela em que para valores de área mobilizada

variável tem-se valores de homogeneidade do solo constantes ( para valores de π18 variáveis

tem-se valores de π12 constantes). Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 73, os tratamentos

que tiveram os melhores comportamentos foram os E121 e E221, que detém a característica

250

de homogeneizar a distribuição, ou seja conduzir os tamanhos dos agregados do solo para uma

mesma distribuição independente da área mobilizada.

O gráfico adimensional, π13 x π17 representa propriedades físicas do solo(quantidade

de áqua, densidade de DMP), (π13) em função do grau de desestruturação do mesmo (Aemp),

(π17).

Pi13 x Pi17

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

0 5000 10000 15000 20000 25000

Pi13

Pi17

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E112)

Linear (E221)

Linear (E121)

Linear (E122)

Linear (E111)

Linear (E211)

Linear (E222)

Linear (E212)


251



E111 0,86

E222 0,6

E121 0,97

E122 0,56

E112 0,37

E211 0,91

E212 0,81

E221 0,85

A melhor configuração operacional é aquela em que para dados valores de

propriedades do solo haja uma pequena desestruturação do solo ( para valores de π13

variáveis tem-se valores de π17 proporcionais e pequenos ). Neste enfoque percebe-se pelo

Gráfico 74 que os tratamentos que tiveram os melhores comportamentos foram os que detém

menores declividades da retas: E222 e E211.

O gráfico adimensional, π16 x π18 representa a taxa de corte relacionada com

propriedades do solo (Txc, densidade, DMP e coesão), (π16) em função da área mobilizada do

mesmo (Amob), (π18).

252

Pi16 x Pi18

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000

Pi16

Pi18

E111

E222

E121

E122

E112

E211

E212

E221

Linear (E111)

Linear (E222)

Linear (E122)

Linear (E112)

Linear (E212)

Linear (E221)

Linear (E121)




E111 0,04

E222 0,98

E121 1,00

E122 0,45

E112 0,95

E211 0,75

E212 0,96

E221 0,98

A melhor configuração operacional é aquela em que para valores grandes de taxa de

corte tenha-se valores grandes de área mobilizadas ( para valores grandes de π18 tem-se

253

valores grandes de π16 constantes). Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 72, os tratamentos

que tiveram os melhores comportamentos foram os tratamentos E121 e E221.

4.3. Discussão Geral

Pela análise dos dados tratados pela Estatística descritiva do item 4.1.1- Caracterização

dos requisitos conservacionistas: do capítulo 4.1. Estatística Clássica verifica-se

principalmente pelo comportamento das variáveis: coesão pelas Tabela 10 e Tabela 13;

variável índice de cone da região de fissuras pela Tabela 24; variável diâmetro médio

ponderado pela Tabela 34 e Tabela 37; variável densidade aparente do solo Tabela 46 e Tabela

49; e variável largura lateral de fissuras Tabela 79, que apresentam-se dentro dos limites

quantitativos impostos pela literatura para a classificação como ferramenta conservacionista o

novo sistema de preparo de solo“Paraplow” Rotativo para todos os tratamentos, no entanto

apenas por estes dados torna-se extremamente laborioso a determinação de configurações

ótimas de trabalho.

Esta constatação é corroborada pela análise inter-relacionada quantitativa / qualitativa

do item 4.2.2. Caracterização dos requisitos conservacionistas: do capítulo 4.2. Análise

Dimensional, que também baseada em considerações teóricas experimentais, empiricamente

demonstra as características conservacionistas do “Paraplow” Rotativo, principalmente pelos

grupos de gráficos apresentados que determinaram as configurações ótimas conservacionistas.

Nos Gráfico 40, Gráfico 42, Gráfico 43, Gráfico 44, Gráfico 50 e Gráfico 71 tem-se uma

melhor análise geral da ferramenta, através da clara demonstração constatada

experimentalmente da variação do comportamento do solo em função das diferentes

configurações operacionais escolhidas (Velocidade teórica, Rotação ferramenta, e

Profundidade de regulagem de trabalho), possibilitando a determinação da melhor combinação

deste parâmetros de operação para o solo estudado, afim de respeitar os requisitos

conservacionistas. Para a determinação da melhores configurações foram considerados os

comportamentos dos Pi – termos especificados e discutidos em cada gráfico adimensional

referente à caracterização das características da faixa de plantio e das características

operacionais, sendo que as configurações que obtiveram melhores resultados foram

selecionadas para cada gráfico adimensional, sendo computadas e elencadas em ordem

254

decrescente em função de número de escolhas. Assim as configurações operacionais foram

classificadas da seguinte maneira: 1o – E121 ; 2o – E221; 3o – E111; 4o – E212; 5o – E222; 6o

– E112 e E211; 7o – E122. Onde o primeiro número representa a velocidade de marcha (V1=

0,36 m/s; V2= 0,70 m/s), o segundo número representa a rotação da ferramenta (R1= 342 min-

1; R2= 514 min-1), e o terceiro a profundidade da regulagem de trabalho (Pr1= 150 mm; Pr2=

200 mm).

Percebe-se que a primeira e segunda melhor configuração tem as mesmas rotações e

profundidades da regulagem de trabalho, variando apenas a velocidade, e que a melhor

configuração é também a configuração mais conservacionista. A configuração E121 em um

plantio de feijão com espaçamento de 50 cm teria uma capacidade operacional aproximada, se

considerarmos apenas sua velocidade efetiva obtida nos tratamentos (0,279 m/s) de preparar 1

ha em aproximadamente 20 horas. Se for considerado uma propriedade familiar média

brasileira que detem cerca de 20 há como estabelece o INCRA/FAO (2000), serão necessária

400 horas para preparar toda área, considerando 10 horas diárias de trabalho tem-se 40 dias de

trabalho, se considerarmos um período de plantio de 60 dias, com real possibilidade de

trabalho de aproximadamente 45 dias, devido a imprevistos, chuvas, etc, é possível preparar

toda a área, de forma conservacionista otimizada. No entanto a segunda melhor configuração

também possuí características conservacionista interessantes, e sua velocidade efetiva é quase

o dobro (0,463 m/s), o que diminui os tempos envolvidos em quase metade.

Cabe ressaltar que todas as determinações e escolhas são restritas a somente a textura

do solo trabalhado, no caso Latossolo vermelho distroférrico, visto que todas as variáveis

experimentais possuem suas tendências atreladas às características físicas, químicas e

dinâmicas desta textura específica, devido ao altíssimo teor de argila de sua constituição. Para

avaliações do “Paraplow” Rotativo em outras texturas de solo é necessária a realização de

experimentos respectivos a estas texturas.

Em relação aos itens 4.1.2 - Caracterização da faixa de plantio: e 4.1.3 - Características

operacionais: do capítulo 4.1. Estatística Clássica, tem-se as caracterizações precisas e

quantitativas da faixa de plantio e das características operacionais da máquina que foram

avaliadas, sendo que comprovaram a hipótese de que o “Paraplow” Rotativo gera uma

superfície superior estreita e uma superfície inferior larga bem preparada, Figura 26, com a

255

formação devido a ação de subsolagem volumétrica de fissuras laterais para melhorarem a

infiltração de água.

Figura 26. Conformação da faixa de plantio preparada pelo “Paraplow” Rotativo.

Neste contexto a análise dimensional permite verificar as mesmas constatações,

entretanto possibilita maior riqueza de detalhes como a indicação de qual configuração

operacional maximiza os efeitos trapezoidais de base larga inferior e base estreita superior,

com um trapézio invertido de fissuras, base estreita inferior e base larga superior.

Percebe-se que para todos os parâmetros avaliados o teste F, captou a existência de

diferenças estatisticamente significativas entre as médias com exceção do parâmetro área

mobilizada. No entanto o teste MDS, em alguns parâmetros à significância de 5% deixou de

captar a diferença entre as médias, fornecendo uma análise não tão precisa como a análise

dimensional. Segundo MONTGOMERY (1991) o teste MSD é o mais poderoso teste de

diferença entre grupos e dentro de grupos, mas sua maior vulnerabilidade é o grande risco da

existência de erros α (quando uma hipótese nula é rejeitada quando verdadeira) quando a

razão entre o número de experimentos em que ocorrem um erro α e o número total de

experimentos é grande, assim o teste F capta uma diferença entre médias significativa devido

256

ao expediente de comparar todas as médias em função de todos os pares possíveis, e não de

pares a pares isolados. No caso específico deste trabalho, este fato se explica pelo número

pequeno de dados (10 observações), o que aumentou deveras a possibilidade da existência de

erros α, o que comprova a superioridade da análise dimensional (que captou diferenças em

todos os comportamentos estudados) sobre a análise de variância de uma via simples, visto

que a análise dimensional ter a capacidade de captar as diferença através de comportamentos

entre invariantes, que não sofrem variação em função do número de observações, sendo

afetados apenas pelo fenômeno em si. Outra vantagem intrínseca da análise dimensional em

relação à análise de variância é que esta ultima somente mostra se houve ou não diferença

entre as médias dos parâmetros, enquanto que a análise dimensional demonstra claramente

qual parâmetro é o melhor para uma determinada característica, através do comportamento

relativo aos gráficos adimensionais, baseado em avaliação com a literatura.

257

5-CONCLUSÕES

5.1- Comprovação das características conservacionistas do “Paraplow” Rotativo.

Pelas análises realizadas pela estatística descritiva no que concerne a comprovação

das características conservacionistas do “Paraplow” Rotativo, todos os tratamentos obtiveram

sucesso em atingir as especificações limites prescritas pela literatura para considerar um

preparo de solo como conservacionista.

A análise dimensional confirma os resultados apresentados pela estatística descritiva

e especifica que dentre todos os tratamentos o que obteve o melhor resultado em termos

conservacionistas foram: os tratamentos E121 (Velocidade de marcha 1 (0,36 m/s); Rotação 2

(514 min-1); e Profundidade da regulagem de trabalho (150 mm)); e E221 (Velocidade de

marcha 2 (0,7 m/s); Rotação 2 (514 min-1); e Profundidade da regulagem de trabalho (150

mm)). Portanto o “Paraplow” Rotativo é uma ferramenta de preparo de solo conservacionista.

5.2- Caracterização geométrica da faixa de plantio.

O “Paraplow” Rotativo produz uma faixa bem preparada de solo que possuí

características ideais para o plantio de sementes, com a característica de ter uma largura

superficial pequena e subsuperficial grande o que significa uma menor exposição do solo

superficial a erosão e ao mesmo tempo uma maior área de solo bem preparado para as raízes

das plantas na subsuperfície, além da propriedade de ter uma grande largura de fissuras

laterais ao longo da faixa de plantio o que possibilita uma maior infiltração de água no solo.

5.3- Determinação da melhor configuração operacional

Pela avaliação dos dados tratados e apresentados na forma de gráficos adimensionais,

foi possível selecionar os melhores tratamentos em termos operacionais, aliando as

características conservacionista desejadas, de tal forma que foi possível selecionar as

258

configurações operacionais que detêm as melhores relações custo/benefício

econômica/ambiental. Sendo selecionadas as configurações E121 e E221 como as mais

adequadas para a operação pela agricultura familiar. Portanto o “Paraplow” Rotativo é uma

ferramenta de preparo de solo conservacionista e adequada à agricultura familiar.

5.4- Comparação entre a análise dimensional e a Análise de variância

A metodologia da análise dimensional para estudos de dinâmica do solo e de avaliação

de máquinas de preparo de solo é superior a análise de variância do tipo classificação de via

simples (teste F e MDS), essencialmente em dois fatores:

1- A análise dimensional capta as diferenças entre tratamento com maior precisão e

menor trabalho. Com os gráficos adimensionais as diferenças são visíveis e passíveis de serem

calculadas via a diferenciação dos coeficientes angulares das retas que representam os

comportamentos específicos, e o método em si otimiza a quantidade de dados necessária para

a obtenção de respostas perceptíveis, gerando gráficos com o número mínimo de pontos, sem

exigências de normalidade.

2- Os dados obtidos são tratados através de Pi –termos que são fatores adimensionais

invariantes, ou seja, tem comportamentos constantes em função de características específicas

do fenômeno, o que representa comportamentos inter-relacionados entre parâmetros

independentes linearmente, o que possibilitam a quantificação proporcional de suas variações

em função de suas propriedades, o que gera retas diferentes (coeficientes angulares diferentes),

facilitando deveras a interpretação dos resultados.

259

6-REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA

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279

7-ANEXOS

7.1- Área máxima regional (INCRA, 2004).

Região Área máxima (ha) Norte 1.122,0

Nordeste 694,5 Sudeste 384,0

Sul 280,5 Centro-Oeste 769,5

7.2- Dados técnicos do Sistema de aquisição de dados, e conversor analógico/digital HBM Spider8

1- 8 Saídas padrão SR55. 2- Taxa de aquisição variando de 1 Hz à 9600 Hz. 3- Voltagem de excitação do transdutor de 2,5 V. 4- Amperagem de excitação do transdutor de 0,25 A. 5- Amplitude de medidas: 3 mV/V;12 mV/V;50 mV/V. 6- Variação linear: 0,05 mV/V

7.3- Dados técnicos do Inversor freqüência AC/DC LRI

1- Voltagem contínua: 12 Vcc. 2- Voltagem alternada: 127 Vca. 3- Potência: 1000 W.

7.4- Dados técnicos do notebook Compaq Armada 1592DMT 7

1- Processador Intel-Pentium 233 MHz MMX. 2- Disco rídigo de 3.5 GB. 3- Memória RAM de 64n MB

280

7.5- Dados técnicos da célula de carga Alfa Instrumentos SV200.

1- Carga máxima 200 kgf. 2- Sensibilidade transdutor de 2 mV/V. 3- Resistência de 350 Ω. 4- Gage factor: 2.01 ± 0,2 %.

7.6- Dados técnicos torquímetro Vishay AE06-250

1- Torque máximo de 50 kgf*m. 2- Sensibilidade transdutor de 0,05 mV/V. 3- Resistência de 150 Ω. 4Gage factor: 2,125 ± 0,2 %.

7.7- Dados técnicos do penetrômetro DLG PNT 2000

1- Profundidade máxima de operação 660 mm. 2- Força máxima para penetração de 100 kgf. 3- Ponta no padrão ASAE A ou B. 4- Sensibilidade trandutor de 2 mV/V. 5- Erro combinado de 0,03 %. 6- Excitação máxima do transdutor: 15 Vcc, ou 15 Vca.

281

8. APÊNDICES

8.1-Calibração célula de carga Alfa Instrumentos SV200

Gráfico 76. Calibraçãoda célula de carga SV200realizada em 10/10/2005.

A calibração se processou no sentido de compressão e descompressão da célula, tendo

uma carga inicial de 0 kgf para uma carga final de 10 kgf para a compressão, no sentido

inverso de carregamento a carga inicial foi de 10 kgf e final de 0 kgf. Percebe-se que a

histerese foi zero. A equação de calibração é apresentado no Gráfico 76, os dados de

calibração são apresentados na Tabela 136 .

Calibração Céllula de Carga

y = 0,0184x - 2E-05

R2 = 1

-0,05

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0 2 4 6 8 10 12

Carga (kgf)

mV/V

282

Tabela 136. Dados obtidos na calibração da célula de carga SV200 em 10/10/2005. Carga (kgf) MV/V

0 0

0,5 0,00912

1 0,01836

1,5 0,0276

2 0,03684

2,5 0,04608

3 0,05532

3,5 0,06456

4 0,0738

4,5 0,08304

5 0,09252

10 0,18408

5 0,09156

4,5 0,08244

4 0,07332

3,5 0,0642

3 0,05472

2,5 0,04572

2 0,03696

1,5 0,02772

1 0,01848

0,5 0,00924

0 0

283

8.2- Calibração Torquímetro Vishay EA06-250

Gráfico 77. Calibração do torquímetro EA06-250 realizado em 11/10/2005.

A calibração se processou no sentido de torque horário com carregamento ascendente ,

tendo uma torque inicial de 0 kgf para uma torque final de 2,95 kgf*m, o descorregamento se

processou com um torque inicial de 2,95 kgf*m para um torque final de 0 kgf. Percebe-se que

a histerese pode ser desprezada. A equação de calibração é apresentado no Gráfico 77 , os

dados de calibração são apresentados na Tabela 137 .

Calibração Torquímetro

y = -0,0322x + 0,0002

R2 = 0,9995

-0,12

-0,1

-0,08

-0,06

-0,04

-0,02

0

0,02

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

Torque (kgf*m)

mV/V

284

Tabela 137. Dados obtidos na calibração do torquímetro EA06-250 em 10/10/2005. Torque (kgf*m) mV/V

0 0

0,295 -0,00936

0,59 -0,01872

0,885 -0,02856

1,18 -0,03816

1,475 -0,04776

1,77 -0,05712

2,065 -0,0666

2,36 -0,07656

2,655 -0,0864

2,95 -0,09612

2,655 -0,08364

2,36 -0,07548

2,065 -0,06528

1,77 -0,05592

1,475 -0,04704

1,18 -0,03792

0,885 -0,02856

0,59 -0,01932

0,295 -0,009

0 0,00048

285

8.3- Matrizes de Correlação

Matriz 4. Matriz de correlação do Tratamento E111 (V1; R1; Pr1). E111

pi1 pi2 pi3 pi4 pi5 pi6 pi7 pi8 pi9 pi10 pi11 pi12 pi13 pi14 pi15 pi16 pi17 pi18 pi19

pi1 1,00 0,57 0,76 0,74 0,79 0,68 0,60 0,50 -

0,12 0,70 -

0,74 0,72 0,73 -

0,69 0,75 -

0,12 0,72 0,70 0,74

pi2 0,57 1,00 0,73 0,78 0,78 0,78 0,65 0,71 0,58 0,84 -

0,78 0,77 0,84 -

0,80 0,79 -

0,33 0,78 0,76 0,78

pi3 0,76 0,73 1,00 0,96 0,97 0,96 0,72 0,59 0,24 0,93 -

0,97 0,98 0,97 -

0,96 0,98 -

0,35 0,78 0,86 0,96

pi4 0,74 0,78 0,96 1,00 0,99 0,96 0,78 0,72 0,40 0,96 -

1,00 0,99 0,98 -

0,99 0,99 -

0,32 0,82 0,91 0,99

pi5 0,79 0,78 0,97 0,99 1,00 0,97 0,77 0,71 0,33 0,96 -

1,00 0,99 0,98 -

0,99 1,00 -

0,32 0,82 0,90 0,99

pi6 0,68 0,78 0,96 0,96 0,97 1,00 0,72 0,61 0,36 0,95 -

0,97 0,98 0,95 -

0,99 0,98 -

0,41 0,76 0,87 0,98

pi7 0,60 0,65 0,72 0,78 0,77 0,72 1,00 0,42 0,47 0,85 -

0,79 0,79 0,81 -

0,78 0,78 0,29 0,88 0,96 0,80

pi8 0,50 0,71 0,59 0,72 0,71 0,61 0,42 1,00 0,38 0,69 -

0,70 0,67 0,68 -

0,70 0,69 -

0,45 0,63 0,54 0,69

pi9 -

0,12 0,58 0,24 0,40 0,33 0,36 0,47 0,38 1,00 0,40 -

0,38 0,36 0,40 -

0,42 0,34 -

0,05 0,35 0,47 0,38

pi10 0,70 0,84 0,93 0,96 0,96 0,95 0,85 0,69 0,40 1,00 -

0,97 0,97 0,98 -

0,97 0,97 -

0,21 0,90 0,95 0,97

pi11 -

0,74 -

0,78 -

0,97 -

1,00 -

1,00 -

0,97 -

0,79 -

0,70 -

0,38 -

0,97 1,00 -

0,99 -

0,98 0,99 -

1,00 0,32 -

0,83 -

0,91 -

1,00

pi12 0,72 0,77 0,98 0,99 0,99 0,98 0,79 0,67 0,36 0,97 -

0,99 1,00 0,98 -

0,99 1,00 -

0,31 0,83 0,92 1,00

pi13 0,73 0,84 0,97 0,98 0,98 0,95 0,81 0,68 0,40 0,98 -

0,98 0,98 1,00 -

0,98 0,98 -

0,27 0,86 0,93 0,97

pi14 -

0,69 -

0,80 -

0,96 -

0,99 -

0,99 -

0,99 -

0,78 -

0,70 -

0,42 -

0,97 0,99 -

0,99 -

0,98 1,00 -

0,99 0,35 -

0,82 -

0,91 -

1,00

pi15 0,75 0,79 0,98 0,99 1,00 0,98 0,78 0,69 0,34 0,97 -

1,00 1,00 0,98 -

0,99 1,00 -

0,33 0,83 0,91 1,00

pi16 -

0,12 -

0,33 -

0,35 -

0,32 -

0,32 -

0,41 0,29 -

0,45 -

0,05 -

0,21 0,32 -

0,31 -

0,27 0,35 -

0,33 1,00 -

0,01 0,04 -

0,30

pi17 0,72 0,78 0,78 0,82 0,82 0,76 0,88 0,63 0,35 0,90 -

0,83 0,83 0,86 -

0,82 0,83 -

0,01 1,00 0,92 0,83

pi18 0,70 0,76 0,86 0,91 0,90 0,87 0,96 0,54 0,47 0,95 -

0,91 0,92 0,93 -

0,91 0,91 0,04 0,92 1,00 0,92

pi19 0,74 0,78 0,96 0,99 0,99 0,98 0,80 0,69 0,38 0,97 -

1,00 1,00 0,97 -

1,00 1,00 -

0,30 0,83 0,92 1,00

286



pi1 1,00 -

0,05 0,62 0,64 0,58 0,64 0,59 0,49 0,39 0,69 -

0,67 -

0,66 0,59 0,78 0,65 0,75 0,18 0,65 0,41

pi2 -

0,05 1,00 0,54 0,47 0,48 0,51 0,32 0,71 -

0,08 0,42 -

0,48 -

0,48 0,28 0,29 0,50 0,36 0,66 0,47 0,25

pi3 0,62 0,54 1,00 0,98 0,96 0,94 0,64 0,96 0,34 0,95 -

0,98 -

0,98 0,91 0,93 0,98 0,92 0,72 0,90 0,67

pi4 0,64 0,47 0,98 1,00 0,97 0,94 0,73 0,94 0,37 0,95 -

0,99 -

1,00 0,94 0,96 0,99 0,95 0,71 0,94 0,64

pi5 0,58 0,48 0,96 0,97 1,00 0,97 0,72 0,92 0,49 0,89 -

0,98 -

0,98 0,92 0,95 0,99 0,96 0,75 0,95 0,65

pi6 0,64 0,51 0,94 0,94 0,97 1,00 0,71 0,93 0,50 0,91 -

0,96 -

0,95 0,89 0,95 0,98 0,96 0,64 0,95 0,67

pi7 0,59 0,32 0,64 0,73 0,72 0,71 1,00 0,67 0,30 0,61 -

0,72 -

0,73 0,63 0,76 0,73 0,83 0,66 0,88 0,09

pi8 0,49 0,71 0,96 0,94 0,92 0,93 0,67 1,00 0,23 0,92 -

0,95 -

0,95 0,85 0,86 0,95 0,87 0,75 0,89 0,61

pi9 0,39 -

0,08 0,34 0,37 0,49 0,50 0,30 0,23 1,00 0,25 -

0,37 -

0,37 0,29 0,48 0,41 0,49 0,06 0,45 0,53

pi10 0,69 0,42 0,95 0,95 0,89 0,91 0,61 0,92 0,25 1,00 -

0,95 -

0,95 0,94 0,93 0,94 0,89 0,53 0,84 0,69

pi11 -

0,67 -

0,48 -

0,98 -

0,99 -

0,98 -

0,96 -

0,72 -

0,95 -

0,37 -

0,95 1,00 1,00 -

0,94 -

0,97 -

0,99 -

0,96 -

0,71 -

0,94 -

0,66

pi12 -

0,66 -

0,48 -

0,98 -

1,00 -

0,98 -

0,95 -

0,73 -

0,95 -

0,37 -

0,95 1,00 1,00 -

0,94 -

0,97 -

0,99 -

0,96 -

0,71 -

0,94 -

0,65

pi13 0,59 0,28 0,91 0,94 0,92 0,89 0,63 0,85 0,29 0,94 -

0,94 -

0,94 1,00 0,93 0,93 0,90 0,60 0,86 0,63

pi14 0,78 0,29 0,93 0,96 0,95 0,95 0,76 0,86 0,50 0,93 -

0,97 -

0,97 0,93 1,00 0,97 0,98 0,58 0,94 0,62

pi15 0,65 0,50 0,98 0,99 0,99 0,98 0,73 0,95 0,41 0,94 -

0,99 -

0,99 0,93 0,97 1,00 0,97 0,71 0,96 0,65

pi16 0,75 0,36 0,92 0,95 0,96 0,96 0,83 0,87 0,49 0,89 -

0,96 -

0,96 0,90 0,98 0,97 1,00 0,66 0,98 0,56

pi17 0,18 0,66 0,72 0,71 0,75 0,64 0,66 0,75 0,06 0,53 -

0,71 -

0,71 0,60 0,58 0,71 0,66 1,00 0,75 0,14

pi18 0,65 0,47 0,90 0,94 0,95 0,95 0,88 0,89 0,45 0,84 -

0,94 -

0,94 0,86 0,94 0,96 0,98 0,75 1,00 0,47

pi19 0,41 0,25 0,67 0,64 0,65 0,67 0,09 0,61 0,53 0,69 -

0,66 -

0,65 0,63 0,62 0,65 0,56 0,14 0,47 1,00

287



pi1 1,00 -

0,12 -

0,32 -

0,40 -

0,35 -

0,33 -

0,23 -

0,32 -

0,32 -

0,38 -

0,40 0,40 -

0,37 -

0,20 -

0,38 -

0,30 -

0,35 -

0,29 -

0,35

pi2 -

0,12 1,00 0,90 0,92 0,89 0,93 0,90 0,74 0,52 0,88 0,92 -

0,92 0,88 0,92 0,91 0,94 0,86 0,92 0,81

pi3 -

0,32 0,90 1,00 0,97 0,94 0,96 0,97 0,90 0,68 0,97 0,97 -

0,97 0,99 0,81 0,98 0,98 0,96 0,98 0,92

pi4 -

0,40 0,92 0,97 1,00 0,98 0,98 0,95 0,90 0,67 0,99 1,00 -

1,00 0,99 0,87 1,00 0,99 0,97 0,98 0,92

pi5 -

0,35 0,89 0,94 0,98 1,00 0,96 0,91 0,92 0,66 0,99 0,98 -

0,98 0,97 0,87 0,99 0,97 0,97 0,97 0,91

pi6 -

0,33 0,93 0,96 0,98 0,96 1,00 0,95 0,87 0,54 0,97 0,98 -

0,98 0,97 0,85 0,98 0,99 0,95 0,99 0,87

pi7 -

0,23 0,90 0,97 0,95 0,91 0,95 1,00 0,85 0,56 0,94 0,95 -

0,95 0,96 0,75 0,95 0,97 0,94 0,98 0,87

pi8 -

0,32 0,74 0,90 0,90 0,92 0,87 0,85 1,00 0,76 0,93 0,90 -

0,90 0,92 0,72 0,92 0,89 0,97 0,91 0,95

pi9 -

0,32 0,52 0,68 0,67 0,66 0,54 0,56 0,76 1,00 0,68 0,67 -

0,67 0,66 0,60 0,68 0,59 0,72 0,59 0,84

pi10 -

0,38 0,88 0,97 0,99 0,99 0,97 0,94 0,93 0,68 1,00 0,99 -

0,99 0,99 0,85 1,00 0,98 0,98 0,98 0,93

pi11 -

0,40 0,92 0,97 1,00 0,98 0,98 0,95 0,90 0,67 0,99 1,00 -

1,00 0,99 0,87 1,00 0,99 0,97 0,98 0,92

pi12 0,40 -

0,92 -

0,97 -

1,00 -

0,98 -

0,98 -

0,95 -

0,90 -

0,67 -

0,99 -

1,00 1,00 -

0,99 -

0,87 -

1,00 -

0,99 -

0,97 -

0,98 -

0,92

pi13 -

0,37 0,88 0,99 0,99 0,97 0,97 0,96 0,92 0,66 0,99 0,99 -

0,99 1,00 0,83 0,99 0,99 0,97 0,99 0,92

pi14 -

0,20 0,92 0,81 0,87 0,87 0,85 0,75 0,72 0,60 0,85 0,87 -

0,87 0,83 1,00 0,86 0,85 0,79 0,82 0,77

pi15 -

0,38 0,91 0,98 1,00 0,99 0,98 0,95 0,92 0,68 1,00 1,00 -

1,00 0,99 0,86 1,00 0,99 0,98 0,99 0,93

pi16 -

0,30 0,94 0,98 0,99 0,97 0,99 0,97 0,89 0,59 0,98 0,99 -

0,99 0,99 0,85 0,99 1,00 0,96 1,00 0,89

pi17 -

0,35 0,86 0,96 0,97 0,97 0,95 0,94 0,97 0,72 0,98 0,97 -

0,97 0,97 0,79 0,98 0,96 1,00 0,97 0,96

pi18 -

0,29 0,92 0,98 0,98 0,97 0,99 0,98 0,91 0,59 0,98 0,98 -

0,98 0,99 0,82 0,99 1,00 0,97 1,00 0,90

pi19 -

0,35 0,81 0,92 0,92 0,91 0,87 0,87 0,95 0,84 0,93 0,92 -

0,92 0,92 0,77 0,93 0,89 0,96 0,90 1,00

288



pi1 1,00 0,37 0,19 0,29 0,17 0,30 -

0,33 -

0,02 0,17 0,08 0,29 0,29 0,17 0,70 0,22 0,55 0,59 -

0,11 -

0,38

pi2 0,37 1,00 0,92 0,90 0,82 0,94 -

0,07 0,68 -

0,14 0,79 0,89 0,88 0,87 -

0,04 0,92 0,86 0,54 0,47 0,26

pi3 0,19 0,92 1,00 0,98 0,96 0,97 -

0,04 0,82 -

0,02 0,92 0,97 0,97 0,88 -

0,24 0,97 0,86 0,49 0,55 0,47

pi4 0,29 0,90 0,98 1,00 0,94 0,96 -

0,18 0,75 -

0,02 0,85 1,00 1,00 0,83 -

0,15 0,93 0,87 0,55 0,43 0,33

pi5 0,17 0,82 0,96 0,94 1,00 0,91 0,09 0,83 -

0,01 0,93 0,92 0,92 0,89 -

0,34 0,96 0,82 0,51 0,65 0,57

pi6 0,30 0,94 0,97 0,96 0,91 1,00 -

0,06 0,73 0,08 0,86 0,94 0,94 0,85 -

0,09 0,95 0,90 0,60 0,53 0,38

pi7 -

0,33 -

0,07 -

0,04 -

0,18 0,09 -

0,06 1,00 0,08 -

0,06 0,22 -

0,25 -

0,26 0,32 -

0,56 0,15 -

0,10 -

0,04 0,81 0,59

pi8 -

0,02 0,68 0,82 0,75 0,83 0,73 0,08 1,00 0,08 0,88 0,74 0,74 0,71 -

0,23 0,80 0,71 0,04 0,54 0,76

pi9 0,17 -

0,14 -

0,02 -

0,02 -

0,01 0,08 -

0,06 0,08 1,00 0,14 -

0,01 -

0,01 -

0,24 0,43 -

0,10 0,29 -

0,11 -

0,01 0,22

pi10 0,08 0,79 0,92 0,85 0,93 0,86 0,22 0,88 0,14 1,00 0,82 0,82 0,84 -

0,34 0,91 0,80 0,30 0,72 0,72

pi11 0,29 0,89 0,97 1,00 0,92 0,94 -

0,25 0,74 -

0,01 0,82 1,00 1,00 0,79 -

0,12 0,91 0,86 0,53 0,37 0,29

pi12 0,29 0,88 0,97 1,00 0,92 0,94 -

0,26 0,74 -

0,01 0,82 1,00 1,00 0,78 -

0,12 0,90 0,86 0,53 0,36 0,29

pi13 0,17 0,87 0,88 0,83 0,89 0,85 0,32 0,71 -

0,24 0,84 0,79 0,78 1,00 -

0,36 0,96 0,76 0,56 0,78 0,48

pi14 0,70 -

0,04 -

0,24 -

0,15 -

0,34 -

0,09 -

0,56 -

0,23 0,43 -

0,34 -

0,12 -

0,12 -

0,36 1,00 -

0,30 0,20 0,08 -

0,57 -

0,53

pi15 0,22 0,92 0,97 0,93 0,96 0,95 0,15 0,80 -

0,10 0,91 0,91 0,90 0,96 -

0,30 1,00 0,85 0,56 0,70 0,51

pi16 0,55 0,86 0,86 0,87 0,82 0,90 -

0,10 0,71 0,29 0,80 0,86 0,86 0,76 0,20 0,85 1,00 0,54 0,45 0,33

pi17 0,59 0,54 0,49 0,55 0,51 0,60 -

0,04 0,04 -

0,11 0,30 0,53 0,53 0,56 0,08 0,56 0,54 1,00 0,30 -

0,22

pi18 -

0,11 0,47 0,55 0,43 0,65 0,53 0,81 0,54 -

0,01 0,72 0,37 0,36 0,78 -

0,57 0,70 0,45 0,30 1,00 0,76

pi19 -

0,38 0,26 0,47 0,33 0,57 0,38 0,59 0,76 0,22 0,72 0,29 0,29 0,48 -

0,53 0,51 0,33 -

0,22 0,76 1,00

289



pi1 1,00 0,92 0,12 0,10 0,02 -

0,20 -

0,06 0,09 0,72 0,19 -

0,11 0,11 0,18 0,35 0,10 0,14 -

0,59 -

0,06 -

0,12

pi2 0,92 1,00 0,07 -

0,06 0,28 0,09 0,13 0,23 0,59 0,28 0,10 -

0,10 0,28 0,57 -

0,11 0,39 -

0,54 0,19 -

0,20

pi3 0,12 0,07 1,00 0,36 0,55 0,35 0,58 0,68 0,13 0,80 0,60 -

0,62 0,52 0,47 -

0,55 0,55 0,35 0,58 0,16

pi4 0,10 -

0,06 0,36 1,00 -

0,30 -

0,19 -

0,13 -

0,05 0,06 0,31 -

0,31 0,28 -

0,21 -

0,37 0,40 -

0,31 -

0,04 -

0,21 -

0,15

pi5 0,02 0,28 0,55 -

0,30 1,00 0,83 0,75 0,84 0,04 0,63 0,96 -

0,96 0,76 0,90 -

0,94 0,96 0,21 0,90 0,28

pi6 -

0,20 0,09 0,35 -

0,19 0,83 1,00 0,81 0,48 -

0,20 0,33 0,77 -

0,77 0,67 0,62 -

0,74 0,83 0,34 0,89 0,04

pi7 -

0,06 0,13 0,58 -

0,13 0,75 0,81 1,00 0,58 -

0,04 0,47 0,79 -

0,79 0,73 0,64 -

0,77 0,86 0,61 0,96 -

0,20

pi8 0,09 0,23 0,68 -

0,05 0,84 0,48 0,58 1,00 0,12 0,81 0,87 -

0,88 0,66 0,80 -

0,83 0,78 0,19 0,69 0,33

pi9 0,72 0,59 0,13 0,06 0,04 -

0,20 -

0,04 0,12 1,00 -

0,02 0,03 -

0,04 0,14 0,32 -

0,06 0,09 -

0,53 -

0,05 0,27

pi10 0,19 0,28 0,80 0,31 0,63 0,33 0,47 0,81 -

0,02 1,00 0,58 -

0,60 0,49 0,55 -

0,50 0,58 0,23 0,54 0,05

pi11 -

0,11 0,10 0,60 -

0,31 0,96 0,77 0,79 0,87 0,03 0,58 1,00 -

1,00 0,74 0,86 -

0,99 0,92 0,34 0,90 0,31

pi12 0,11 -

0,10 -

0,62 0,28 -

0,96 -

0,77 -

0,79 -

0,88 -

0,04 -

0,60 -

1,00 1,00 -

0,74 -

0,85 0,99 -

0,92 -

0,34 -

0,90 -

0,31

pi13 0,18 0,28 0,52 -

0,21 0,76 0,67 0,73 0,66 0,14 0,49 0,74 -

0,74 1,00 0,66 -

0,71 0,76 0,37 0,78 0,27

pi14 0,35 0,57 0,47 -

0,37 0,90 0,62 0,64 0,80 0,32 0,55 0,86 -

0,85 0,66 1,00 -

0,87 0,93 -

0,07 0,77 0,19

pi15 0,10 -

0,11 -

0,55 0,40 -

0,94 -

0,74 -

0,77 -

0,83 -

0,06 -

0,50 -

0,99 0,99 -

0,71 -

0,87 1,00 -

0,92 -

0,31 -

0,88 -

0,31

pi16 0,14 0,39 0,55 -

0,31 0,96 0,83 0,86 0,78 0,09 0,58 0,92 -

0,92 0,76 0,93 -

0,92 1,00 0,24 0,95 0,05

pi17 -

0,59 -

0,54 0,35 -

0,04 0,21 0,34 0,61 0,19 -

0,53 0,23 0,34 -

0,34 0,37 -

0,07 -

0,31 0,24 1,00 0,48 -

0,22

pi18 -

0,06 0,19 0,58 -

0,21 0,90 0,89 0,96 0,69 -

0,05 0,54 0,90 -

0,90 0,78 0,77 -

0,88 0,95 0,48 1,00 -

0,04

pi19 -

0,12 -

0,20 0,16 -

0,15 0,28 0,04 -

0,20 0,33 0,27 0,05 0,31 -

0,31 0,27 0,19 -

0,31 0,05 -

0,22 -

0,04 1,00

290



pi1 1,00 0,39 0,67 -

0,34 0,39 0,72 -

0,09 0,84 0,46 0,74 0,55 0,58 0,59 -

0,22 -

0,50 -

0,07 0,64 0,13 -

0,12

pi2 0,39 1,00 0,04 -

0,24 0,51 0,42 0,22 0,16 0,64 0,52 0,26 0,25 0,21 0,57 -

0,11 0,63 0,29 0,38 0,11

pi3 0,67 0,04 1,00 -

0,34 0,11 0,51 -

0,29 0,58 0,50 0,76 0,54 0,57 0,29 -

0,05 -

0,59 -

0,17 0,55 -

0,15 0,06

pi4 -

0,34 -

0,24 -

0,34 1,00 -

0,05 -

0,59 0,78 -

0,33 -

0,32 -

0,56 -

0,93 -

0,91 -

0,50 -

0,05 0,84 0,36 -

0,62 0,58 -

0,07

pi5 0,39 0,51 0,11 -

0,05 1,00 0,33 0,41 0,45 0,22 0,26 0,11 0,12 0,21 0,07 -

0,02 0,44 0,20 0,61 -

0,21

pi6 0,72 0,42 0,51 -

0,59 0,33 1,00 -

0,15 0,73 0,70 0,87 0,82 0,84 0,76 -

0,20 -

0,79 -

0,05 0,91 0,12 0,28

pi7 -

0,09 0,22 -

0,29 0,78 0,41 -

0,15 1,00 -

0,04 -

0,02 -

0,20 -

0,64 -

0,61 -

0,28 0,13 0,58 0,74 -

0,30 0,95 0,11

pi8 0,84 0,16 0,58 -

0,33 0,45 0,73 -

0,04 1,00 0,41 0,66 0,56 0,59 0,68 -

0,51 -

0,54 -

0,23 0,69 0,18 -

0,02

pi9 0,46 0,64 0,50 -

0,32 0,22 0,70 -

0,02 0,41 1,00 0,83 0,52 0,54 0,50 0,16 -

0,44 0,18 0,69 0,16 0,40

pi10 0,74 0,52 0,76 -

0,56 0,26 0,87 -

0,20 0,66 0,83 1,00 0,78 0,81 0,52 0,11 -

0,78 0,08 0,79 0,04 0,23

pi11 0,55 0,26 0,54 -

0,93 0,11 0,82 -

0,64 0,56 0,52 0,78 1,00 1,00 0,65 -

0,09 -

0,96 -

0,33 0,82 -

0,40 0,17

pi12 0,58 0,25 0,57 -

0,91 0,12 0,84 -

0,61 0,59 0,54 0,81 1,00 1,00 0,66 -

0,11 -

0,96 -

0,33 0,84 -

0,37 0,18

pi13 0,59 0,21 0,29 -

0,50 0,21 0,76 -

0,28 0,68 0,50 0,52 0,65 0,66 1,00 -

0,57 -

0,49 -

0,43 0,91 -

0,06 0,40

pi14 -

0,22 0,57 -

0,05 -

0,05 0,07 -

0,20 0,13 -

0,51 0,16 0,11 -

0,09 -

0,11 -

0,57 1,00 0,08 0,73 -

0,33 0,09 0,01

pi15 -

0,50 -

0,11 -

0,59 0,84 -

0,02 -

0,79 0,58 -

0,54 -

0,44 -

0,78 -

0,96 -

0,96 -

0,49 0,08 1,00 0,29 -

0,73 0,37 -

0,13

pi16 -

0,07 0,63 -

0,17 0,36 0,44 -

0,05 0,74 -

0,23 0,18 0,08 -

0,33 -

0,33 -

0,43 0,73 0,29 1,00 -

0,28 0,75 0,07

pi17 0,64 0,29 0,55 -

0,62 0,20 0,91 -

0,30 0,69 0,69 0,79 0,82 0,84 0,91 -

0,33 -

0,73 -

0,28 1,00 -

0,05 0,50

pi18 0,13 0,38 -

0,15 0,58 0,61 0,12 0,95 0,18 0,16 0,04 -

0,40 -

0,37 -

0,06 0,09 0,37 0,75 -

0,05 1,00 0,11

pi19 -

0,12 0,11 0,06 -

0,07 -

0,21 0,28 0,11 -

0,02 0,40 0,23 0,17 0,18 0,40 0,01 -

0,13 0,07 0,50 0,11 1,00

291

Matriz 10. Matriz de correlação do Tratamento E212 (V2; R1; Pr2).

E212


pi1 1,00 0,28 0,16 0,30 0,21 0,17 0,23 0,19 0,37 0,22 0,18 -

0,19 0,18 0,22 -

0,50 0,24 -

0,09 0,24 0,05

pi2 0,28 1,00 0,77 0,37 0,77 0,79 0,00 0,86 0,77 0,83 0,77 -

0,77 0,74 0,86 -

0,51 0,80 0,43 0,68 0,00

pi3 0,16 0,77 1,00 0,52 0,98 0,99 0,16 0,86 0,84 0,94 1,00 -

1,00 0,99 0,89 -

0,27 0,95 0,83 0,93 0,56

pi4 0,30 0,37 0,52 1,00 0,49 0,52 0,36 0,46 0,30 0,50 0,49 -

0,53 0,54 0,42 0,00 0,52 0,35 0,57 0,47

pi5 0,21 0,77 0,98 0,49 1,00 0,99 0,15 0,88 0,88 0,96 0,98 -

0,98 0,98 0,90 -

0,29 0,96 0,76 0,93 0,48

pi6 0,17 0,79 0,99 0,52 0,99 1,00 0,17 0,91 0,81 0,97 0,99 -

0,99 0,99 0,92 -

0,27 0,97 0,78 0,94 0,52

pi7 0,23 0,00 0,16 0,36 0,15 0,17 1,00 0,17 0,06 0,22 0,13 -

0,15 0,18 0,07 0,60 0,29 0,06 0,49 0,21

pi8 0,19 0,86 0,86 0,46 0,88 0,91 0,17 1,00 0,69 0,97 0,86 -

0,86 0,89 0,93 -

0,29 0,94 0,52 0,85 0,23

pi9 0,37 0,77 0,84 0,30 0,88 0,81 0,06 0,69 1,00 0,79 0,85 -

0,84 0,79 0,79 -

0,44 0,81 0,62 0,78 0,21

pi10 0,22 0,83 0,94 0,50 0,96 0,97 0,22 0,97 0,79 1,00 0,94 -

0,94 0,95 0,93 -

0,26 0,98 0,63 0,93 0,38

pi11 0,18 0,77 1,00 0,49 0,98 0,99 0,13 0,86 0,85 0,94 1,00 -

1,00 0,99 0,90 -

0,32 0,95 0,83 0,92 0,55

pi12 -

0,19 -

0,77 -

1,00 -

0,53 -

0,98 -

0,99 -

0,15 -

0,86 -

0,84 -

0,94 -

1,00 1,00 -

0,99 -

0,90 0,31 -

0,95 -

0,82 -

0,92 -

0,56

pi13 0,18 0,74 0,99 0,54 0,98 0,99 0,18 0,89 0,79 0,95 0,99 -

0,99 1,00 0,91 -

0,28 0,96 0,81 0,93 0,57

pi14 0,22 0,86 0,89 0,50 0,90 0,92 0,07 0,93 0,79 0,93 0,90 -

0,90 0,91 1,00 -

0,46 0,95 0,65 0,83 0,25

pi15 -

0,50 -

0,51 -

0,27 0,00 -

0,29 -

0,27 0,60 -

0,29 -

0,44 -

0,26 -

0,32 0,31 -

0,28 -

0,46 1,00 -

0,25 -

0,18 -

0,03 0,10

pi16 0,24 0,80 0,95 0,52 0,96 0,97 0,29 0,94 0,81 0,98 0,95 -

0,95 0,96 0,95 -

0,25 1,00 0,69 0,96 0,40

pi17 -

0,09 0,43 0,83 0,35 0,76 0,78 0,06 0,52 0,62 0,63 0,83 -

0,82 0,81 0,65 -

0,18 0,69 1,00 0,71 0,63

pi18 0,24 0,68 0,93 0,57 0,93 0,94 0,49 0,85 0,78 0,93 0,92 -

0,92 0,93 0,83 -

0,03 0,96 0,71 1,00 0,52

pi19 0,05 0,00 0,56 0,47 0,48 0,52 0,21 0,23 0,21 0,38 0,55 -

0,56 0,57 0,25 0,10 0,40 0,63 0,52 1,00

292

Matriz 11. Matriz de correlação do Tratamento E221 (V2; R2; Pr1).

E221


pi1 1,00 0,20 0,04 -

0,52 0,14 0,02 0,00 0,12 0,27 0,12 -

0,02 -

0,07 0,05 0,52 0,02 0,18 0,15 0,08 0,13

pi2 0,20 1,00 0,97 -

0,38 0,99 0,96 0,94 0,97 0,87 0,98 -

0,96 -

0,92 0,97 0,85 0,96 0,99 0,89 0,98 0,98

pi3 0,04 0,97 1,00 -

0,37 0,96 0,99 0,99 0,97 0,78 0,97 -

1,00 -

0,95 0,99 0,71 1,00 0,95 0,85 0,99 0,95

pi4 -

0,52 -

0,38 -

0,37 1,00 -

0,32 -

0,38 -

0,35 -

0,35 -

0,44 -

0,36 0,35 0,43 -

0,36 -

0,41 -

0,36 -

0,34 -

0,37 -

0,35 -

0,21

pi5 0,14 0,99 0,96 -

0,32 1,00 0,96 0,95 0,99 0,88 0,99 -

0,95 -

0,94 0,97 0,79 0,96 0,99 0,93 0,99 0,98

pi6 0,02 0,96 0,99 -

0,38 0,96 1,00 0,98 0,97 0,78 0,97 -

0,99 -

0,97 0,99 0,69 1,00 0,94 0,86 0,99 0,94

pi7 0,00 0,94 0,99 -

0,35 0,95 0,98 1,00 0,96 0,79 0,96 -

0,98 -

0,93 0,98 0,69 0,99 0,94 0,85 0,98 0,93

pi8 0,12 0,97 0,97 -

0,35 0,99 0,97 0,96 1,00 0,87 1,00 -

0,96 -

0,95 0,98 0,76 0,97 0,99 0,92 0,99 0,97

pi9 0,27 0,87 0,78 -

0,44 0,88 0,78 0,79 0,87 1,00 0,86 -

0,77 -

0,74 0,81 0,88 0,78 0,90 0,95 0,85 0,83

pi10 0,12 0,98 0,97 -

0,36 0,99 0,97 0,96 1,00 0,86 1,00 -

0,96 -

0,95 0,99 0,77 0,97 0,99 0,91 1,00 0,97

pi11 -

0,02 -

0,96 -

1,00 0,35 -

0,95 -

0,99 -

0,98 -

0,96 -

0,77 -

0,96 1,00 0,94 -

0,98 -

0,69 -

1,00 -

0,93 -

0,84 -

0,98 -

0,93

pi12 -

0,07 -

0,92 -

0,95 0,43 -

0,94 -

0,97 -

0,93 -

0,95 -

0,74 -

0,95 0,94 1,00 -

0,95 -

0,61 -

0,96 -

0,92 -

0,84 -

0,95 -

0,91

pi13 0,05 0,97 0,99 -

0,36 0,97 0,99 0,98 0,98 0,81 0,99 -

0,98 -

0,95 1,00 0,73 0,99 0,97 0,85 0,99 0,95

pi14 0,52 0,85 0,71 -

0,41 0,79 0,69 0,69 0,76 0,88 0,77 -

0,69 -

0,61 0,73 1,00 0,69 0,84 0,77 0,76 0,79

pi15 0,02 0,96 1,00 -

0,36 0,96 1,00 0,99 0,97 0,78 0,97 -

1,00 -

0,96 0,99 0,69 1,00 0,95 0,86 0,99 0,94

pi16 0,18 0,99 0,95 -

0,34 0,99 0,94 0,94 0,99 0,90 0,99 -

0,93 -

0,92 0,97 0,84 0,95 1,00 0,91 0,98 0,98

pi17 0,15 0,89 0,85 -

0,37 0,93 0,86 0,85 0,92 0,95 0,91 -

0,84 -

0,84 0,85 0,77 0,86 0,91 1,00 0,90 0,87

pi18 0,08 0,98 0,99 -

0,35 0,99 0,99 0,98 0,99 0,85 1,00 -

0,98 -

0,95 0,99 0,76 0,99 0,98 0,90 1,00 0,97

pi19 0,13 0,98 0,95 -

0,21 0,98 0,94 0,93 0,97 0,83 0,97 -

0,93 -

0,91 0,95 0,79 0,94 0,98 0,87 0,97 1,00

AVALIAÇÃO DO PREPARO DE SOLO EMPREGANDO O SISTEMA...

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