DESEMPENHO OPERACIONAL DO ARADO DE DISCO SUBMETIDO A
QUATRO (4) VELOCIDADES NO PREPARO DO SOLO PARA CULTIVO
AGRICOLA NO DISTRITO DE MOCUBA
Jaime Jorge Lacerda Casamento
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DESEMPENHO OPERACIONAL DO ARADO DE DISCO SUBMETIDO A QUATRO (4) VELOCIDADES NO PREPARO DO SOLO PARA CULTIVO AGRICOLA NO DISTRITO DE MOCUBA, Teses (TCC) de Mecânica
O preparo do solo visa criar condições adequadas para instalação e desenvolvimento de culturas, por meio de mobilização de camada do solo. O desempenho operacional das máquinas e implementos agrícolas é importante no diagnóstico do sistema de maneio de solo com menor demanda energética, custo de produção agrícola e consequente aumento da qualidade do trabalho.
Tipologia: Teses (TCC)
2021
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DESEMPENHO OPERACIONAL DO ARADO DE DISCO SUBMETIDO A
QUATRO (4) VELOCIDADES NO PREPARO DO SOLO PARA CULTIVO
AGRICOLA NO DISTRITO DE MOCUBA
Jaime Jorge Lacerda Casamento
UNIVERSIDADE ZAMBEZE
FACULDADE DE ENGENHARIA AGRONÓMICA E FLORESTAL
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AGRONÓMICA
DESEMPENHO OPERACIONAL DO ARADO DE DISCO SUBMETIDO A
QUATRO (4) VELOCIDADES NO PREPARO DO SOLO PARA CULTIVO
AGRICOLA NO DISTRITO DE MOCUBA
Jaime Jorge Lacerda Casamento
Mocuba 2019
DECLARAÇÃO DE AUTORIA
Eu, Jaime Jorge Lacerda Casamento , declaro que esta dissertação é resultado do meu próprio trabalho e está a ser submetida para a obtenção do grau de Licenciatura na Universidade Zambeze, Mocuba. A mesma não foi submetida antes para obtenção de nenhum grau ou para avaliação em nenhuma outra Universidade.
______________________________________________ (Jaime Jorge Lacerda Casamento)
Mocuba, ______/______________/ 2019
ÍNDICE
Conteúdo Páginas
DEDICATÓRIA .......................................................................................................................... i AGRADECIMENTOS ............................................................................................................... ii EPÍGRAFE ................................................................................................................................iii RESUMO .................................................................................................................................. iv ABSTRACT ............................................................................................................................... v LISTA DE FIGURAS, TABELAS E EQUAÇÕES.................................................................. vi LISTA DE APÊNDICES ......................................................................................................... vii LISTA DE SÍMBOLOS, UNIDADES DE MEDIÇÃO, LISTA DE SIGLAS, ACRÓNIMOS E LISTA DE ABREVIATURAS ............................................................................................viii I. INTRODUÇÃO .................................................................................................................. 1 1.1. Problema................................................................................................................... 2 1.2. Justificativa............................................................................................................... 2
1.3. Objectivos ........................................................................................................................ 3 1.3.1. Gerais ....................................................................................................................... 3 1.3.2. Específicos ............................................................................................................... 3 1.4. Hipótese.................................................................................................................... 3
II. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................................... 4 2.1. Desempenho operacional: conceito e importância de estudo .......................................... 4 2.2. Arados ou charruas .......................................................................................................... 4 2.2.1. Quanto ao tipo: ......................................................................................................... 5 2.2.1.1. Arados de discos ............................................................................................... 5 2.2.2. Quanto ao tipo de acoplamento ao tractor ................................................................ 6 2.2.3. Quanto ao bordo dos discos ..................................................................................... 6 2.2.4. Conforme a movimentação dos órgãos activos ........................................................ 6
2.3. Componentes dos arados de discos ................................................................................. 7 2.4. Descrição dos Discos ....................................................................................................... 7 2.4.1. Principais diferenças entre as charruas de discos e de aivecas ............................. 8
2.5. O engate de charruas........................................................................................................ 9 2.5.1. O engate aos três pontos ........................................................................................... 9
i
DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho ao meu Cunhado Joaquim Massinguira, pois sem ele não chegaria onde cheguei.
iii
EPÍGRAFE
“[...] Talvez não tenha conseguido fazer o melhor, mas lutei para que o melhor fosse feito, não sou o que deveria ser, não sei o que irei ser, mas, graças a Deus, não sou o que eu era. [...]”.
Martin Luther King
iv
RESUMO
O preparo do solo visa criar condições adequadas para instalação e desenvolvimento de culturas, por meio de mobilização de camada do solo. O desempenho operacional das máquinas e implementos agrícolas é importante no diagnóstico do sistema de maneio de solo com menor demanda energética, custo de produção agrícola e consequente aumento da qualidade do trabalho. Assim, o objectivo do trabalho foi avaliar o desempenho operacional do arado de disco submetidos a quatro (4) velocidades no preparo do solo para cultivo agrícola no distrito de Mocuba, velocidade 1 (realizado no bloco 1), velocidade 2 (realizado no bloco 2), velocidade 3 (realizado no bloco 3), e velocidade 4 (realizado no bloco 4), mediante as seguintes velocidades 5km/h, 6km/h, 7km/h, 8km/h respectivamente, sendo que cada bloco era composto por uma área experimental de 3.5m x 80m, esta operação foi constituída de aração (arado de disco), trabalhando a uma profundidade de 15 cm e 1 m de largura de trabalho. Os parâmetros avaliados foram: capacidade de campo teórico, efectivo, eficiência de campo e potência da barra. Os dados foram analisados com base no pacote Microsoft office (excel 2010). A velocidade 4 apresentou maior capacidade de campo teórica, maior capacidade de campo efectiva, maior eficiência de campo, melhor desempenho operacional e maior potência da barra, conclui-se no entanto, que a velocidade 4 (8km/h), mais se adequa aos solos usados no estudo e que a capacidade de campo efectiva tem maior contributo na eficiência de campo.
Palavras-chave: Desempenho, velocidade, eficiência, Potência, Efectiva
vi
- 2.6. Tractor
- 2.6.1. Tractores Agrícolas
- 2.6.2. Evolução dos tractores
- 2.6.3. Funções Básicas de um Tractor
- III. MATERIAL E MÉTODOS
- 3.1. Descrição da área de estudo...........................................................................................
- 3.1.1. Dados sobre o clima
- 3.1.2. Predominância de solos do distrito.........................................................................
- 3.1.3. Geologia
- 3.1.3. Descrição do ensaio
- 3.1.4. Colecta e analise de dados
- 3.2. PARÂMETROS AVALIADOS
- 3.2.1. Capacidade de campo Teórica (CcT)
- 3.2.2. Capacidade de Campo Efectiva (CcE)
- 3.3. Eficiência de Campo (Ec)
- 3.4. Tempo total de campo (TTC)
- 3.4.1. Tempo operacional efectiva (ToE)
- 3.4.2. Tempos perdidos
- 3.5. Força de tracção (P)
- 3.5.1. Potência nominal no motor dos tractores
- IV. RESULTADO & DISCUSSÃO
- 4.1. Capacidades operacionais
- capacidade operacional
- 4.2.1. Capacidades de campo teórico
- 4.2.2. Capacidades de campo Efectiva
- 4.3. Eficiência de campo.......................................................................................................
- 4.4. Potência da barra
- V. CONCLUSÕES
- VI. RECOMENDAÇÕES....................................................................................................
- VII. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
- VIII. APÊNDICE
- Figura 1: Mapa de localização do distrito de Mocuba e área de estudo, LISTA DE FIGURAS, TABELAS E EQUAÇÕES
- Tabela 1: Característica técnica do tractor
- Tabela 2: Característica técnica do arado
- Tabela 3: Capacidade de campo teórica
- Tabela 4: Capacidade de campo efectiva (velocidade 1)
- Tabela 5: Capacidade de campo efectiva (velocidade 2)
- Tabela 6: Capacidade e campo efectiva (velocidade 3)
- Tabela 7: Capacidade de campo Efectiva (velocidade 4)
- Tabela 8: Eficiência de campo..................................................................................................
- máquinas e implementos agrícolas Tabela 9: Velocidade de trabalho e eficiências de campo (Ec%) para operações com diferentes
- Tabela 10: Potência da barra
- Equação 1: Capacidade de campo teórica
- Equação 2: Capacidade de campo efectiva...............................................................................
- Equação 3: Eficiência de campo
- Equação 4: Tempo total do campo
- Equação 5: Forca de tracção
- Equação 6: Potência da barra....................................................................................................
vii
LISTA DE APÊNDICES
Apêndice 1: Cronograma de actividades .................................................................................. 27 Apêndice 2: Layout do ensaio .................................................................................................. 28 Apêndice 3: Tempo total do campo .......................................................................................... 29 Apêndice 5: Fotografias Ilustrativas do Ensaio ........................................................................ 30
Desempenho operacional de arado de disco submetido a quatro velocidades no preparo do solo no distrito de Mocuba
Jaime Jorge Lacerda Casamento-FEAF Página 1
I. INTRODUÇÃO
Devido ao aumento da demanda por produtos florestais e agrícolas, a mecanização tornou-se uma peça importante na busca do aumento da produtividade e do controle mais efectivo dos custos, influenciando na redução da dependência de mão-de-obra além da melhoria das condições de trabalho no sector florestal e agrícola (BURLA, 2008).
Uma das formas de maior utilização da mecanização é no preparo do solo, que tem como objectivo oferecer ambiente adequado para o crescimento e desenvolvimento das plantas, permitindo produção económica e evitando a degradação do solo (BALASTREIRE, 1987).
O conhecimento sobre o desempenho e a capacidade de trabalho das máquinas agrícolas é fundamental no gerenciamento de sistemas agrícolas mecanizados, auxiliando na tomada de decisões, visando sua optimização (MOLIN et al ., 2006).
A velocidade de deslocamento e a heterogeneidade dos solos são factores relevantes na avaliação da eficiência e do desempenho operacional de conjuntos motomecanizados. A velocidade de deslocamento, em ensaios de máquinas, é um parâmetro que deve ser avaliado exclusivamente em função da qualidade do trabalho executado (MIALHE, 1996).
Segundo PEQUENO et al. (2012), as capacidades de campo teórica e efectiva, bem como a potência do conjunto tractor-arado na mobilização de solos argilosos apresentam dependência com a variação da velocidade enquanto a força de tracção apresenta-se relacionada com o ângulo de tracção e a profundidade efectiva de trabalho.
Para aumentar a velocidade de deslocamento em pequenas proporções, normalmente o operador eleva a rotação de trabalho, resultando em queda de torque do motor e aumento no consumo de combustível. (ALMEIDA, 2010).
A velocidade de deslocamento altera o desempenho do tractor visto que afecta directamente o consumo de combustível. Avaliaram o consumo de combustível de um tractor em função da velocidade de trabalho e observaram que o aumento da velocidade de deslocamento reduziu o consumo específico (LOPES et al ., 2003).
Desempenho operacional de arado de disco submetido a quatro velocidades no preparo do solo no distrito de Mocuba
Jaime Jorge Lacerda Casamento-FEAF Página 2
1.1. Problema
A velocidade de deslocamento é um dos factores que mais afecta o desempenho do conjunto tractor-implemento, sendo que o uso inadequado da velocidade de deslocamento usando arado no preparo do solo pode limitar a qualidade das operações, maiores gastos de combustível afectando assim directamente nos custos das operações.
1.2. Justificativa
A velocidade de deslocamento é um dos factores de extrema importância no planeamento das operações agrícolas, influenciando directamente no desempenho dos tractores. A correta escolha da velocidade de deslocamento é fundamental para a qualidade das operações, monitoramento do requerimento de potência, desligamento das rodas motrizes e eficiência de tracção (MOLIN et al ., 2014). MELLO e MAGALHÃES (1995) analisando o consumo de combustível de tractor-equipamento (arado de discos) verificaram que o consumo de combustível diminui à medida que a velocidade aumenta, sem apresentar alterações no ângulo de ataque horizontal; atribuindo-se tal fato à melhor eficiência do conjunto tractor-arado, pois o aumento da velocidade para a mesma exigência de tracção proporciona aumento na demanda de potência, com melhor aproveitamento do combustível.
Visto que os agricultores do distrito de Mocuba usam uma velocidade que varia de 6 a 7km/h, surge a necessidade da realização do presente estudo, este contribuirá na identificação da melhor velocidade de deslocamento, que pode ser uma decisão determinante na obtenção do melhor desempenho operacional no sentido de reverter a situação actual, garantir melhor qualidade das operações, bem como reduzir os gastos das operações.
Desempenho operacional de arado de disco submetido a quatro velocidades no preparo do solo no distrito de Mocuba
Jaime Jorge Lacerda Casamento-FEAF Página 4
II. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1. Desempenho operacional: conceito e importância de estudo
Define-se desempenho operacional das máquinas agrícolas como um conjunto complexo de informações que determinam as características ao executarem operações sob determinadas condições de trabalho. Essas informações podem ser relativas à qualidade e quantidade de trabalho e dinâmicas, relativas à potência e a velocidade de trabalho. A avaliação das características operacionais, no caso dos tractores e implementos agrícolas, é feita pela capacidade de campo, a qual é estimada pela área trabalhada em uma unidade de tempo (FESSEL, 2003).
Para RICHEY et al. (1961) a capacidade de trabalho ou de campo das máquinas agrícolas é função dos seguintes factores:
a) Largura de trabalho da máquina , que pode ser afectada pela largura medida da máquina e pela percentagem da largura da máquina realmente usada; b) Velocidade de deslocamento , que pode ser afectada pela exigência de potência da máquina traccionada; potência fornecida pela unidade de tractor; resistência ao rolamento; inclinação do terreno; qualidade do trabalho; rugosidade do terreno; obstáculos, etc; c) Percentagem de tempo parado ou não operado devido ao tempo gasto em translados para ou dentro do terreno a ser trabalhado; tempo gasto em viragens ou manobras nas extremidades do campo; abastecimento das máquinas, por exemplo, semeadoras e/ou adubadoras; descarregamento de produtos colhidos; lubrificação e reabastecimento de combustível; ajuste ou regulagem das máquinas; afiação das ferramentas de corte durante a execução da operação; reposição das partes desgastadas; embuchamentos, quebras. Desses factores, a percentagem do tempo de paradas é a mais difícil de se avaliar.
2.2. Arados ou charruas
De acordo com BRIOSA (1973), sua função é realizar as funções primárias do preparo do solo, bem como controlar as plantas que concorrerão com a cultura a ser implantada em termos de espaço, fertilidade, unidade e luminosidade, e propiciar ao solo melhores condições de aeração, infiltração, armazenamento de água e homogeneização da fertilidade.
Os arados podem ser classificados segundo vários aspectos:
Desempenho operacional de arado de disco submetido a quatro velocidades no preparo do solo no distrito de Mocuba
Jaime Jorge Lacerda Casamento-FEAF Página 5
2.2.1. Quanto ao tipo:
Arados de aivecas: é constituído por relha, aivecas e costaneira, fixadas a uma coluna, devendo apresentar facão ou sega circular; Arados de discos: é constituído por discos e cubos fixados a uma coluna, possuindo roda estabilizadora (BRIOSA, 1973).
2.2.1.1. Arados de discos
O arado de discos apareceu em substituição aos arados de aivecas e sua origem teve como ponto de partida a grade de discos. Este tipo de arado é uma das máquinas mais estudadas e aperfeiçoadas pelos engenheiros, técnicos e fabricantes de maquinaria agrícola (BALASTREIRE, 1987).
Foi construído para ser usado em terrenos secos e duros, porém não pode-se desprezar o uso do arado de aivecas pela simples razão de que nenhum arado de um só tipo e tamanho pode preparar todos os tipos de solo, nem ser utilizado em todas as estações do ano com iguais resultados (BALASTREIRE, 1987).
Eles apresentam como principal vantagem, quando comparados com os de aiveca, o fato de possuírem como órgãos activos, os discos que, para executar sua função, trabalham com um movimento de rotação e, portanto, são menos susceptíveis a impactos, uma vez que, ao encontrar um obstáculo qualquer, o disco rola sobre o mesmo, diminuindo a influencia do impacto sobre a estrutura. Também são preferíveis para solos pegajosos e com terra endurecida (BALASTREIRE, 1987).
Os arados de discos continuam operando, mesmo depois que seus órgãos activos tenham sofrido um desgaste considerável, podendo ser utilizados em solos abrasivos sem perda da sua eficiência. Já as relhas do arado de aiveca, quando desgastadas, perdem suas características técnicas e há necessidade de repará-las ou substituí-las para que possam continuar operando, o que faz com que os arados de aiveca não possam ser utilizados em solos abrasivos. No entanto, o arado de discos não realiza o tombamento da leiva ou da cobertura da vegetação de superfície de maneira tão perfeita quanto o arado de aiveca (BALASTREIRE, 1987).
O arado de disco e formado pelos discos, cubo e coluna. E acoplado ao tractor por meio dos três pontos. Os discos são em números e tamanhos diferentes, apresentando o formato de uma