Exercícios de mecanização 2024 - ajustado 10 03 24

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<p>1</p><p>PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO PARANÁ</p><p>ESCOLA DE MEDICINA E CIÊNCIAS DA VIDA</p><p>CURSO DE AGRONOMIA</p><p>Disciplina: Máquinas e Motores Agrícolas Período: 3º Semestre: 1º de 2024</p><p>FUNDAMENTOS DE MECANIZAÇÃO - CÁLCULOS</p><p>1 - FUNDAMENTOS</p><p>a) Capacidade de trabalho dos conjuntos de mecanização</p><p>Sempre se refere a um trabalho executado por um tempo, ou seja, sempre re-</p><p>sulta em algo como produção (m²; ha; sacas; litros; @; ...) por tempo (dia, hora, mi-</p><p>nuto, segundo, ...), por exemplo: m²/hora; ha/hora; sacas/dia;</p><p>Note que este conceito abrange vários tipos de máquinas, tanto estacionárias,</p><p>motobombas, trilhadoras estacionárias (capacidade de produção), secadores de</p><p>grãos, teares, ... (capacidade de manipulação). Como de conjunto trator + equipa-</p><p>mento ou de colhedoras (capacidade de campo),</p><p>Para o caso da Disciplina de Máquinas e Motores, o foco é o cálculo do desem-</p><p>penho de máquinas agrícolas em operações à campo, ou seja, capacidade de campo.</p><p>Existem três capacidades a serem determinadas:</p><p>1) Capacidade de campo teórica, ou Capacidade de campo nominal, ou sim-</p><p>plesmente Capacidade teórica (Cct): que considera a largura do equipamento</p><p>e a velocidade de operação.</p><p>Para calcular a Cct, pode ser usada a seguinte fórmula:</p><p>Cct = L x V</p><p>onde L = largura e V = velocidade.</p><p>Para que o cálculo seja correto é preciso deixar os dois fatores com as mesmas</p><p>unidades, por exemplo m (metro) para largura e m h-1 (metro por hora) para velocidade</p><p>Neste caso teremos → Cct = m x m h-1 ➔ Cct = m² h-1</p><p>Para expressar em ha h-1, basta dividir o resultado anterior por 10.000 m² ha-1</p><p>Deste modo teremos → Cct = ha h-1</p><p>2) Capacidade de campo efetiva, ou simplesmente Capacidade efetiva (Cce):</p><p>que considera somente o trabalho realizado à campo</p><p>Para calcular a Cce, pode ser usada a seguinte fórmula:</p><p>Cce = L x V x ef</p><p>onde L = largura, V = velocidade e ef = Coeficiente de eficiência.</p><p>2</p><p>Para que o cálculo seja correto é preciso deixar os dois fatores com as mesmas</p><p>unidades, por exemplo m (metro) para largura e m h-1 (metro por hora) para velocidade</p><p>e coeficiente de eficiência (decimal)</p><p>Neste caso teremos → Cce = m x m h-1 x 0,?? ➔ Cce = m² h-1</p><p>Para expressar em ha h-1, basta dividir o resultado anterior por 10.000 m² ha-1</p><p>Deste modo teremos → Cce = ha h-1</p><p>Outra maneira de calcular a Cce é usando a seguinte fórmula</p><p>Cce =</p><p>L x V x ef</p><p>10</p><p>Nesta fórmula, devem ser usadas as seguintes unidades: L = m; V = Km-1; ef =</p><p>decimal</p><p>3) Capacidade total (Ct): que considera todos os movimentos, desde a retirada</p><p>da máquina do galpão, até o retorno no final do dia.</p><p>b) Coeficiente de Eficiência</p><p>Uma vez que existem diferenças entre as diversas capacidades de trabalho, é</p><p>possível determiná-las através do cálculo do coeficiente de eficiência.</p><p>Qualquer cálculo é sempre em referência a capacidade teórica da operação. En-</p><p>tão, pode-se calculá-la desta maneira:</p><p>Eftempo(%) =</p><p>tempo teórico (menor) x</p><p>100 tempo efetivo (maior)</p><p>Ou ainda</p><p>Efprodução(%) =</p><p>produção efetiva (menor) x</p><p>100 produção teórica (maior)</p><p>3</p><p>2 - TRANSFORMAÇÕES DE UNIDADES</p><p>1 ha = 10.000 m²</p><p>1,5 ha = 15.000 m²</p><p>1 alqueire paulista = 24.200 m²</p><p>1 alq. = 2,42 ha</p><p>1” polegada = 2,54 cm</p><p>1 ft (pé) = 12” = 30,48 cm (± 30,5 cm)</p><p>1 h (hora) = 60 min = 3.600 s.</p><p>1 m = 100 cm</p><p>1 cm = 10 mm</p><p>1 km = 1.000 m</p><p>1 m³ = 1.000 l</p><p>1 L = 1 dm³</p><p>1 cm³ = 1 mL</p><p>1 kg = 1.000 g</p><p>1 t = 1.000 kg</p><p>1 @ = 15 kg</p><p>d = densidade (relação massa/vo-</p><p>lume)</p><p>expresso em g cm-3 ou kg m-3</p><p>ppm = parte por milhão</p><p>NÃO ESQUEÇA DESTA TABELA</p><p>Unidade Mega quilo hecto deca deci centi mili micro Nano</p><p>Símbolo M k h dc d c m N</p><p>Conversão x 106 x 103 x 102 x 10 x 10-1 x 10-2 x 10-3 x 10-6 X 10-9</p><p>3 - EXERCÍCIOS E PROBLEMAS DE TRANSFOMAÇÃO DE UNIDADES</p><p>1) Um trator está trabalhando a uma velocidade de 0,3 m s-1. Após três horas, qual a distân-</p><p>cia total percorrida em m e km? 3.240 m; 3,24 km</p><p>2) Considere que o trator do exercício anterior está acoplado com um arado de discos, com</p><p>largura total de 4 ft. Qual a área trabalhada em m² e ha? 3.950,208 m2; 0,395 ha</p><p>3) Um trator está operando a 0,5 m s-1. Qual a sua velocidade em km h-1? 1,8 km h-1</p><p>4) No catálogo de um distribuidor de esterco líquido está especificado que o mesmo tem a</p><p>capacidade de transportar 3.125 L. Qual a sua capacidade em m³, dm³ e cm³. 3,125 m³; 3.125</p><p>dm³; 3.125.000 cm³</p><p>5) Uma lavoura de 8,5 km², produziu 6.800 Mg de milho. Qual a área da lavoura em m² e ha?</p><p>8.500.000 m²; 850 ha. Qual a produção da lavoura em kg e t? 6.800.000 kg; 6.800 t Qual a produ-</p><p>tividade média da área em kg ha-1 e t ha-1? 8.000 kg ha-1; 8 t ha-1</p><p>6) Qual o volume de uma tonelada de silagem, cuja densidade é 0,65 Mg m-3? 1,53846 m-3</p><p>7) Possuo um silo com 650 m³. Supondo uma silagem de milho (d = 0,6 g cm-3), quantas</p><p>toneladas é a capacidade do silo? 390 t.</p><p>4</p><p>4 - EXERCÍCIOS E PROBLEMAS DE CAPACIDADE DE CAMPO E EFICIÊNCIA DE OPERAÇÃO</p><p>8) Qual a Capacidade de campo efetiva de trabalho por hora (ha h-1) de um conjunto trator-</p><p>arado ao se operar à velocidade de 4,8 km h-1? O arado utilizado é de três discos com 30 cm</p><p>de largura de corte por disco e capacidade operacional de 75%. 0,324 ha h-1</p><p>9) Um agricultor dispõe de 50 dias para realizar serviços de aração. Conta com um trator que</p><p>pode desenvolver 5,4 km h-1 tracionando um arado de três discos com largura total de corte</p><p>igual a 0,85 m.</p><p>Qual a área total (ha)capaz de ser arada naquele período, contando com jornadas diárias de</p><p>8 horas de trabalho e coeficiente de eficiência de 75 %? 137,7 ha</p><p>10) Que velocidade (Km h-1)de gradagem deveria utilizar o agricultor do problema anterior</p><p>para realizar uma gradagem dupla na área lavrada se ele dispõe de 25 dias de 8 horas de</p><p>trabalho e uma grade niveladora com 2,80 m de largura de trabalho, observando um coefi-</p><p>ciente de eficiência de 80%? 6,147 km h-1</p><p>11) Considere o seguinte caso: um tratorista numa operação de aração, usando de arado</p><p>reversível de 3 discos (Largura = 55”), numa velocidade de operação de 0,6 m s-1 levou 05h23</p><p>horas para arar 1 ha. Qual a eficiência em % da operação? 61,56 %</p><p>12) Uma grade niveladora “off-set” de arrasto apresenta os seguintes dados:</p><p>área trabalhada = 8.550 m²</p><p>largura de corte nominal = 3.440 mm</p><p>largura de corte efetiva = 3.288 mm</p><p>velocidade de operação = 7,5 km h-1</p><p>tempo efetivo = 25 min</p><p>tempo total de campo = 35 min</p><p>Determinar:</p><p>a) a Capacidade de campo teórica; 2,58 ha h-1 (largura nominal)</p><p>b) a Capacidade de campo efetiva; 2,466 ha h-1 (largura efetiva)</p><p>c) a Eficiência da operação no campo; 83,20 % (tempo efetivo);</p><p>c) a Eficiência total. 59,43% (tempo total)</p><p>13) Um produtor possui um trator sobre rodas e uma semeadora de sete linhas. A velocidade</p><p>de trabalho é de 4 km h-1, o espaçamento entre linhas 0,45 m e a eficiência da operação é</p><p>65 %. A partir destes dados calcule: Capacidade de campo teórica 1,26 ha h-1 e Capacidade</p><p>de campo efetiva 0,819 ha-1.</p><p>14) Qual área total (ha) é capaz de ser semeada e adubada por um trator trabalhando a 5 km</p><p>h-1 e uma semeadora adubadora de seis linhas espaçadas de 50 cm, com um coeficiente de</p><p>eficiência de 65% em um período de dois meses com 10 horas de trabalho por dia? 585 ha</p><p>15) Qual a largura efetiva de trabalho de uma colhedora de cereais (m e ft), para se obter</p><p>uma capacidade de campo efetiva de 1,15 ha h-1, operando a uma velocidade de 8 km h-1</p><p>com uma eficiência de campo de 70 %? 2,053 m e 6,737 ft</p><p>16) Qual a largura efetiva da barra de corte de uma segadora (m), para proporcionar uma</p><p>capacidade de campo efetiva de 1,15 ha h-1, se o conjunto trator e segadora opera a 8 km h-</p><p>1 e a eficiência de campo é de 80 %? 1,797 m</p><p>5</p><p>17) Qual a Capacidade de campo efetiva de trabalho (ha h-1) de uma colhedeira automotriz</p><p>trabalhando a 4,8 km h-1, com uma plataforma de corte de 12 ft e um coeficiente de eficiên-</p><p>cia de 70 %? 1,229 ha</p><p>h-1</p><p>18) Considerando a Ce da máquina do problema anterior, qual a área total capaz de ser</p><p>colhida num período de 30 dias, considerando com 10 horas de trabalho diário? 368,68 ha</p><p>19) Um produtor foi colher soja e ao final do dia coletaram-se os seguintes dados.</p><p>Área - 8 ha</p><p>Colhedora: - largura da plataforma = 14 ft</p><p>- velocidade de trabalho = 0,8 m s-1</p><p>Tempos: - duas viagens (idade e volta) do barracão até a área = 1,3 horas</p><p>- colheita (inclusive manobras) = 8,8 horas</p><p>Determine: a) Capacidade de campo teórica; 1,229 ha h-1</p><p>b) Eficiência operacional (considerando atividades no campo): 73,97 %</p><p>c) Capacidade de campo efetiva; ,909 ha h-1</p><p>d) Eficiência total, incluído ida e volta até o barracão; 64,44%</p><p>e) Capacidade total; 0,792 ha h-1</p><p>20) Um agricultor precisa executar uma operação de colheita numa lavoura que foi implan-</p><p>tada com espaçamento de 80 cm entre linhas e a área total de 1,2 km², e dispõe do seguinte</p><p>equipamento:</p><p>- colhedora equipada com plataforma para milho de cinco linhas,</p><p>- velocidade de trabalho 0,9 m s-1</p><p>- eficiência operacional de 65 %.</p><p>Quantos dias de serviço são necessários para concluir a operação, considerando uma jor-</p><p>nada diária de 8 horas? 17,81 dias</p><p>21) Utilizando-se dos dados do problema anterior, considere que só se dispõe de 14 dias</p><p>para realizar a operação. Qual será então a jornada diária (horas) necessária para a realiza-</p><p>ção da tarefa. 10,17 h</p><p>5 - EXERCÍCIOS E PROBLEMAS PARA REGULAGENS DE SEMEADORAS</p><p>22) Uma semeadora será utilizada para semear trigo, com uma quantidade de sementes de</p><p>100 kg ha-1 e um espaçamento entre linhas de 17 cm. A quantidade de adubo a ser distribu-</p><p>ída é de 300 kg ha-1. As rodas laterais da máquina, cujo diâmetro é de 80 cm, acionam os</p><p>dosadores de sementes e de adubos.</p><p>a) Transforme a área de teste, passando de m² para metros “lineares”. 58.823,53 m</p><p>b) Calcular a quantidade de sementes em gramas por metro linear a ser semeada 1,7 g m-1</p><p>c) Sabendo-se que cada grama contém 22 sementes, quantas sementes cairão por me-</p><p>tro linear? 37,4 sementes</p><p>d) Calcular a quantidade de adubo em gramas por metro linear a ser aplicada. 5,1 g m-1</p><p>e) Qual a quantidade de sementes e adubo (por linha) que deverá ser aplicada em 10</p><p>voltas de cada roda? 42,72 g; 128,163 g</p><p>6</p><p>23) Tenho uma semeadora montada para a semeadura de milho. A máquina possui cinco</p><p>linhas espaçadas a 780 mm. Deverei aplicar 0,35 t ha-1 de fertilizante. Considerando que a</p><p>roda possui diâmetro de 610 mm, determine.</p><p>a) Quanto deve ser aplicado de fertilizante em gramas por linha a cada 4 voltas da roda?</p><p>209,27 g</p><p>b) Durante a calibração, conseguiu 250 g a cada 4 voltas, qual é o peso por hectare aplicado neste caso?</p><p>418,12 kg</p><p>24) Preciso fazer uma calibração para semeadura de sorgo. O objetivo é semear a cultura do</p><p>sorgo com 200 mil plantas ha-1. A semente possui 89 % de germinação, 99% de pureza e</p><p>MMS (Massa de Mil Sementes) de 25 g. Tenho como opção dois tipos de máquinas. Uma</p><p>semeadora com dosador de semente tipo disco horizontal perfurado e outra, com dosador</p><p>do tipo rotor canelado, cujas características estão descritas abaixo:</p><p>Semeadora John Deere</p><p>Dosador disco horizontal perfurado</p><p>Espaçamento entre linhas = 40 cm</p><p>Número de linhas = 7</p><p>Roda motriz, diâmetro de = 0,7 m</p><p>Semeadora Kuhn</p><p>Dosador tipo rotor canelado</p><p>Espaçamento entre linhas = 17 cm</p><p>Número de linhas = 17</p><p>Diâmetro da roda = 60 cm</p><p>Pergunta-se:</p><p>a) Qual é o número de sementes que deve ser coletada, por linha, a cada 5 voltas da roda,</p><p>na semeadora John Deere? 99,83 sementes</p><p>b) Qual é a massa de sementes que deve ser coletado, nas 17 linhas, a cada 5 voltas da roda?</p><p>15,457 g</p><p>6 - EXERCÍCIOS E PROBLEMAS PARA REGULAGENS DE PULVERIZADORES</p><p>25) Um aplicador utiliza um pulverizador costal, com 2 pontas XR 8002, espaçados à 0,5 m,</p><p>caminha a uma velocidade de 1 passo por segundo. Sabendo-se que o seu passo é de 800</p><p>mm e que o volume de calda gasto em 150 passos foi de 7,2 dm³, determine:</p><p>a) A área total tratada em m²: 120 m²</p><p>b) O volume de calda em L ha-1.600 L</p><p>26) Considere que o aplicador do problema anterior possui um pulverizador costal, manual,</p><p>com reservatório de 16 L e precisa aplicar um herbicida cuja dose é de 2 l ha-1.</p><p>a) Quanto de herbicida ele precisa colocar no pulverizador para aplicar na dose recomen-</p><p>dada? 53,33 mL</p><p>b) Quantas vezes ele precisa abastecer o pulverizador para aplicar 2.000 m²? 7,5 vezes</p><p>27) Um pulverizador tratorizado opera com 19 pontas 8004 BD, a uma altura do solo de 50 cm,</p><p>com uma pressão de trabalho de 1 Bar. Os bicos estão espaçados na barra de uma distância de</p><p>55 cm.</p><p>a) Qual a largura útil da barra em cada passada? 10,45 m</p><p>7</p><p>b) Se nestas condições pulverizador durante a regulagem gastou 14,38 L para pulverizar uma</p><p>faixa de 50 m de comprimento, qual o volume de líquido que será necessário para pulverizar</p><p>um hectare? 275,21 L</p><p>c) Se o depósito do pulverizador tem 400 L de capacidade e o defensivo a ser utilizado é</p><p>recomendado na dosagem de 6,0 L ha-1, quanto de herbicida deve ser colocado no depósito</p><p>para a aplicação correta? 8,72 L</p><p>7 - EXERCÍCIOS E PROBLEMAS COM MÁQUINAS APLICADORAS DE FERTILIZANTES</p><p>28) A Fazenda Experimental Gralha Azul possui um distribuidor de esterco líquido com ca-</p><p>pacidade para 8 m³. Acoplado a um trator de 100 CV, numa velocidade de 1,2 km h-1 e equi-</p><p>pado com o difusor que distribui o esterco uniformemente por 2,0 m a cada lateral do tan-</p><p>que, são percorridos 450 m para esvaziar totalmente o tanque. Quantos m³ de esterco caem</p><p>efetivamente por hectare? 44,44 m³</p><p>29) Foi feita uma análise do esterco do problema anterior e resultou no seguinte:</p><p>d = 1 g cm3</p><p>umidade = 88 %</p><p>nutrientes na matéria seca</p><p>nitrogênio (N) = 0,5 %</p><p>fósforo (P) = 0,02%</p><p>potássio(K) = 15.000 ppm</p><p>Determine: Quanto de matéria seca (MS), N, P2O5 e K2O (kg) é adicionado por hectare em</p><p>cada aplicação? MS = 5.332,8 Kg;26,664 Kg N; 2,424 Kg P2O5; 180,762 Kg K2O.</p><p>30) Você precisa fazer uma cobertura com uréia (45% de N) numa lavoura de milho, totali-</p><p>zando 150 ha. A quantidade a aplicar é de 105 kg N ha-1. O equipamento escolhido possui</p><p>uma faixa de distribuição de 4 m a cada lateral. O milho foi implantado com 80 cm de entre-</p><p>linhas. O trator trabalha a uma velocidade de 5 km h-1 e a eficiência da operação é 70 %. A</p><p>jornada de trabalho é de 8 horas.</p><p>Pergunta-se: Qual a Capacidade operacional teórica do equipamento? 4 ha h-1</p><p>Qual a Capacidade operacional efetiva do equipamento? 2,8 ha h-1</p><p>Quantos dias necessitam para finalizar o serviço? 6,7 dias</p><p>Quantos kg de uréia são necessários para a cobertura? 35.000 kg</p><p>Caso tenho apenas 6 dias para realizar a tarefa, qual deverá ser a jornada diária?</p><p>8,93 h dia-1</p><p>8 - EXERCÍCIOS E PROBLEMAS DIVERSOS</p><p>31) Você vai fazer silagem da cultura do milho. Para que haja uma fermentação adequada,</p><p>você irá aplicar inoculante. O equipamento está adaptado para pulverizar o inoculante no</p><p>tubo de descarga da silagem. Durante uma operação de calibração de inoculante você ob-</p><p>teve os seguintes dados:</p><p>- silagem colhida em 4 min = 10 m3</p><p>- densidade da silagem colhida = 0,4 kg dm-3</p><p>(ainda não está compactada)</p><p>- vazão de água do inoculador = 450 mL min-1</p><p>- dosagem do inoculante: 5 mL t-1 de silagem</p><p>- tamanho do reservatório do inoculador = 60 L</p><p>8</p><p>Pergunta-se:</p><p>1) Qual o volume de silagem que pode ser inoculada pelo reservatório totalmente cheio?</p><p>333,33 m³</p><p>2) Considerando uma eficiência operacional de 75%, em quanto tempo o reservatório será</p><p>esvaziado? 177,78 min ou 2,96 h</p><p>3) Quanto de inoculante eu devo colocar no reservatório? 666,66 mL</p><p>4) Ao final da jornada sobraram no reservatório 42 L de calda de inoculante. Na próxima</p><p>jornada quanto de inoculante eu devo repor para completar a calda? 200 mL</p><p>32) Calcule, pelo método linear, o valor da depreciação do equipamento a seguir (R$ hora-1):</p><p>Valor do equipamento novo (Vnovo) = R$ 77.600,00; Carga horária anual = 880</p><p>horas;</p><p>Valor do equipamento usado = 25% de Vnovo; Vida útil = 10 anos. R$ 6,61 h-1</p><p>33) Na determinação de perdas na colheita de uma colhedora de cereais com 19 ft de lar-</p><p>gura, foi feita uma coleta numa área padrão de amostragem. Nesta área foram coletados 72</p><p>grãos de soja, cujo PMS (Peso de mil sementes) era 480g. Nesta situação, qual a perda de</p><p>soja em sc ha-1? 1,989 sc (considerando sacos de 60 kg)</p><p>34) Uma enfardadora tem a capacidade de enfardar 9 toneladas por hora, com uma eficiên-</p><p>cia de campo de 80 %. Quantos fardos a máquina pode efetivamente produzir por hora, se</p><p>cada fardo pesa 23 kg? 313,04 fardos</p><p>35) A densidade do feno prensado no fardo é de 168 kg m-3. Se uma enfardadora produz 300</p><p>fardos por hora, qual o volume de material enfardado por hora, se cada fardo pesa 22 kg?</p><p>39,286 m3</p>