Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
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 39 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.
Compartilhar