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Uso da Tecnologia Embarcada Aliada aos Serviços de Manutenção Preditiva em Máquinas Agrícolas
ISSN: 2316-2317 Revista Eletrônica Multidisciplinar - FACEAR 1
Carlos Alexandre Gouvea da Silva; José Luiz Rodrigues de Sá; Rafael Menegatti.
Faculdade Educacional Araucária – FACEAR
RESUMO O presente estudo ressalta a importância do uso da tecnologia embarcada aliada aos serviços de manutenção preditiva em máquinas agrícolas usadas pelos produtores rurais, que utilizando o software de diagnósticos aplicado a manutenção preditiva, possibilita identificar falhas nas mesmas, diminuindo assim paradas excessivas, minimizando os custos com a possível reposição de peças e aumentando a confiabilidade dos equipamentos, tornando o que antes se entendia como despesa, em investimento. Apesar dos poucos estudos sobre o assunto do uso de tecnologia embarcada aplicado a manutenção preditiva, o uso de programas e tecnologias eletrônicas, vem sendo desenvolvido para auxiliar o agricultor no gerenciamento da manutenção e acompanhamento das condições que se encontram seus equipamentos. O software de Osciloscópio PC, através da ferramenta integrada de diagnóstico – PicoScope6, monitora os dados do equipamento em tempo real, possibilitando ao agricultor determinar antecipadamente problemas severos na máquina agrícola e nos seus implementos, identificando falhas mecânicas ou humanas. O software não acaba com o problema de controle operacional nas máquinas agrícolas, mas diminui consideravelmente os custos dos produtores, uma vez que a ferramenta de diagnósticos é capaz de detectar com precisão possíveis falhas nos equipamentos, aumentando a vida útil dos mesmos e uma gestão em manutenção. Palavras chave: Tecnologias Embarcadas, Software, Manutenção Preditiva.
ABSTRACT The present study emphasizes the importance of the use of embedded technology in conjunction with the predictive maintenance services in agricultural machinery used by the rural producers, who using the diagnostic software applied to predictive maintenance, to identify faults in them, decreasing the excessive stops, minimizing costs with the possible replacement of parts and increasing the reliability of the equipment, making what before was understood as an expense, in investment. Despite of the few studies about the use of the embedded technology applied to the predictive maintenance, the use of electronic programs and technologies has been developed to assist the farmer in managing maintenance and the monitoring of the conditions that are their equipment. The Oscilloscope PC software, through the integrated diagnostic tool - PicoScope6, monitors the data of the equipment in real time, allowing the farmer to determine in advance severe problems in the agricultural machine and its implements, identifying mechanical or human failures. The software doesn’t end with the problem of operational control in agricultural machines, but considerably reduces the costs of the producers, since the diagnostics tool is able to accurately detect faults in the equipment, increasing their useful life and maintenance management. Key Words: Embedded Technologies, Software, Predictive Maintenance.
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1 INTRODUÇÃO
A globalização dos últimos anos fez com que as organizações dependessem
cada vez mais da sua habilidade e rapidez em inovar e aprimorar os seus processos
buscando sempre por melhorias contínuas. O uso de ferramentas de gerenciamento
pelas organizações decorre da necessidade por melhores índices de qualidade e
produtividade que direcionem a uma maior competitividade de seus produtos, processos
e serviços (KARDEC; NASCIF, 2004). As buscas por esta competitividade fizeram com
que as empresas necessitassem e buscassem funções básicas nos diversos
departamentos de sua estrutura que representassem uma maneira de alcançar status de
excelência ou classe mundial (MIRSHAWKA; OLMEDO, 1993).
A manutenção dentro de uma organização se tornou uma função estratégica e é
responsável pela disponibilidade direta dos ativos. Esses ativos, também podendo ser
descritos como as riquezas, e representam os elementos que constituem a política
monetária de uma organização, podendo ser definidos como um conjunto de elementos
como: equipamentos, processos, procedimentos, recursos humanos, capital de
investimento, matéria prima, e outros que tem importância capital nos resultados da
empresa (OTANI; MACHADO, 2008). A busca pela excelência e melhores resultados
através da manutenção é vista como um importante recurso das organizações, e esses
resultados serão melhorados e alcançados quanto mais eficaz for a Gestão da
Manutenção (XAVIER; DORIGO, 2005). A manutenção, como base da cadeia de
melhoria contínua, pode ser encontrada em diversos setores da economia principalmente
na indústria, contudo também pode ser encontrada em outras áreas como a agrícola.
O setor de produção de máquinas agrícolas e implementos vêm inserindo no
mercado cada vez mais produtos com tecnologia embarcada para atender o produtor
rural, devido ao crescimento da agricultura de precisão. Tecnologias embarcadas são
baseadas num conjunto de capacidade computacional dentro de um circuito eletrônico,
equipamento ou sistema que permitem gerenciar e controlar dados obtidos através de
sensores e ações enviadas a atuadores (CUNHA, 2007).
A agricultura de precisão é uma ferramenta fundamental na agricultura moderna
por tornar mais eficaz o monitoramento da propriedade agrícola, resultando no aumento
da produtividade ao aplicar os insumos em quantidade correta e nos locais necessários
sem que haja a sobreposição na aplicação de insumos, menor quantidade de manobras,
maior velocidade de trabalho e a menor contaminação do solo pelo uso excessivo de
defensivos (BERNARDI, et.al., 2014).
As máquinas agrícolas e seus implementos são muito complexos e utilizam
várias configurações diferentes em relação ao conjunto de motores e transmissões
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utilizadas. São esses os fatores responsáveis por exigir procedimentos adequados,
específicos e no tempo correto para as manutenções, evitando o mau funcionamento das
máquinas e quebras inesperadas que geram um custo muito elevado ao produtor.
A manutenção preditiva, também conhecida por manutenção sob condição ou
manutenção com base no estado do equipamento, pode ser definida da atuação
realizada com base na modificação ou desempenho, cujo acompanhamento obedece a
uma sistemática. Através de técnicas preditivas é feito o monitoramento da condição e a
ação de correção quando necessária é realizada através de uma manutenção corretiva
planejada (KARDEC; NASCIF, 2010).
Com o nível de tecnologia aliada aos serviços de manutenção preditiva em
máquinas agrícolas vem crescendo rapidamente, bem como a sua aceitação pelos
clientes que procuram cada vez mais reduzir custos operacionais ao mesmo tempo em
que executam as tarefas. Com isso, assegurar a disponibilidade dessas máquinas passa
a ser um desafio cada vez maior, decorrendo a necessidade de trazer novas tecnologias
aliadas aos serviços, com diagnósticos mais ágeis e mais precisos, que garantam ao
cliente confiança na capacidade e expectativas.
Baseado no questionamento acima, ainda incipiente em nosso dia a dia, em
função dos poucos estudos sobre o assunto, o presente trabalho apresenta uma proposta
de manutenção preditiva utilizando a tecnologia ao seu favor, ou seja, baseada no
monitoramento de componentes da máquina utilizando uma ferramenta integrada de
diagnóstico. Segundo Zamoner e Sato (2016), “o diagnóstico de uma falha é custoso,
pois se despende tempo em alterações de software”.
Essas tecnologias são utilizadas na eletrônica embarcada, ou seja,
processadores (hardware) e programas dedicados (software ou firmware) para aquisição,
processamento, armazenamento e comunicação de dados, desenvolvidos para
monitoramento e controle das máquinas agrícolas e de seus implementos agrícolas.
Muitos desses sistemas desenvolvidos com funções similares de forma independente
acarretaram no aumento do custo de instalação, mão de obra e manutenção, criando
uma dependência aos fabricantes (GUIMARÃES; SARAIVA, 2003).
A manutenção preditiva não substitui totalmente os métodos mais tradicionais de
gerência de manutenção. Entretanto, auxilia no acompanhamento das reais condições de
funcionamento de máquinas agrícolas e implementos, expondo dados sobre seu
processo de degradação e tempo de vida útil. Considerado um dos métodos
imprescindível para a máxima eficiência e o prolongamento do tempo de uso de seu
maquinário, evitando gastos com ações corretivas, diminuindo os impactos ocasionados
pela falta de manutenção preditiva.
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Os benefícios do uso da tecnologia embarcada aliada aos serviços de
manutenção preditiva nas máquinas agrícolas, a partir do uso de uma ferramenta
integrada de diagnósticos, visam identificar as falhas rapidamente; diminuir o tempo de
reparo ao correlacionar os dados coletados; reduzir consideravelmente os custos
relativos a peças de reposição e mão de obra de manutenção. Este processo visa
aumentar a confiabilidade e a disponibilidade dos equipamentos, tornando a máquina
agrícola mais eficiente, elevando o nível de qualidade do produto, assim mudando a ideia
de manutenção vista como despesa para investimento.
2 DESENVOLVIMENTO 2.1 AGROINDÚSTRIA BRASILEIRA E MUNDIAL
A Agroindústria no Brasil é um setor que cresceu muito nos últimos anos,
produzindo, empregando e exportando. Com um imenso e rico território disponível para a
agropecuária o Brasil vem se mostrando cada vez mais competitivo no setor do
agronegócio. O setor conta com tecnologias disponíveis que estão presentes em todas as
etapas, desde o preparo do solo a partir da biotecnologia inovadora, maquinário agrícola
de ponta, implementos, sistema de posicionamento global, entre outras, o Brasil vem se
destacando neste setor, envolvendo desde o pequeno até os grandes produtores e
empresas do segmento agronegócio.
De acordo com o relatório de gestão 2013 do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) o país produziu cerca de 200 milhões de toneladas de grão, no contexto econômico, por exemplo, representou mais de 22% do Produto Interno Bruto (PIB), e ainda contribuindo para a geração de mais de 30 milhões de postos de trabalhos em toda a cadeia produtiva mesmo sem sua força máxima é simplesmente indiscutível (SANTOS, SANTOS, CATAPAN, 2014, p.11).
No Brasil, dados recentes mostram que o setor da agropecuária apresentou um
crescimento elevado de 13,4% no primeiro trimestre de 2017, o que representa a quebra
de um ciclo de oito trimestres em queda e a maior alta nos últimos 20 anos. Esses
números são resultados da safra recorde que foi favorecida não somente pelas condições
climáticas, mas também pelos investimentos do agricultor. Esse ótimo resultado
impulsionou também o superávit do PIB da economia nacional em 1%. Esse crescimento
econômico da agropecuária impulsionou também a geração de empregos, onde as
contratações superaram as demissões em 14.091 vagas de janeiro a março de 2017,
uma variação positiva de 0,92% (LAPORTA; SOARES; GIMENES, 2017).
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Com o agronegócio crescendo cada vez mais no Brasil, aumentou-se
consequentemente a geração de novos empregos e também a inserção de novas
tecnologias no setor, fazendo com que os trabalhadores se qualificassem
profissionalmente para poder acompanhar as novas tecnologias e estarem atualizados no
mercado (MATTOSO, 2000).
2.1.1 Economia e suas vantagens
Com a atual economia do país em crise, o setor agroindustrial vem
apresentando bons resultados amenizando a queda geral da economia, sendo
responsável por um quarto da economia do Brasil (JORNAL NACIONAL, 2016)
(LAPORTA; SOARES; GIMENES, 2017).
O crescimento e as oportunidades aumentam cada vez mais em diversas
regiões do país, sendo a principal riqueza atualmente, gerando muitos empregos no setor
do agronegócio impulsionando cada vez mais a economia (SANTOS; SANTOS;
CATAPAN, 2014).
2.1.2 Características
Hoje devido ao crescimento da população mundial, o setor do agronegócio deve
ser o mais eficaz possível. A importância das máquinas agrícolas neste ponto, é que ela
não deve parar durante o plantio ou colheita para não afetar o restante do processo, pois
o atraso no plantio ou colheita afeta diretamente na oferta e demanda do processo do
agronegócio.
Grandes clientes produtores possuem um grande controle de disponibilidade de
tratores nas suas propriedades, para eles a disponibilidade da máquina é de extrema
importância, porém há uma preocupação. Não há como prever, com os recursos
mecânicos de manutenção disponíveis de quando a máquina pode apresentar uma
possível falha mecânica interna na transmissão ou em qualquer outro de seus
componentes.
O desenvolvimento da agricultura no país sofre com questões de infraestrutura,
sendo a logística uma das questões que mais chama a atenção. Responsável por escoar
toda a produção agrícola, a logística sofre com a falta de investimentos tanto pública
quanto privada, sendo o transporte rodoviário o mais explorado no país. As rodovias
acabam ficando em péssimas condições e não atendem às demandas do setor, pode-se
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dizer o mesmo para o transporte ferroviário onde a falta de manutenção das estradas e
algumas que ficaram somente em projetos não atendem a necessidade atual. Por esse
motivo, deixa-se de arrecadar milhões de reais por ano, por falta de uma infraestrutura e
logística eficiente (SANTOS; SANTOS; CATAPAN, 2014).
2.2 AGRICULTURA DE PRECISÃO
A necessidade de melhorar, maximizando a produção e minimizando os custos
na agricultura, faz crescer o desenvolvimento da chamada agricultura de precisão. Com a
utilização da agricultura de precisão, o produtor gerenciará com maior eficiência sua
produção, aplicando os insumos de forma correta nos locais corretos (MURAI; SATO,
2016).
A agricultura de precisão é uma forma eficiente de gerenciar uma plantação, levando em conta que cada parte dela não é igual, implicando que cada parte tem necessidades de tratamento diferentes. Assim, desenvolveu-se a ideia de aplicar os insumos em quantidade correta e nos locais necessários para a maximização da produção. Como benefícios, obtêm-se redução no índice de falhas ou sobreposição na aplicação de insumos, economia de combustível, menor quantidade de manobras, maior velocidade de trabalho e a menor contaminação da natureza pelo uso excessivo de defensivos (TSCHIEDEL; FERREIRA apud, MURAI; SATO, 2016 pg.216).
“Enfim, para trabalhar com agricultura de precisão, não se deve pensar de forma
isolada e, sim, trabalhar englobando todas as tecnologias e procedimentos para que o
sistema de produção agrícola seja otimizado (BERNARDI, et. al., 2014)."
A aplicação no terreno dedicado à agricultura e pastagens que envolvem o uso
de máquinas, equipamentos e tecnologias, as quais, aliadas ao uso da informática,
reduzirão o tempo e minimizarão o erro durante a realização das atividades antes do
plantio, após a colheita e nos manejos de condução da lavoura, além da redução com o
gasto dos insumos. Entretanto, é fundamental que estudos e pesquisas na área estejam
em constante evolução. Nesse sentido, vários trabalhos vêm sendo desenvolvidos para
aperfeiçoar o uso do GPS (Global Positioning System) no uso de máquinas agrícolas
(BERNARDI, et. al., 2014).
2.3 ELETRÔNICA EMBARCADA EM MÁQUINAS AGRÍCOLAS
Com o aumento e a inclusão da eletrônica embarcada nas máquinas agrícolas,
ou seja, pela quantidade de sensores responsáveis em adquirir informação do processo a
ser controlado e atuadores dispositivos que realizam ações que interferem no processo
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em controle. Para monitoramento e controle instalados, verificou-se a necessidade do
uso da ECU (Unidade de Controle Eletrônico) cada vez mais complexas por ser
responsável em processar o sinal enviado do sensor de pressão e temperatura do motor.
A ECU após processar o sinal, envia em forma de mensagem ao protocolo adotado. Um
protocolo de comunicação permite que informações computacionais possam ser
encaminhadas entre diferentes dispositivos de hardware em uma rede. O terminal virtual
instalado na cabine do trator processa então essa mensagem, exibindo-a para o operador
os valores de pressão e temperatura do motor (MURAI; SATO, 2016).
Devido ao uso de uma única ECU, a utilização da arquitetura centralizada está
sendo substituída pela arquitetura distribuída, onde duas ou mais ECUs realizam o
controle da máquina, distribuindo entre as ECUs todas as funções, como o controle do
motor, da transmissão, dos implementos e do trator (STRAUSS; CUGNASCA; SARAIVA,
1998).
Para Guimarães (2003), há muitos anos a agricultura vem utilizando sistemas
eletroeletrônicos no controle das funções relacionados aos mais diversos processos
agrícolas. Boa parte destes sistemas foi desenvolvida de forma independente e,
responsável por um determinado tipo de controle ou função para monitoração da
máquina agrícola e implementos, acarretando com esta multiplicidade de equipamentos,
na maior parte das aplicações, custos elevados de instalação, manutenção e treinamento
da mão de obra de quem irá operar os sistemas. "Entre as vantagens proporcionadas
pelo uso da eletrônica, incluem-se a melhoria da qualidade das operações realizadas e a
diminuição do desgaste das máquinas, graças à maior acurácia e velocidade na obtenção
dos dados e no controle. ” (SARAIVA; CUGNASCA, 2006).
As unidades controladoras das funções primárias do trator como: freios,
transmissão, motor e ECU, as unidades responsáveis pelas funções do implemento e
interfaces com o trator como: Bridge, válvulas, sensores e ECU do implemento, assim
como as unidades de GPS, o terminal virtual e a unidade responsável pelo controle de
tarefas que fazem interface externa do trator, possuem barramentos de ligação
independentes, como podemos observar no exemplo de arquitetura distribuída em um
trator como visto na Figura 1.
A ECU é ligada aos sensores e atuadores específicos e são responsáveis por
processar e enviar o sinal para outras unidades ligadas à rede, e responsável por
processar os dados e enviar no formato de mensagem ao protocolo adotado (MURAI;
SATO, 2016).
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FIGURA 1 - EXEMPLO DE ARQUITETURA DISTRIBUÍDA EM UM TRATOR FONTE: GUIMARAES (2003).
A programação de seus módulos e diagnósticos é realizada através da rede
CAN (Controler Area Network) que é um protocolo de comunicação serial utilizado para
interligar toda a arquitetura eletrônica em rede, isto é, mantém o sincronismo entre os
módulos conectados à rede CAN dos eventos que ocorrem em curtos espaços de tempo
conhecidos e regulares (GUIMARÃES; SARAIVA, 2002).
Assim, verificou-se a importância da padronização de um protocolo de
comunicação entre os diversos fabricantes, que hoje é viabilizada através da implantação
da norma ISO 11783 (OKSANEN, et. al. 2005), conhecida no mercado também como
ISOBUS (STONE et. al., 1999).
A padronização é fundamental para viabilizar a eletrônica embarcada em máquinas e implementos agrícolas na medida em que evita a duplicação de instalação, elimina obsolescência por compatibilidade, possibilita intercambiabilidade, reduz custo de manutenção, libera o agricultor de fornecedores exclusivos de sistemas comerciais e pode permitir a simplificação da integração de informações com sistemas computacionais externos às máquinas (SOUZA; LOPES; INAMASU, 2014, p.216).
A aquisição de dados, seu processamento, sua interpretação e sua aplicação
que fazem parte da arquitetura distribuída do trator e um GPS, permitem que o
processamento seja feito por um software, por exemplo, que está em uma sede da
fazenda, gerenciando a interpretação dos dados obtidos e suas necessidades durante o
processo de aplicação de insumos, além de monitorar todos os componentes no trator
que possa a vir dar problemas. Esse processo de aquisição é apresentado na Figura 2
(MURAI; SATO, 2016).
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FIGURA 2 - CICLO SIMPLIFICADO DA ARQUITETURA DISTRIBUÍDA
FONTE: MONTANHA et. al. 2010, apud, MURAI; SATO, 2016 – ADAPTADO PELOS AUTORES.
Atualmente visando melhorar a gestão de manutenção e diagnósticos nas
máquinas agrícolas de um dos fabricantes de máquinas em suas concessionárias, a
PICO TECHNOLOGY desenvolve a ferramenta de diagnóstico, como por exemplo, o
PicoScope6 software de Osciloscópio PC, uma ferramenta de alta tecnologia a fim de
melhorar a capacidade de diagnósticos das revendas na assistência técnica (PICO
TECHNOLOGY, 2017a).
Além de abranger uma gama maior de produtos e pontos de diagnósticos está
apta a detectar sistemas defeituosos, reduzindo os casos de “falha não encontrada”. O
hardware PicoScope em conjunto com o software PicoScope6, como visto na Figura 3 é
capaz de gravar dados numérica e graficamente, oferecendo maior qualidade e precisão
durante o diagnóstico. O serviço do PicoScop6 se baseia no monitoramento de
componentes e rastreamento do histórico da máquina, buscando identificar variações de
parâmetros do fabricante que indiquem sinais de avarias, otimizando o desempenho das
máquinas, permitindo a programação de intervenções através da manutenção preditiva,
minimizando tempo de máquina parada e evitando a troca de componentes
desnecessários (PICO TECHNOLOGY, 2017b).
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FIGURA 3 - HARDWARE PICOSCOPE FONTE: PICOTECHNOLOGY, 2017 – ADAPTADOS PELOS AUTORES.
2.4 MANUTENÇÃO PREDITIVA
A manutenção preditiva, também conhecida por manutenção sob condição ou
manutenção com base no estado do equipamento, pode ser definida da seguinte forma:
É a atuação realizada com base na modificação ou desempenho, cujo acompanhamento
obedece a uma sistemática. Através de técnicas preditivas é feito o monitoramento da
condição e a ação de correção quando necessária é realizada através de uma
manutenção corretiva planejada (KARDEC; NASCIF, 2010).
A Manutenção Preditiva é a primeira grande quebra de paradigma na Manutenção e tanto mais se intensifica quanto mais o conhecimento tecnológico desenvolve equipamentos que permitam avaliação confiável das instalações e sistemas operacionais em funcionamento. Seu objetivo é prevenir falhas nos equipamentos ou sistemas através de acompanhamento de parâmetros diversos, permitindo a operação contínua do equipamento pelo maior tempo possível. Na realidade o termo associado à Manutenção Preditiva é o de predizer as condições dos equipamentos (KARDEC, NASCIF, 2010).
2.4.1 Objetivos da Manutenção Preditiva através da Tecnologia Embarcada
Os objetivos da manutenção preditiva através da tecnologia embarcada é
determinar antecipadamente, a necessidade de serviços de manutenção a partir de
diagnóstico da tecnologia embarcada em uma peça específica de uma máquina agrícola
e seus componentes, desenvolver técnicas de monitoramento regular da máquina e
análise do rendimento operacional, através da condição dos sistemas de processo para
assegurar o intervalo máximo entre os reparos. Desta forma, otimizar o número e os
custos de paradas não programadas criadas por falhas da máquina, e ainda:
Determinar antecipadamente a necessidade de serviços de manutenção em
peças específica de um equipamento;
Eliminar desmontagens desnecessárias para inspeção;
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Aumentar o tempo de disponibilidade dos equipamentos;
Reduzir o trabalho de emergência não planejado;
Impedir o aumento dos danos;
Aproveitar a vida útil total dos componentes e de um equipamento;
Aumentar o grau de confiança no desempenho de um equipamento ou linha
de produção;
Estimar os custos operacionais e econômicos do uso de maquinário agrícola;
Distinguir os tipos de manutenção aplicados a maquinário agrícola;
Descrever a aplicação de manutenção preditiva em máquinas agrícolas a
partir do uso de tecnologias embarcadas;
Prever falhas no conjunto de embreagens e transmissão, calibração,
cruzamento de marcha, pressão e modulação dos pacotes da embreagem;
Verificar funcionamento do motor;
Fornecer dados analisados ao sistema;
Identificar condições incorretas do motorista, como: aplicar velocidades em
excesso, aceleração, aplicar freadas bruscas, etc.
Por meio desses objetivos, pode-se deduzir que eles estão direcionados a uma
finalidade maior e importante: redução de custos de manutenção e aumento da
produtividade (PRADO FILHO, 2010).
2.4.2 Execução
Para ser executada, a manutenção preditiva exige a utilização de aparelhos
adequados, capazes de registrar vários fenômenos, tais como:
Vibrações das máquinas;
Pressão;
Temperatura;
Desempenho;
Aceleração.
Com base no conhecimento e na análise dos fenômenos, torna-se possível
indicar, com antecedência, eventuais defeitos ou falhas nas máquinas e nos
equipamentos.
Após a análise dos fenômenos, a manutenção preditiva adota dois
procedimentos para atacar os problemas detectados: estabelece um diagnóstico e efetua
uma análise de tendências (PRADO FILHO, 2010).
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2.5 METODOLOGIA
2.5.1 DELINEAMENTO METODOLÓGICO
A metodologia utilizada foi baseada em pesquisas tecnológicas com base na
revisão da literatura, coleta de dados da ferramenta de diagnóstico, interpretação dos
dados para o desenvolvimento de manutenção preditiva de uma frota de equipamentos
agrícolas. Este trabalho foi especificamente focado no sistema de transmissão de um tipo
de trator de potência média da fabricante de implementos New Holland modelo T8. Esse
modelo de trator foi utilizado devido sua tecnologia embarcada constituída de duas ECUs
em sua arquitetura eletrônica, que respectivamente controlam suas funções primárias
como: freios, transmissão, motor e ECU do trator.
O trator da New Holland modelo T8 é um equipamento agropecuário que permite
grandes aplicações no campo. Esse equipamento vem sendo utilizado em diversas
pesquisas científicas desde o seu lançamento pela fabricante. Moya Gonzales, et.al.,
(2012) realizam um teste para a gestão integral do motor e transmissão do trator T8 em
um cenário real em campo. Barreiro Elorza (2011) realiza uma comparação no uso de
tratores T7 e T8 em campo sendo que os resultados mostram uma série de vantagens no
uso em campo do trator T8. Em Barreiro Elorza et.al., (2015) o trator é testado no campus
da New Holland de Peñarrubias del Pirón, Espanha, na qual foi introduzida a transmissão
contínua do comando automático, dando lugar aos tratores mais poderosos e de mais
porte com auto comando CVT (Continuosly Variable Transmission)1. A condição do solo,
após vários dias de chuva e neve (até 50 mm em 3 dias), observou que o novo comando
automático T8.350 estava especialmente equipado e projetado para as condições
analisadas. Memoria e Gonzalo (2015) realizaram testes de análise de emissão de
emissores de dióxido de carbono também no trator T8.350. Vasylieva e Pugach (2017) e
Santi et.al., (2015) também utilizam os recursos do T8 no uso e coleta de informações
agrícolas.
O sistema de transmissão, de um trator é um item de grande importância pela
recepção, transformação, transmissão da tomada de potência e na velocidade do
equipamento. Esse sistema influência na qualidade do trabalho de campo em diversas
operações agrícolas, que consequentemente geram desgastes naturais nos diferentes
1 As transmissões CVT's funcionam com um sistema de polias substituindo os trens de
engrenagens, que permitem infinitas variações de relações de transmissão. Esta tecnologia apresentou aplicação inicial em sistemas de transmissão de automóveis trazendo como benefício a suave transição entre as relações, reduzindo a fadiga de componentes mecânicos e o aumento do rendimento do motor (LEITE et.al., 2012, p.1).
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sistemas e componentes do trator. Neste contexto é importante a realização de
manutenções prolongar a vida útil de seus componentes.
2.5.2 Trator New Holland - T8
A linha de modelos do trator T8 de especificações técnicas conforme apresentado
na Tabela 1, foi desenvolvido para atender uma agricultura moderna e um produtor
exigente. Robusta e versátil como apresentado na Figura 4, os modelos podem chegar
até 389hp2 (OMALLEY, 1993). Dessa forma o produtor garante o rendimento e a alta
produtividade necessários, obtendo um desempenho superior nas mais diversas
atividades (NEW HOLLAND, 2017).
TABELA 1 - ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS TRATOR T8
MOTOR
Modelo New Holland FPT Cursor 9™
Cilindrada 8,3 L
Potência nominal 276 cv
Torque (1.400 a 1.600 rpm) 1.397 Nm
TRANSMISSÃO
Tipo Full Powershift Ultra Command™
Velocidade 18x4
FONTE: NEW HOLLAND, 2017.
2 A saída de potência de motores é normalmente expressa em uma unidade de energia chamada
horse-power (hp), ou em português "cavalos por força (cv)", mesmo não sendo uma unidade no Sistema Internacional de medidas (SI). A relação entre potência e watts é de 1cv = 745,7W (OMALLEY, 1993, p.5).
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FIGURA 4 - TRATOR T8.325 FONTE: NEW HOLLAND, 2017 – ADAPTADOS PELOS AUTORES.
A linha T8 foi projetada e desenvolvida para permanecer mais tempo em campo
e menos tempo parada. Seus pontos de manutenção são de fácil acesso e os intervalos
de manutenção maiores, o que demonstra claramente que ela é uma linha de tratores
para produtividade em larga escala (NEW HOLLAND, 2017).
2.5.3 Transmissão Full Powershift – Ultra CommandTM
Na Figura 5, é apresentado uma transmissão totalmente automática e hidráulica,
sendo esta eletrônica controlada por módulo eletrônico, válvulas eletro hidráulicas e
componentes mecânicos internos. Na Tabela 2, pode observar a distribuição de uma
transmissão de velocidades 18x4, sendo dezoito velocidades a frente e quatro
velocidades a ré. As configurações dessa transmissão foram escolhidas por satisfazer os
requisitos dos clientes em relação ao escalonamento de velocidade para operar
implementos e também o tipo de transmissão moderna em relação a concorrência, por
ser composta de dez embreagens eletro hidráulicas que para melhor compreensão, será
descrito a correlação de velocidades em relação as embreagens.
ISSN: 2316-2317 Revista Eletrônica Multidisciplinar - FACEAR 15
FIGURA 5 - TRANSMISSÃO 18 x 4 FULLPOWERSHIFT DE TRATORES DA SÉRIE T8 FONTE: NEW HOLLAND - MANUAL DE SERVIÇOS, 2017 – ADAPTADO PELOS AUTORES.
TABELA 2 – REPRESENTAÇÃO DE VELOCIDADES DE MACHA PARA CADA EMBREAGEM
GAMA BAIXA GAMA MÉDIA GAMA ALTA
Impar Par Impar Par Impar Par
C1 1 2 7 8 13 14
C3 3 4 9 10 15 16
C5 5 6 11 12 17 18
Ré R1 R2 R3 R4
Embreagem Principal (Master)
FONTE: NEW HOLLAND - MANUAL DE SERVIÇOS TRATOR T8 - 2017.
Os pacotes de embreagens3 denominados pelo fabricante descritos na tabela
são: C1 (1ª, 2ª, 7ª, 8ª, 13ª e 14ª marchas), C3 (3ª, 4ª, 9ª, 10ª, 15ª e 16ª marchas) , C5 (5ª,
6ª, 11ª, 12ª, 17ª e 18ª marchas) e Ré (R1, R2, R3 e R4), com marchas Pares (2ª, 4ª, 6ª,
8ª, 10ª, 12ª, 14ª, 16ª e 18ª) e Ímpares (1ª, 3ª, 5ª, 7ª, 9ª, 11ª, 13ª, 15ª e 17ª), e suas
rotações classificadas como Gama Baixa (1ª a 6ª marcha), Gama média (7ª a 12ª
marcha), Gama Alta (13ª a 18ª marcha) e Embreagem Principal (1ª a 18ª marcha).
A embreagem tem a função de sincronizar a velocidade do motor com a
velocidade da caixa de transmissão. Essa embreagem permite o engrenamento das
diversas marchas de forma escalonadas para o deslocamento do trator com conforto e
3 Pacote de embreagem é composto por 13 discos sintetizados e 15 discos de aço com uma folga
de 0,25 mm entre discos para não ocorrer uma patinação enquanto estiver pressurizado fazendo a ação de embreagem. É composto de diferentes discos com diâmetros e espessuras diferenciados para atender as marchas, quanto menor mais reforçados são.
ISSN: 2316-2317 Revista Eletrônica Multidisciplinar - FACEAR 16
dirigibilidade atendendo as necessidades dos clientes no requisito de força, velocidade e
torque.
A pressão hidráulica de funcionamento da transmissão para cada embreagem é
de 21bar a 25bar (unidade de medida de pressão). Valores superiores ou inferiores deste
limite podem causar avarias internas na transmissão como: aquecimento excessivo dos
discos, ressecamento dos anéis de vedação dos eixos e perda de pressão nos pacotes
de embreagem. Esses problemas podem acelerar o desgaste rápido do conjunto, e em
casos extremos, podendo ocasionar a quebra de componentes da embreagem gerando
altos custos na manutenção.
2.5.4 Aquisição dos dados
A aquisição de dados constituiu em uma visita técnica até a propriedade de um
cliente para realizar uma manutenção preditiva utilizando o software PicoScope6 no trator
que apresentou o problema. Essa visita foi decorrente do contato à assistência técnica do
fabricante.
Para execução dessa manutenção a equipe de assistência técnica utilizou
ferramentas indispensáveis nesta atividade como: hardware PicoScope, macaco
hidráulico para suspender o trator, chaves de boca para acessar os pórticos de medição
de pressão (terminais elétricos para encaixes dos cabos de testes dos equipamentos de
testes) da transmissão e outras ferramentas de auxílio para realizar a intervenção de
manutenção preditiva.
Num primeiro momento, o especialista técnico obteve todas as informações úteis
do trator como: chassi, horímetro, especificações de transmissão e especificações do
motor que são utilizados para apresentar no laudo técnico.
Para começar a realizar a coleta de dados, foi necessário acessar os pórticos de
pressão nas válvulas de velocidades localizados ao lado do tanque de combustível
principal e na válvula de gamas de velocidade localizado entre a transmissão e a cabine
do trator. Nós pórticos de pressão, foi necessário instalar um engate rápido como visto na
Figura 6 compatível com o PicoScope.
ISSN: 2316-2317 Revista Eletrônica Multidisciplinar - FACEAR 17
FIGURA 6 - ENGATE RÁPIDO DE ENCAIXE SKS HN FS 700 FONTE: HANSA FLEX, 2017 – ADAPTADOS PELOS AUTORES.
Após instalado os 9 engates rápidos (9 embreagens para medição), o especialista
suspendeu um dos lados traseiro do trator para realizar a simulação de trabalho trocando
as marchas. A troca de marchas aconteceu de forma individual devido o trator possuir
freios independentes para cada roda. Foi possível frear um lado e transferir toda a
potência para apenas um dos lados, e ficou a critério do especialista escolher qual o lado.
Como os tratores possuem tração dianteira auxiliar, é importante que o trator fosse
desligado no momento do teste.
Utilizando quatro pressostatos como visto na Figura 7 que atuam como
manômetro digital responsáveis por coletar a pressão hidráulica, que conectados nos
quatro pórticos de pressão, permitiram as leituras de tomadas de pressão
simultaneamente, devido a configuração do hardware PicoScope mostrado na Figura 8.
O PicoScope possui quatro entradas de sinal independente para cada pressostato,
interligando o hardware PicoScope através de cabo USB (Universal Serial Bus) ao
notebook com o programa Picoscope6.
ISSN: 2316-2317 Revista Eletrônica Multidisciplinar - FACEAR 18
FIGURA 7 - PRESSOSTATOS FONTE: PICOTECHNOLOGY, 2017 – ADAPTADOS PELOS AUTORES.
FIGURA 8 - HARDWARE PICOSCOPE FONTE: PICOTECHNOLOGY, 2017 – ADAPTADOS PELOS AUTORES.
Após instalados os hardwares PicoScope no trator, iniciou-se a coleta de dados
das embreagens C1 (1ª, 2ª, 7ª, 8ª, 13ª e 14ª marchas), C3 (3ª, 4ª, 9ª, 10ª, 15ª e 16ª
marchas), C5 (5ª, 6ª, 11ª, 12ª, 17ª e 18ª marchas) e Ré (R1, R2, R3 e R4) denominado
testes de transmissão 1. O teste de transmissão 2, correspondeu aos testes das
embreagens Gama Baixa (1ª a 6ª marcha), Gama média (7ª a 12ª marcha), Gama Alta
(13ª a 18ª marcha), e Embreagem Principal (1ª a 18ª marcha). O teste de transmissão 3
correspondeu aos testes das embreagens Pares (2ª, 4ª, 6ª, 8ª, 10ª, 12ª, 14ª, 16ª e 18ª) e
Ímpares (1ª, 3ª, 5ª, 7ª, 9ª, 11ª, 13ª, 15ª e 17ª).
Essas coletas de dados geraram resultados gráficos conforme serão mostrados
na seção de resultados, e que representam a pressão e o tempo da pressurização das
embreagens do trator.
A partir desses resultados diagnosticados pelo software PicoScope6 o técnico
especialista, emitiu o laudo técnico com o resultado final do comportamento da
pressurização dos pacotes de embreagens da transmissão comparando com parâmetros
de engenharia da fábrica.
2.5.5 Identificação de Falhas
A partir das informações coletadas do sistema de transmissão do trator T8,
coletadas do banco de dados do histórico de falhas, aplicadas a ferramenta de
diagnóstico PicoScope6 permitiu analisar todos os parâmetros com assertividade e
precisão de problemas operacionais e funcionais. Permitiu também realizar um
monitoramento completo dos componentes disponíveis na máquina, com isso a
identificação de um componente que possa vir apresentar problema de forma rápida e
eficaz. Os códigos de erros que são alertas representados em forma de códigos que
ISSN: 2316-2317 Revista Eletrônica Multidisciplinar - FACEAR 19
indicam uma possível avaria em algum componente da máquina, após serem excluídos,
os códigos que ainda estão ativos representam uma real avaria de algum componente da
máquina. Somente com a resolução da falha do código é que a máquina fica em perfeita
condição de uso, a resolução desses códigos encontra-se no manual de serviços.
A análise baseou-se a partir dos detalhes registrados graficamente durante o
funcionamento da transmissão, como por exemplo: picos de pressão, baixa pressão,
oscilações no sistema, etc. Foi também possível com a ferramenta identificar códigos de
erros da transmissão que permitiram identificar através do sistema elétrico possíveis
falhas. Verificando os códigos de erros e após serem excluídos todos os códigos de erros
do trator para que somente os códigos que estão ativos, permitam uma análise precisa
das falhas e das análises de condições de operações e informações operacionais da
origem das falhas relacionadas.
O histórico de falhas foi realizado em quatro etapas, como mostrado na Tabela 3.
TABELA 3 - REPRESENTAÇÃO DOS ITENS ANALISADOS POR SISTEMAS
ETAPA SISTEMA ITENS ANALISADOS
1 Elétrico Chicotes, sensores, solenoides,
conectores, interruptores, monitores,
fusíveis, relés, etc.
2 Eletrônico Módulo e bicos injetores.
3 Hidráulico Bombas, válvulas, solenoides e
componente eletro hidráulico.
4 Mecânico Eixo, engrenagens, rolamentos,
transmissões, etc.
FONTE: OS AUTORES, 2017.
A interpretação dos dados coletados a partir das etapas do sistema elétrico,
eletrônico, hidráulico e mecânico, comparados aos resultados com os valores de
referências disponíveis no manual do fabricante, permitiu a realização de uma análise
geral dos dados. A identificação de parâmetros fora do especificado assim como o laudo
técnico dos componentes que apresentam problemas impedindo o funcionamento correto
do trator foram apresentados ao cliente conforme modelo de relatório de serviço
representados pelas Figuras 9 e 10.
O relatório representa a comparação de valores de fábrica e do trator que foi
analisado, facilitando a visualização dos dados obtidos, para realização do serviço e
entendimento do cliente.
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FIGURA 9 - RELATÓRIO DE VISITA / LAUDO TÉCNICO
FONTE: PICOTECHNOLOGY, 2017 – ADAPTADOS PELOS AUTORES.
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FIGURA 10 - RELATÓRIO DE VISITA / LAUDO TÉCNICO FONTE: PICOTECHNOLOGY, 2017 – ADAPTADOS PELOS AUTORES.
2.6 REPRESENTAÇÃO DOS DADOS COLETADOS
Nesta seção serão discutidos e analisados os parâmetros obtidos a partir dos
dados coletados do trator T8.270 através das ferramentas de hardware e software. Os
dados e parâmetros são apresentados em forma de gráficos, o que permite uma melhor
interpretação do comportamento existente no funcionamento do trator e como esse
ISSN: 2316-2317 Revista Eletrônica Multidisciplinar - FACEAR 22
comportamento afeta nas características de funcionamento do conjunto do sistema de
transmissão.
No gráfico apresentado na Figura 11, gerado pelo software PicoScope6, a linha
vermelha representa a coleta da pressão da embreagem “C1” que corresponde o
resultado da pressão por estar dentro do ideal para o funcionamento correto da
transmissão. Ainda no mesmo gráfico, os números representam comportamentos que
são chamados de "eventos".
FIGURA 11 - ANALISE DE DADOS EMBREAGEM C1 E C3
FONTE: PICOTECHNOLOGY, 2017 – ADAPTADO PELOS AUTORES.
Neste gráfico indicado anteriormente, o evento “1” representa uma troca de
marcha das embreagens de Par para Ímpar, porém não trocou a embreagem já
pressurizada. O evento “2” representa a troca de embreagem de C1 linha vermelha para
C3 linha marrom que fará as próximas velocidades da transmissão, onde C1 é
despressurizada e o pacote C3 é pressurizado. O evento “3” mostra uma pequena
variação que representa uma compensação de pressão que o módulo da transmissão
comanda uma lógica de software para que não ocorra tranco na troca de marcha devido
a uma fuga interna de pressão4. O evento “4”, assim como o evento “1” representam uma
4 Fuga interna de pressão: é um vazamento interno de pressão na linha de pressão do sistema
hidráulico que não está atingindo a pressão ideal que é de 21 bar a 25 bar).
1 4
1
2
1
3
1
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troca de marcha, mostram que essa pequena variação é normal devido a outros pacotes
esvaziarem e encherem logo em seguida. A variação deve sempre estar inferior a 10bar
caso contrário ocorreria trancos durante as trocas de marcha ocasionando problemas em
longo prazo. A variação, como visto na figura, foi maior para o evento “4” do que para o
evento “1” devido a existência de um pequeno vazamento interno do pacote da C3. O
tempo de troca de marchas ocorre em milissegundos, o que justifica a utilização do
software PicoScope6 já que um manômetro analógico não teria como notar o tempo de
troca de marchas nem pico de pressão.
No gráfico apresentado na Figura 12 a embreagem da gama baixa representada
pela linha verde corresponde as marchas de 1ª a 7ª. O evento “1” representa uma troca
de marcha de 4ª para 5ª, embreagem C3 para C5, nota-se uma variação superior a 10bar
o que é crítico já que deveria ter uma linearidade de pressão mesmo durante a troca de
marchas de 4ª para 5ª. O evento “2” representa a troca de marchas de ímpar para par,
pequena variação aceitável. O evento “3”, mais crítico, mostra que há uma avaria que
pode ser um vazamento interno de pressão já que o módulo faz uma compensação de
pressão pois a troca de marchas não está sincronizada devido a fuga de pressão na
gama baixa que ao trocar de gama baixa para gama média, tende-se a normalizar.
FIGURA 12 - ANALISE DE DADOS EMBREAGEM GAMA BAIXA E GAMA MÉDIA FONTE: PICOTECHNOLOGY, 2017 – ADAPTADO PELOS AUTORES.
1
2 3
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Por último, como visto na Figura 13, a gama alta representada pela linha azul
indica uma avaria interna no anel de teflon localizado no eixo principal de embreagem por
não atingir a pressão ideal de 21bar a 25bar. Devido a pressão de 7,679bar não permitir
engatar as marchas de 13ª a 18ª, acionando por segurança, o freio de estacionamento
representado pela linha vermelha, despressurizando o sistema para que não ocorram
danos mais graves internamente na transmissão. A linha verde gama baixa e a linha
marrom gama média não foram pressurizados devido a lógica do software pois a gama
baixa e gama média só engatam marchas de 1ª a 12ª.
FIGURA 13 - ANALISE DE DADOS EMBREAGEM GAMA ALTA
FONTE: PICOTECHNOLOGY, 2017 – ADAPTADO PELOS AUTORES.
Os gráficos apresentados anteriormente representam os diferentes
comportamentos obtidos e coletados em campo em um trator modelo T8 e que a partir da
sua análise definiu quais os componentes do trator foram necessários de atuação. A
seguir serão apresentados os resultados quantitativos de comparação da efetiva
realização das manutenções e comparações de valores inerentes a essas manutenções.
1
ISSN: 2316-2317 Revista Eletrônica Multidisciplinar - FACEAR 25
2.7 ESTUDO COMPARATIVO
Com o objetivo de salientar as vantagens do software PicoScope6 foi elaborado
um estudo comparativo entre os custos de manutenção realizados no trator modelo T8
com e sem aplicação da ferramenta de diagnóstico. Primeiramente na Figura 14 é
indicado a quantidade de peças analisadas após o uso da ferramenta de diagnóstico. Em
condições atuais onde geralmente não são utilizadas ferramentas computacionais de
diagnóstico com parâmetros inseridos dos valores de referências disponíveis nos
manuais de serviços a quantidade de componentes trocados é bem superior, sendo que
na situação real analisada foram 31 peças trocadas. Ao analisar a quantidade de peças
trocadas quando usado a ferramenta de diagnóstico PicoScope6 a quantidade reduz a 5
peças. Essa diminuição na quantidade de peças reduzidas gera uma economia
considerável também no tempo de troca quanto nos valores agregados a cada peça
trocada, sem contar a mão de obra especializada necessária para execução das
manutenções. O tempo gasto para realização das atividades de mão de obra são
apresentadas na Figura 15. Esse tempo inferido pode ser explicado devido à redução
também da quantidade de peças a ser trocadas, devido seu monitoramento de
diagnóstico em tempo real permitir quantificar a perda de desempenho do sistema ao
cruzar as informações coletadas com os parâmetros inseridos dos valores de referências.
Para este comparativo foram utilizados dois relatórios de manutenção cedidos pelo
fabricante Pico Technology.
FIGURA 14 – ANÁLISE - NÚMERO DE PEÇAS FONTE: PICO TECHNOLOGY, 2017 - ADAPTADO PELOS AUTORES.
[NOME DA CATEGORIA]
[PORCENTAGEM] (31 PEÇAS)
[NOME DA CATEGORIA]
[PORCENTAGEM] (5 PEÇAS)
Análise - Número de Peças
SEM O SOFTWARE COM SOFTWARE
ISSN: 2316-2317 Revista Eletrônica Multidisciplinar - FACEAR 26
FIGURA 15 – ANÁLISE - HORAS DE MÃO DE OBRA
FONTE: PICO TECHNOLOGY, 2017 - ADAPTADO PELOS AUTORES.
Entretanto a análise a partir do uso do software PicoScope6 permitiu identificar o
problema em uma das válvulas remota eletro hidráulica do sistema de embreagem C1,
C3, C5 e Ré, sendo comum para outras embreagens também. Neste sistema de válvula
está localizado a solenoide de acionamento, pórticos para medida de pressão e anéis de
vedação, representado na Figura 16, da mesma máquina, indicou a necessidade de
substituição de apenas 5 peças, no valor total de R$45,52, sendo necessário 8 horas de
mão de obra para substituição das mesmas, equivalente a um dia de trabalho ou
R$984,00, totalizando entre peças e mão de obra o valor de R$1.029,52 para
manutenção do trator modelo T8 como apresentado na planilha da Figura 17.
[NOME DA CATEGORIA]
[PORCENTAGEM] (67,6 horas)
[NOME DA CATEGORIA]
[PORCENTAGEM] (8,00 horas)
Análise - Horas de Mão de Obra
SEM O SOFTWARE COM SOFTWARE
ISSN: 2316-2317 Revista Eletrônica Multidisciplinar - FACEAR 27
FIGURA 16 - VÁLVULA REMOTA ELETRO HIDRÁULICA
FONTE: MANUAL DE MANUTENÇÃO, 2009 – NEW HOLLAND.
Manutenção Com o Software - PicoScope6
Código da peça Quantidade Valor unitário Valor total
87014033 8 0,82 R$ 6,56
238-7016 8 1,13 R$ 9,04
238-7015 8 0,98 R$ 7,84
272217 48 0,36 R$ 17,28
511356 8 0,6 R$ 4,80
TOTAL R$ 45,52
Descrição da Mão de Obra por Atividade Utilizadas Horas Valor (R$) M. Obra Total
Reparos Solenoide 1,7 R$ 123,00 R$ 209,10
Reparos Diversos 4,5 R$ 123,00 R$ 553,50
Montagens e Testes 1,8 R$ 123,00 R$ 221,40
TOTAL R$ 984,00
OBS: Valor da Diária – min. 8:00h: R$ 984,00.
Quantidade Total de Peças R$ 45,52
Valor Total de Mão de obra por Atividades Utilizadas R$ 984,00
TOTAL 1029,52
FIGURA 17 - DESCRIÇÃO DE CUSTOS DE PEÇAS E MÃO DE OBRA COM O SOFTWARE FONTE: PICO TECHNOLOGY, 2017 - ADAPTADO PELOS AUTORES.
Na análise dos dados da manutenção sem o uso do software PicoScope6 como
apresentado na planilha representada na Figura 18, destacou-se que: 31 peças do trator
ISSN: 2316-2317 Revista Eletrônica Multidisciplinar - FACEAR 28
no valor de R$7.208,37 teriam de ser trocadas utilizando 67,6 horas de mão de obra
equivalentes a 8,45 diárias ao custo de R$8.314,80, totalizando R$15.523,17 entre o
valor das peças e mão de obra para realização da manutenção da máquina agrícola.
Manutenção Sem o Software - PicoScope6
Código da peça QTD Descrição R$ Unit. R$ Total Observações
84487937 1 FILTRO DE AÇO 417,99 417,99
87833564 1 FILTRO DE OLEO 161,37 161,37
MAT3540 7 MASTERTRAN 289,30 2.025,10
84532779 1 TUBO 192,86 192,86
1342641C1 1 JUNTA DE BORRACHA 10,72 10,72
139241C5 1 JUNTA DE BORRACHA 88,90 88,90
87421144 1 ANEL DE BORRACHA 3,87 3,87
9992298 4 O-RING 0,40 1,60
253385A2 1 JUNTA DE BORRACHA 33,01 33,01
47747093 2 TUBO 45,78 91,56
272217 8 ANEL DE BORRACHA 0,36 2,88
87433655 1 JUNTA DE BORRACHA 76,05 76,05
511356 2 ANEL DE BORRACHA 0,60 1,20
87424932 1 JUNTA DE BORRACHA 34,8 34,80
87622084 22 DISCO DE AÇO 13,34 293,48
86990276 22 CJ. DISCO DE AÇO 17,06 375,32
1286079C1 2 ANEL DE AÇO 10,61 21,22
1286081C1 7 ANEL DE BORRACHA 6,85 47,95
1286076C1 4 ANEL DE PLASTICO 7,23 28,92
1286083C1 5 ANEL DE BORRACHA 13,19 65,95
1285997C1 1 ROLAMENTO 177,89 177,89
1286079C1 3 ANEL DE ACO 10,61 31,83
1286024C1 3 ANEL DE AÇO 14,65 43,95
93137C1 1 ANEL O DE BORRACHA 11,2 11,20
93138C1 1 ANEL O DE BORRACHA 14,93 14,93
1286028C2 1 ANEL DE PLASTICO 11,04 11,04
1286077C1 1 ANEL DE PLASTICO 8,08 8,08
1285974C1 9 PLACA DE AÇO 92,16 829,44
84159174 9 DISCO DE FRICÇÃO 92,83 835,47
47459334 1 ENGRENAGEM 991,55 991,55
504290779 1 JUNTA DE SILICONE 146,17 146,17
504296783 1 JUNTA 132,07 132,07
TOTAL 7.208,37
Descrição da M. Obra por Atividade Utilizadas Horas Valor (R$) M. Obra Total
Reparo Solenoide 64,1 R$ 123,00 R$ 7.884,30
Reparos Diversos 2,5 R$ 123,00 R$ 307,50
Montagens e Testes 1 R$ 123,00 R$ 123,00
TOTAL R$ 8.314,80
Quantidade Total de Peças R$ 7.208,37
Valor Total de Mão de obra por Atividades Utilizadas R$ 8.314,80
TOTAL R$ 15.523,17 FIGURA 18 - DESCRIÇÃO DE CUSTOS DE PEÇAS E MÃO DE OBRA SEM O SOFTWARE
FONTE: PICO TECHNOLOGY, 2017 - ADAPTADO PELOS AUTORES.
ISSN: 2316-2317 Revista Eletrônica Multidisciplinar - FACEAR 29
Quando um cliente que possui um trator de 340hp, uma plantadeira de 45 linhas
que não possui sistema de fertilização, especialista em plantio só de sementes, planta
157 hectares em 2 turnos de 10 horas. O custo médio por hectare é de R$3.233,00 para
realizar o plantio. Se o cliente permanece com o trator parado por 20 horas, o custo total
que ele deixa de investir é de R$64.660,00 por dia como visto no estudo de impacto do
prejuízo de um produtor Figura 19, ao deixar o trator inoperante por estar em
manutenção, outro exemplo: uma colhedora que colhe em torno de 50 sacas de
sementes por hectare, ao preço médio de R$70,44, estará deixando de ganhar em torno
de R$552.954,00 (DIAS, 2016).
FIGURA 19 - ESTUDO DE IMPACTO DE PREJUÍZO – TRATOR EM MANUTENÇÃO
FONTE: ADAPTADO PELOS AUTORES.
O ponto principal para o plantio é a janela do plantio que depende da chuva,
depois da chuva, o agricultor tem até 7 dias para realizar o plantio senão a qualidade e
produtividade do grão cai drasticamente podendo o agricultor ter prejuízos na colheita
caso retarde o plantio devido à falta da manutenção simples do trator.
2.7.1 CONCLUSÃO DO ESTUDO COMPARATIVO
Pensando em manutenções ao longo da vida útil do trator, onde a partir das
análises gráficas de acompanhamento dos componentes da transmissão foi possível
identificar componentes com indícios de avarias, assim agindo em tempo hábil para evitar
-R$ 80.000,00
-R$ 60.000,00
-R$ 40.000,00
-R$ 20.000,00
R$ 0,00
R$ 20.000,00
R$ 40.000,00
R$ 60.000,00
R$ 80.000,00
Pre
juíz
os
&
L
ucr
os
Tempo
Trator em Operação
Trator em Manutenção
ISSN: 2316-2317 Revista Eletrônica Multidisciplinar - FACEAR 30
o desgaste ou degradação das peças ao postergar a manutenção preditiva com menor
custo de reparação conforme a planilha de custo de peças e mão de obra apresentadas
anteriormente. A não utilização do software de diagnóstico aliado aos serviços de
manutenções preditivas põe uma dúvida para o gestor de manutenção que não tem a
ideia de como a vida útil dos componentes estão ou mesmo de seu funcionamento.
Baseando-se na comparação entre os dados como visto na Figura 20, fica
notável que a manutenção preditiva utilizando o software de diagnóstico, determinou que
apenas as peças especificas a serem trocadas, somado ao custo de mão de obra,
totalizando R$1.029,52, foi significativamente menor que o valor total de R$ 15.523,17
orçado para manutenção corretiva, sem o uso do software.
FIGURA 20 - ANÁLISE – COMPARATIVO DO VALOR TOTAL
FONTE: ADAPTADO PELOS AUTORES.
3 CONCLUSÃO Com a expansão da tecnologia embarcada em máquinas agrícolas e seus
implementos para auxiliar os produtores rurais seja no mapeamento da propriedade rural
ou na aplicação de insumos com objetivos de reduzir os custos de produção aumentando
a produtividade, alguns produtores adquiriram equipamentos, porém, sem qualquer
capacitação ou conhecimento de todo o potencial da máquina, assim como as
ferramentas de diagnósticos de manutenção que prolongam a vida útil das peças
mecânicas, má operação do maquinário, maximizando o tempo de uso da máquina, a
produção e os ganhos líquidos agrícolas.
R$15.523,17
R$1.029,52 R$0,00
R$2.000,00
R$4.000,00
R$6.000,00
R$8.000,00
R$10.000,00
R$12.000,00
R$14.000,00
R$16.000,00
R$18.000,00
Sem o Software Com o Software
Comparativo do Valor Total
ISSN: 2316-2317 Revista Eletrônica Multidisciplinar - FACEAR 31
Estas tecnologias embarcadas vieram para beneficiar o produtor rural, de modo
a fazer o processo agrícola com menos mão de obra, diminuindo custos e aumentando o
rendimento com máquinas maiores, sem falar nos benefícios ao meio ambiente, que
estas tecnologias proporcionam, diminuindo a contaminação, e redução dos custos com
sobreposições de aplicações, aplicando somente o necessário onde se faz necessário.
Com a crescente inclusão da tecnologia embarcada, automatização de
processos industriais, máquinas agrícolas complexas e técnicas proporcionadas pelo uso
do software de diagnósticos que garantam segurança e confiabilidade aos equipamentos
cada vez mais exigidos. A crescente busca pela minimização dos prejuízos. Além de um
bom desempenho do equipamento livres de falhas, as estratégias de manutenção
tradicionais (corretiva e preventiva) não são as mais indicadas.
Foi apresentado inicialmente uma visão dos problemas, os principais objetivos, a
metodologia utilizada e principais resultados com o uso do software de diagnóstico aliado
a manutenção preditiva.
Considerando o critério adotado neste artigo, foi verificado a eficácia da análise
realizada com o uso da ferramenta de diagnóstico PicoScope6, dado a precisão das
informações coletadas, ressaltaram a aplicabilidade da ferramenta de diagnóstico, aliada
a manutenção preditiva evitando falhas, reduzindo custos de manutenção, aumentando a
confiabilidade do cliente.
4 REFERÊNCIAS
CUNHA, A. F. O que são sistemas embarcados. Saber Eletrônica, v.43, n.414, p.1-6, 2007.
BARREIRO, E. P. Un dia de campo con los nuevos tractores de las series T7 y T8 de New Holland. Vida Rural, p. 84-86, 2011.
BARREIRO, E. P. et. al., New Holland T8.350 a exámen, porte y transporte. Vida Rural, n.391, p. 18-29, 2015.
BERNARDI, A. C. C. et. al., Agricultura de precisão: Resultados de um novo olhar – Brasília: Embrapa, 2014, p.600. Disponível em: <https://www.embrapa.br/busca-de-noticias/-/noticia/2481405/livro-sobre-agricultura-de-precisao-esta-disponivel-para-acesso-gratuito/Agricultura de precisão: um novo olhar.pdf>. Acesso em 06 de maio de 2017.
DIAS, D. Soja: custo de produção 2016/17 aumenta em R$/há. Já em sacas/há continua o mesmo. Atenção produtor! Disponível em: <http://blogs.canalrural.com.br/danieldias/2016/07/26/soja-custo-de-producao-201617-aumentam-em-rha-ja-em-sacasha-continuam-os-mesmos-atencao-produtor/. Acesso em: 29 de outubro de 2017.
ISSN: 2316-2317 Revista Eletrônica Multidisciplinar - FACEAR 32
FLEX HANSA SKS HN FS 700. Disponível em: <http://cat.hansa-flex.com/pt/Acoplamentos/Engatesr%C3%A1pidos_face_plana/Conector/para_DNP_700_BAR/SKSHNFS700>. Acesso em 13 de outubro de 2017.
GUIMARÃES, A. A. Análise da norma ISO 11783 e sua utilização na implementação do barramento do implemento de um monitor de semeadora. 2003, 98p. Dissertação (Mestrado em Engenharia) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2003.
GUIMARÃES, A. A.; SARAIVA, A. M. O Protocolo CAN: Entendendo e Implementando uma Rede de Comunicação Serial de Dados baseada no Barramento “Controller Area Network”.2002, 10p. Artigo – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2002.
GUIMARÃES, A. A.; SARAIVA, A. M. O protocolo Internacional CAN Bus na comunicação de dados de sistemas agrícolas: presente e futuro. In: SAE BRAZIL CONGRESS, 12, 2003, São Paulo. Anais...SAE Brasil, 2003. Disponível em: <http://www.alexag.com.br/Artigos/SAE2003.pdf>. Acesso em: 20 de maio de 2017.
JORNAL NACIONAL. Mesmo com a economia em crise, a agropecuária avança no Brasil. Jornal Nacional. Edição do dia 11/06/2016. Disponível em: <http://g1.globo.com/jornal-nacional/noticia/2016/06/mesmo-com-economia-em-crise-agropecuaria-avanca-no-brasil.html>. Acesso em 24 de maio de 2017.
KARDEC, A.; NASCIF, J. Manutenção: função estratégica. 2 ed., Rio de Janeiro: Qualitymark Editora LTDA. 2004.
__________. Manutenção: função estratégica. 3 ed., Rio de Janeiro: Qualitymark Editora LTDA. 2010.
LAPORTA, T.; SOARES, D.; GIMENES, E. Agro: Safra recorde reanima a economia e salva o PIB do 1º trimestre. Editorial G1. Disponível em: <http://g1.globo.com/economia/agronegocios/noticia/safra-recorde-de-graos-reanima-a-economia-e-salva-o-pib-do-1-trimestre.ghtml>. Acesso em: 05 de junho de 2017.
LEITE, F. et. al., Estudo do funcionamento de uma caixa de transmissão e seus componentes. In: XIX Congresso Nacional de Estudantes de Engenharia Mecânica. São Carlos, p. 1-5, 2012. MATTOSO, J. Tecnologia e emprego: uma relação conflituosa. São Paulo em perspectiva, v. 14, n. 3, p. 115-123, 2000.
MEMORIA, DOCUMENTO I.; GONZALO, L. A., 7.3 Diagrama de Flujo. Desarrollo de una aplicación informática para el cálculo de indicadores ambientales (huella de carbono) en actividades agricolas a partir de los cuadernos digitales de explotación (CDE), p. 58, 2015.
MIRSHAWKA, V.; OLMEDO, N. L. Manutenção combate aos custos da não-eficácia-A vez do Brasil. São Paulo: Ed. Makron Books do Brasil, 1993.
MONTANHA, G. K.; GUERRA, S. P. S. Agricultura de precisão reduz perdas na
lavoura de cana. São Paulo: NEMPA, 2010. Disponível em:
<http://www.nempa.com.br/skin/default/arquivos/artigos/8/artigo_Gustavo_Montanha.pdf
>. Acesso em 14 de maio de 2017.
ISSN: 2316-2317 Revista Eletrônica Multidisciplinar - FACEAR 33
MOYA, G. A. et. al., New Holland T8.330, la gestión integral de motor y transmisiones a
examen. Vida Rural, n. 352, p. 24-30, 2012.
MURAI. P. R.; SATO, G. Y., Sistemas embarcados automotivos: artigos do curso de especialização em sistemas embarcados para indústria automotiva, 1 ed. Curitiba – PR: CRV, 2016.
NEW HOLLAND. TRANSMISIÓN Transmisión variable continua (CVT). Manual de Mantenimiento, p. c.20 g., 2009
NEW HOLLAND TRATORES T8. Disponível em:http://agriculture1.newholland.com/lar/pt-br/equipamento/produtos/tratores/t8/especificacoes-tecnicas>. Acesso em 13 de outubro de 2017.
OKNASEN, T. et al., ISSO 11783-Standard and its implementation.IFAC Proceedings
Volumes, v.38, n.1, p.69-74, 2005.
OMALLEY, J., Análise de circuitos. Bookman Editora, 1993.
OTANI, M.; MACHADO, W. V., A proposta de desenvolvimento de gestão da manutenção industrial na busca da excelência ou classe mundial. Revista Gestão Industrial, v.4 n.2, 2008.
PICOTECHNOLOGY. PicoScope Software. Disponível em: <https://www.picotech.com>. Acesso em 20 de maio de 2017a.
__________. PicoScope 6000 Series. Disponível em: <https://www.picotech.com/oscilloscope/6000/Picoscope-6000-overview>. Acessado em 20 de maio de 2017b.
PRADO FILHO, H. R. Manutenção preditiva: acompanhando as condições dos equipamentos. Disponível em: <https://qualidadeonline.wordpress.com/2010/03/08/manutencao-preditiva-acompanhando-as-condicoes-dos-equipamentos/>. Acesso em 24 de junho de 2017. SANTI, G. et. al., Anaerobic digestion of com silage on a commercial scale: Differential utilization of its chemical consttuents and characterization of the solid digestate. Biomass and Bioenergy, v. 83, p. 17-22, 2015.
SANTOS, D. F.; SANTOS, R. C.; CATAPAN, A. ADMINISTRAÇÃO DO AGRONEGÓCIO
NO BRASIL. 1. Ed, - Curitiba PR: Editora CRV, 2014.
SARAIVA, A. M.; CUGNASCA, C. E., Redes de comunicação serial em máquinas agrícolas: uma revisão. Revista Brasileira de Agro informática, Campinas, v. 8, n. 1, p. 17-35, 2006.
SOUSA, R. V.; LOPES, W. C.; INAMASU, R. Y.; Automação de máquinas e implementos agrícolas: eletrônica embarcada, robótica e sistema de gestão de informação. Automação de máquinas e implementos agrícolas, Parte IV - Capítulo 11, p. 215-232, 2014.
ISSN: 2316-2317 Revista Eletrônica Multidisciplinar - FACEAR 34
STONE, M. L. et. al., ISO 11783: An electronic communications protocol for agricultural equipment. ASAE Distinguished Lecture, v. 23, p. 7-10, 1999.
STRAUSS, C.; CUGNASCA, C. E.; SARAIVA, A. M. Protocolos de Comunicação para Equipamentos Agrícolas. CONAI, São Paulo, 1998.
TSCHIEDEL, M.; FERREIRA, M.F. Introdução à agricultura de precisão: conceitos e vantagens. Ciência Rural, Santa Maria, v.32, n. 1, p. 159-163, fev. 2002.
VASYLIEVA, N.; PUGACH, A., Economic assessment of technical maintenance in grain production of Ukrainian agriculture. Bulgarian Journal of Agricultural Science, v. 23, n. 2, p. 198-203, 2017.
XAVIER, J. N.; DORIGO, L. C., A importância da gestão na manutenção ou Como evitar as ‘armadilhas’ na gestão de manutenção. 20 Congresso Brasileiro de Manutenção, Belo Horizonte, 2005.
ZAMONER, N. A. F.; SATO, G. Y., Sistemas embarcados automotivos: artigos do curso de especialização em sistemas embarcados para indústria automotiva, 1 ed. Curitiba – PR: CRV, 2016.