4. Tratores Agrícolas II

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5. Tratores Agrícolas 
Parte II 
 
RELAÇÃO SOLO-MÁQUINA 
EFL 0325 – MECANIZAÇÃO FLORESTAL 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE 
GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA FLORESTAL 
Máquina 
Solo 
• Carga dinâmica (peso e vibrações) 
sobre o solo. 
 
• Tem o desempenho influenciado 
pelas propriedades do solo. 
• Suporte para a máquina: recebe a 
carga e distribui ao longo do perfil. 
 
• Sofre modificações nas suas 
propriedades devido à carga exercida 
pela máquina. 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
 Introdução 
 Introdução 
Solo 
• É um meio poroso, não rígido, trifásico, formado por 
partículas, que possui complexidade de forma, 
tamanho e estrutura mineralógica. 
 
 
• É considerado um material visco-elástico (presença 
de água e natureza porosa). 
Sólidos 
Água 
Ar 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
Rearranjo de partículas e absorção de 
parte da carga. 
Força 
Solo 
Deformações 
Deformações elástica (temporária): 
Quando a carga não excede o limite 
da deformação elástica (capacidade 
de suporte). 
Deformações plásticas (permanente): 
Quando a carga excede o limite da 
deformação elástica (capacidade de 
suporte). 
 
 
Distribuição 
Da força 
F 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
 Introdução 
Resistência 
Tipos de deformações permanentes no solo 
Cisalhamento 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
 Deformações no solo 
Compressão 
Tração 
Fluxo plástico 
Tipos de deformações permanentes no solo 
Cisalhamento 
Compressão 
Tração 
Fluxo plástico 
Ruptura em que uma camada de solo é 
deslocada em relação à outra. 
 
A resistência do solo ao cisalhamento é muito 
importante em operações de preparo do solo: 
subsolagem, aração e gradagem. 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
 Deformações no solo 
Tipos de deformações permanentes no solo 
Cisalhamento 
Compressão 
Tração 
Fluxo plástico 
Mudança permanente do volume do solo. 
A compressão provoca a compactação. 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
 Deformações no solo 
Tipos de deformações permanentes no solo 
Cisalhamento 
Compressão 
Tração 
Fluxo plástico 
Resistência à tração é a força necessária para 
romper o solo em tração. 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
 Deformações no solo 
Tipos de deformações permanentes no solo 
Cisalhamento 
Compressão 
Tração 
Fluxo plástico 
Deformações que ocorrem quando o solo está 
muito úmido, acima do limite de plasticidade. 
 
Ex: quando o solo flui ao redor do subsolador e, ao 
invés de haver cisalhamento, há o deslocamento 
de uma massa contínua de solo com a formação 
de um plano de clivagem. 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
 Deformações no solo 
 Resistência do solo 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
É a capacidade do solo de resistir a uma força aplicada. 
Forças responsáveis pela resistência do solo 
Atrito 
Coesão 
Adesão 
 Resistência do solo 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
É a capacidade do solo de resistir a uma força aplicada. 
Forças responsáveis pela resistência do solo 
Coesão 
Adesão 
Atrito 
Força exercida entre as partículas na superfície 
de contato. Só há atrito quando as partículas se 
movem, uma em relação à outra. 
 Resistência do solo 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
É a capacidade do solo de resistir a uma força aplicada. 
Forças responsáveis pela resistência do solo 
Atrito 
Adesão 
Coesão 
Força devido à cargas elétricas (+/-) nas 
partículas argilominerais e materiais coloidais, 
como a matéria orgânica. 
 Resistência do solo 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
É a capacidade do solo de resistir a uma força aplicada. 
Forças responsáveis pela resistência do solo 
Atrito 
Coesão 
Adesão 
Força exercida entre as partículas devido à 
tensão superficial da água. 
Ex: duas placas de vidro molhadas. 
 Resistência do solo 
Propriedades do solo que influenciam na sua resistência 
Textura 
Estrutura 
Consistência 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
 Resistência do solo 
Propriedades do solo que influenciam na sua resistência 
Textura 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
A textura depende da composição granulométrica do solo. 
Partículas do solo Diâmetro 
Areia Grossa 2 – 0,2 mm 
Areia Fina 0,2 – 0,05 mm 
Silte 0,05 – 0,002 mm 
Argila < 0,00 2 mm 
 Resistência do solo 
Propriedades do solo que influenciam na sua resistência 
Textura 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
A textura influencia todas as outras propriedades do solo. 
Textura fina Textura grossa 
ARGILOSOS ARENOSOS 
Superfície específica elevada Superfície específica baixa 
Coesão elevada Coesão baixa 
Retenção de água elevada Retenção de água baixa 
Consistência plástica e pegajosa 
(molhado) e dura (seco) 
Consistência friável 
(seco ou molhado) 
Porosidade total maior Porosidade total menor 
 Resistência do solo 
Propriedades do solo que influenciam na sua resistência 
Estrutura 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
É a forma do arranjo das partículas do solo. 
GRANULAR GRUMOSO LAMINAR 
A matéria orgânica tem um grande efeito na estuturação dos 
solos, atuando como agente aglutinante (alta coesão). 
 Resistência do solo 
Propriedades do solo que influenciam na sua resistência 
Consistência 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
É a manifestação das forças de coesão e adesão dentro da massa do solo a diferentes 
conteúdos de umidade. Dá conotação de resistência a forças externas. 
Umidade SECO ÚMIDO MOLHADO 
MUITO 
MOLHADO 
Consistência Dura Friável Plástica Pegajosa 
Adesão e 
Coesão 
Máxima coesão 
e pouca adesão 
Equilíbrio de 
coesão e adesão 
Predomina 
adesão 
Predomina 
adesão 
Resistência 
Máxima 
Não deforma 
Pouca 
Deforma pouco/ 
quebra 
Pouca 
Deforma 
Pouca 
Aderência 
Trafegabilidade Alta Alta Baixa Muito Baixa 
Operações de 
preparo do solo 
Desfavorável Favorável Desfavorável Desfavorável 
 Compactação 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
É um tipo de deformação permanente no solo causada pela compressão. 
 
É definida como o aumento da densidade do solo, reduzindo seu volume, devido à carga 
ou pressões aplicadas. 
 
Causa decréscimo na porosidade total do solo, pela reorganização das partículas e 
expulsão do ar dos poros. 
 Compactação 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
Efeitos da compactação do solo 
• Aumento da densidade 
• Redução da porosidade 
• Redução da aeração 
• Redução da infiltração de água no solo 
• Aumento do escoamento superficial de água 
• Aumento da erosão laminar do solo 
• Redução do desenvolvimento radicular 
Redução da produtividade 
 Compactação 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
Fatores que afetam a compactação do solo 
Fatores internos 
• Textura 
• Estrutura 
• Consistência / teor de umidade 
Textura Arenoso Argiloso 
Estrutura Menos estruturado Mais estruturado 
Consistência Seco Úmido Seco Úmido 
Compactação + Resistente - Resistente + Resistente - Resistente 
Os fatores internos são mais difíceis de 
serem controlados. 
 Compactação 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
Fatores que afetam a compactação do solo 
Fatores externos 
• Peso 
• Pneus 
• Área de contato 
• Tipo de rodado 
•Intensidade de tráfego 
Os fatores externos podem ser controlados. 
 Compactação 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
Fatores que afetam a compactação do solo 
Fatores externos: PESO 
Máquina Potência Peso Pressão 
Trator de esteiras JD 850 J 188 hp 18 toneladas 52,4 kPa / 0,53 kgf/cm2 
Trator de esteiras JD 450 J 77 hp 8 toneladas 29,6 kPa / 0,30 kgf/cm2 
 Compactação 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
Fatores que afetam a compactação do solo 
Fatores externos: PRESSÃO DOS PNEUS 
 Compactação 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
Fatores que afetam a compactação do solo 
Fatores externos: TIPO DE RODADO 
 Compactação 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
Fatores que afetam a compactação do solo 
Fatores externos: INTENSIDADE DE TRÁFEGO 
A primeira passada da máquina é a que causa maior compactação. 
 
Durante as primeiras passadas, a densidade do solo aumenta e, 
consequentemente, a sua capacidade de suporte aumenta. 
 Compactação 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
Medidas para minimizar a compactação 
Planejamento das operações 
• Controle do tráfego: concentração do tráfego em menor área. 
• Escolha da estação: planejar as operações em função da umidade do solo. 
 Compactação 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
Medidas para minimizar a compactação 
Seleção das máquinas 
• Peso e Rodado 
Máquina Potência Peso Rodado Pressão 
Harvester JD 703 JH 181 hp 24 t Pneus 57 kPa / 0,58 kgf/cm2 
Harvester JD 703 JH 181 hp 24 t Esteira 45,8 kPa / 0,47 kgf/cm2 
Forwarder JD 1710 D 215 hp 36 t Pneus (8x8) 105 kPa / 1,07 kgf/cm2 
Forwarder JD 1710 D 215 hp 36 t Esteira 61 kPa / 0,62 kgf/cm2 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
 Deslizamento ou patinagem 
A capacidade de trabalho dos tratores depende diretamente da aderência da 
máquina ao solo. A falta de aderência resulta em deslizamento, que causa: 
• Desgaste prematuro dos pneus, 
• Perda de velocidade e de tempo, 
• Alto consumo de combustível, 
• Perda de força de tração. 
   
 
100
cargac/ roda da voltasde nº
cargas/ roda da voltasde nºcargac/ roda da voltasde nº
(%) 

toDeslizamen
30 
 Deslizamento ou patinagem 
Exemplos: 
 
1. Calcule o percentual de deslizamento de um trator que percorre 100 metros 
de distância com 24 voltas completas das rodas de 80 cm de raio. 
 
2. Calcule o percentual de deslizamento considerando que um trator percorre 
80 metros em 60 segundos com velocidade de 6 km/h. 
 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
31 
 Deslizamento ou patinagem 
 Maior esforço de tração (alta aderência das rodas motrizes) é obtido através 
de um bom contato entre a banda de rodagem e a superfície do solo e da 
aplicação de carga ao pneu (lastreamento). 
 
 O lastreamento dos tratores agrícolas consiste em colocar pesos no trator, 
com o objetivo de aumentar a estabilidade, a aderência (diminuindo a 
patinagem) e a capacidade de tração dos tratores. 
 
 
 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
LASTREAMENTO 
32 
Com água: no interior dos pneus de tração (75% do volume de água nos pneus 
diagonais). Para pneus radiais, colocar água somente em caso de extrema 
necessidade (40% do volume). 
 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
 Deslizamento ou patinagem 
LASTREAMENTO 
33 
Contrapesos metálicos: podem ser colocados nos discos das rodas motrizes 
ou na parte frontal do trator. 
 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
 Deslizamento ou patinagem 
LASTREAMENTO 
34 
Pouco lastro Excesso de lastro Lastro correto 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
 Deslizamento ou patinagem 
LASTREAMENTO 
35 
 Capacidade de Tração 
 A capacidade de tração dos tratores agrícolas depende: 
• das condições físicas do solo, 
• do tipo do rodado, 
• da carga aplicada sobre o rodado de tração, e 
• da pressão de insuflagem dos pneus. 
 
 
 Portanto, a relação rodado-solo tem importância fundamental na estimativa 
da capacidade de tração de tratores agrícolas. Ou seja, a força na barra de 
tração de um trator agrícola depende de características do solo e dos 
rodados. 
Relação solo-máquina na mecanização florestal 
R = força de tração 
S = força de resistência do solo 
Tratores Agrícolas 
36 
 Potência disponível na Barra de Tração 
A patinagem é um dos motivos para perda de potência. 
Regra sugerida por Wendel Bowers – conhecida como “Fator 0,86”: 
Tratores Agrícolas 
37 
 Potência disponível na Barra de Tração 
Equação do rendimento de tração: 
A patinagem é um dos motivos para perda de potência. 
Tratores Agrícolas 
38 
 Potência disponível na Barra de Tração 
Norma ASAE D 497.4: 
A patinagem é um dos motivos para perda de potência. 
Potência na TDP = Pot. Nominal * 0,83 
Potência na BT = Potência na TDP * (Quadro 2) 
Tratores Agrícolas 
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 Potência disponível na Barra de Tração 
Exemplo: 
 
Calcule a potência disponível na barra de tração de um trator agrícola 
Massey Ferguson 286, 4x2 TDA, com 86 cv de potência nominal operando 
em solo cultivado.