XLII Congresso Brasileiro de Engenharia Agrícola - CONBEA 2013 Fábrica de Negócios - Fortaleza - CE - Brasil

04 a 08 de agosto de 2013

DESEMPENHO OPERACIONAL DE UM SUBSOLADOR EM FUNÇÃO DE DIFERENTES

ESPAÇAMENTOS ENTRE HASTES E VELOCIDADES DE DESLOCAMENTO

JOÃO AUGUSTO LEINDECKER1; TIAGO RODRIGO FRANCETTO

2, RAVEL FERON

DAGIOS3; ULISSES GIACOMINI FRANTZ

4 ; ZANANDRA BOFF DE OLIVEIRA

5

1 Acadêmico de Engenharia Agrícola da Universidade de Santa Cruz do Sul (UNISC). Campus Universitário – Santa Cruz do

Sul, RS. Av. Independência, 2293. CEP: 96815-900. Fone: (0XX51) 3717.7300. Endereço eletrônico:

joaoleindecker@gmail.com. 2 Engº. Agrícola, Mestrando em Eng. Agrícola, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola (PPGEA),

Departamento de Engenharia Rural, CCR, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria - RS. 3 Engº. Agrícola. 4 Engº. Agrônomo, Msc. Engenharia Agrícola, Doutorando em Engenharia Agrícola, Depto. Engenharia Rural, CCR/UFSM

Santa Maria, RS. 5 Engenheira Agrícola, Mestre em Ciência do Solo, Doutoranda em Engenharia Agrícola, Professora do Instituto Federal

Farroupilha Campus Júlio de Castilhos.

Apresentado no

XLII Congresso Brasileiro de Engenharia Agrícola - CONBEA 2013

04 a 08 de Agosto de 2013 - Fortaleza - CE, Brasil

RESUMO – A subsolagem é uma das operações agrícolas de maior gasto energético devido à elevada

potência tratória normalmente requerida para sua execução. Dessa forma, o adequado desempenho é

de extrema importância para que o investimento na mesma se justifique. O espaçamento entre hastes

do subsolador e a velocidade de deslocamento do conjunto trator/implemento são fatores que

influenciam na sua eficácia. Desse modo, o objetivo deste trabalho foi estudar o desempenho

operacional de um subsolador, com três espaçamentos entre hastes (0,30, 0,50 e 0,70 m) e duas

velocidades de deslocamento (0,83 e 1,66 m s-1

) do conjunto. O experimento foi conduzido em uma

propriedade agrícola, utilizando-se um trator agrícola com potência motora de 103 kW na rotação

nominal e um subsolador provido de sete hastes. O delineamento experimental foi conduzido em

blocos inteiramente casualizados, no esquema fatorial 3x2, com 6 tratamentos e 3 repetições. Os

resultados indicaram que o acréscimo da velocidade de deslocamento aumentou em média 101% a

capacidade de campo efetiva e reduziu em 31,85% o consumo de combustível por hectare

proporcionando um incremento médio de 3,82% de área mobilizada. Conclui-se que o emprego de

diferentes velocidades e espaçamento entre hastes interferem na mobilização e desempenho do

conjunto trator/subsolador.

PALAVRAS - CHAVE: Trator/subsolador, Velocidade, Espaçamento entre hastes, Mobilização.

OPERATING PERFORMANCE OF A SUBSOILER AS A FUNCTION OF DIFFERENT

SPACING BETWEEN ROWS AND TRAVEL SPEEDS

ABSTRACT – Subsoiling is one of the largest farming operations in energy expenditure due to high

tractor power normally required for its implementation. Thus, the adequate performance is extremely

important for the investment in it is justified. The spacing between the subsoiler rows and speed of the

tractor-implement are factors that influence their efficiency. Thus the aim of this work was to study

the operational performance of a subsoiler with three spacing between rows (0,30, 0,50 e 0,70 m) and

two travel speeds (0,83 e 1,66 m s-1

) of the tractor/implement. The experiment was conducted on a

farm, using a agricultural tractor with engine power 103 kW at rated speed and a subsoiler equipped

with seven rods. The experiment was conducted in a completely randomized in a 3x2 factorial

arrangement, with 6 treatments and 3 replications. The results indicated an increase of the area and

volume mobilized and effective field capacity and a high reduction in area of soil and fuel

consumption per area with increasing speed. We conclude that the use of different speeds and spacing

rods interfere with mobilization and performance of the tractor/subsoiler.

KEYWORDS: Tractor/subsoiler, Speed, Spacing rows, Mobilization.

INTRODUÇÃO: A partir da necessidade de obtenção de altas produtividades das culturas, da

racionalização dos custos de produção e da preservação dos recursos naturais, devido ao

desenvolvimento e crescimento das populações, a agricultura vem necessitando de uma intensificação

no uso de máquinas agrícolas, como fruto do processo de modernização. Em contrapartida com as

significativas contribuições das operações agrícolas mecanizadas, originaram-se alguns problemas

decorrentes do seu uso. Dentre eles tem-se a compactação do solo, resultante do tráfego descontrolado

e/ou excessivo das máquinas, fator este que é muitas vezes limitante para a obtenção de maiores

produtividades. A compactação afeta os atributos físicos do solo que, direta e indiretamente, inibem o

crescimento e a produtividade das culturas. O rompimento de camadas compactadas do solo traz

benefícios expressos pela redução da densidade do solo, que diminui a resistência à penetração das

raízes e aumento no volume de macroporos, que melhora a aeração e a drenagem interna do solo,

permitindo infiltração mais rápida da água, reduzindo o escoamento superficial e o tempo de

encharcamento do solo. Porém a subsolagem é uma das operações agrícolas de maior gasto energético

devido à elevada potência tratória normalmente requerida para a sua execução. Dessa forma, o seu

adequado desempenho é de extrema importância para que o investimento na mesma se justifique. Em

vista disto, são relevantes as medidas que visam maximizar a eficiência da atuação deste implemento.

Neste contexto, o adequado espaçamento entre hastes do subsolador a profundidade de trabalho e a

velocidade de deslocamento do conjunto trator/implemento são fatores que influenciam na sua

eficácia. Desse modo o objetivo geral deste trabalho foi estudar o desempenho operacional de um

subsolador, com três espaçamentos entre hastes e duas velocidades de deslocamento do conjunto

trator/implemento.

MATERIAL E MÉTODOS: O experimento foi conduzido em uma propriedade agrícola, localizada

no município de Pântano Grande no Estado do Rio Grande do Sul. O clima da região enquadra-se na

classificação climática “Cfa” de Köppen-Geiger, mais conhecida por classificação climática de

Köppen, com um clima subtropical úmido. A caracterização do solo deu-se pela coleta de amostras de

solo a campo para posteriores análises em laboratório seguindo metodologia proposta pela EMBRAPA

(1997) para determinação da densidade do solo, porosidade total, índice de cone e teor de água, sendo

a determinação da textura realizada pelo método de Vettori, conforme Vettori (1969). A resistência à

penetração do solo foi determinada com a utilização de um penetrômetro eletrônico marca Falker,

modelo PLG 1020. A coleta de dados foi realizada na profundidade de 0 a 0,55 m, com aquisição de

um dado a cada 0,025 m de profundidade. Para realização do experimento de campo foi utilizado um

trator agrícola com tração dianteira auxiliar (TDA) e potência motora na rotação nominal 103 kW e

um subsolador provido de sete hastes. Para a determinação da área mobilizada, fez-se uso de um

perfilômetro composto por 55 varetas espaçadas a 0,05 m cada, possuindo dimensões de 4,0 m de

largura total, sendo 2,75 m de largura de leitura e 0,75 m em profundidade. A campo realizaram-se

três leituras de perfilometria. A primeira foi efetuada antes da passagem do subsolador, a segunda e a

terceira após à passagem deste implemento, no mesmo local obtendo a forma geométrica do sulco.

Para garantir que as amostragens foram realizadas no mesmo local, utilizaram-se duas estacas de

madeira, uma de cada lado do local previsto para passagem do trator e subsolador. Primeiramente o

perfilômetro foi posicionado transversalmente a passagem do subsolador para obter-se o perfil natural

do solo, anotando-se os dados em uma planilha. Realizou-se então a passagem do implemento e

posicionou-se novamente o aparelho no local anteriormente utilizado a fim de se fazer o registro do

perfil após a passagem do mesmo. Por fim, removeu-se manualmente todo solo mobilizado na área,

até a profundidade onde o solo não foi movimentado, tomando-se o cuidado de não alterar o perfil

para a obtenção do perfil de solo mobilizado subsuperficialmente. Esses procedimentos foram

realizados em pontos diferentes para cada tratamento, sendo o primeiro a 15,0 m, o segundo a 25,0 m e

o terceiro a 35,0 m da terceira repetição. Posteriormente, com o auxílio do programa computacional

Auto Cad, foi possível traçar as linhas de contorno dos perfis e através da utilização de ferramentas

para leitura de área do software, determinou-se a área mobilizada em metros quadrados. A mensuração

do consumo de combustível foi realiza utilizando-se um fluxômetro composto basicamente de uma

mangueira transparente de 0,03 m de diâmetro, graduada metricamente com auxílio de uma fita

métrica e preenchida com combustível com uma saída na parte inferior para a admissão pela bomba

injetora e uma mangueira de entrada pela parte superior que constituía o retorno da bomba. Cada

centímetro da “proveta” conteve 19 mililitro de óleo diesel. Apontou-se pela medida em centímetro de

combustível contido na mangueira no início e no final da parcela, após a operação. Dessa forma, foi

possível obter o consumo de combustível para cada tratamento de acordo com a Equação 1.

Cdp = (Df ˗ Di). (19⁄1000) (1)

Em que,

Cdp ˗ Consumo de combustível na parcela (l).

Df ˗ Medida de combustível correspondente na proveta no final da parcela (cm).

Di ˗ Medida de combustível correspondente na proveta no início da parcela (cm).

O consumo operacional de combustível ou consumo de combustível por unidade de área foi obtido da

relação entre o consumo horário de combustível e a capacidade de campo efetiva, pela Equação 2.

COC = CHC/CCe (2)

Em que,

COC ˗ Consumo operacional de combustível (l ha-1

);

CHC ˗ Consumo horário de combustível (l h-1

);

CCe ˗ Capacidade de campo efetiva (ha h-1

).

O delineamento experimental foi conduzido em blocos inteiramente casualizados com três

espaçamentos entre hastes (0,30, 0,50 e 0,70 m) e duas velocidades de deslocamento do conjunto (0,83

e 1,66 m s-1

), no esquema fatorial 3x2, com 6 tratamentos e 3 repetições, totalizando 18 unidades

experimentais.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: As características físicas do solo estão dispostas na Tabela 1.

TABELA 1. Características físicas do solo.

Textura Densidade

(g cm-3

)

Porosidade

total (%)

Umidade

gravimétrica

(%)

Resistência do

solo a penetração

(kPa)

Areia

(%)

Silte

(%)

Argila

(%)

Média 29,97 56,72 14,31 1,72 53,63 13,12 2081,84

O horizonte superficial, analisando os valores médios da constituição da matriz do solo, foi

classificado como franco siltoso. Os valores de densidade, porosidade total, umidade gravimétrica e

resistência do solo à penetração não variaram substancialmente na área experimental, de forma que

suas alterações não interferiram nos valores de área mobilizada. A Tabela 2 expõe os dados da área

mobilizada nos diferentes tratamentos.

TABELA 2. Área mobilizada (m²).

Combinação de tratamentos Área mobilizada (m²)

E1 V1 0,494861

E1 V2 0,510367

E2 V1 0,371177

E2 V2 0,376078

E3 V1 0,232975

E3 V2 0,251009

Pode-se verificar que ocorre diferença significativa da área mobilizada com o aumento da velocidade

de trabalho, sendo de 3,82 % o incremento médio de área para V2 em relação a V1. Os valores de área

mobilizada para V2 foram maiores que V1 em todos os espaçamentos, com maior disparidade para E3,

correspondendo a 7,17 %. Na Tabela 3, encontra-se o consumo de combustível estimado em litros por

hectare.

TABELA 3. Consumo de combustível.

Tratamentos Consumo (l ha

-1)

E1 E2 E3

V 1 27,27 b A 26,36 b A 26,51 b A

V 2 17,51 a A 17,49 a A 18,55 a A Médias seguidas de mesma letra minúscula nas colunas e maiúscula nas linhas não diferem entre si, pelo teste de Tukey (P <

0,05). CV: 2,18.

Quanto à variável consumo de combustível por área, houve diferença significativa para o fator

velocidade de operação. Por outro lado, não foi influenciado significativamente pelo fator

espaçamento entre hastes. Ainda constata-se que na média o aumento da velocidade de deslocamento

de 101,0 % (comparando V1 e V2) aumentou em média 101,0 % a capacidade de campo efetiva e

reduziu em 31,85 % o consumo de combustível por hectare, o que caracteriza que a utilização de

maiores velocidades de deslocamento mostra um balanço energético mais positivo. Resultado

semelhante encontrou Gamero (2008), o qual avaliando um subsolador em diferentes velocidades de

trabalho e profundidade identificou que a maior velocidade em relação às demais foi a que

proporcionou o menor consumo operacional de combustível por hectare, sendo o consumo

inversamente proporcional ao aumento da velocidade de deslocamento e proporcional a profundidade

de trabalho. Resultado semelhante também foi encontrado por Lanças (1987).

CONCLUSÕES: Os resultados indicaram que o acréscimo da velocidade de deslocamento aumentou

a capacidade de campo efetiva e reduziu o consumo de combustível por hectare proporcionando um

incremento de área mobilizada. Dessa forma, caracteriza-se que a utilização de maiores velocidades de

deslocamento, quando possível, possibilita um balanço energético mais positivo.

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