Mecanizacao Selecao Dimensionamento

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MECANIZAÇÃO AGRÍCOLA
? Estudo aplicado das máquinas agrícolas visando sua utilização
racional
Planejamento das Operações com Máquinas Agrícolas
? O que fazer?
 ? Como fazer?
 ? Quando fazer?
 ? Com o que fazer?
Dimensionamento de Máquinas Agrícolas
 ?Conhecer o programa de produção da propriedade
 ? Operações a executar;
Semeadura de soja em sistema convencional
Calagem ⇒ preparo primário ⇒ preparo secundário ⇒
semeadura ⇒ tratamentos culturais ⇒ colheita ⇒ transporte de
grãos ⇒ processamento ⇒ armazenamento.
? Área a ser trabalhada;
Mapear e fazer ficha de cada setor ⇒ acidentes geográficos ⇒
área total ⇒ área útil ⇒ obras estruturais ⇒ tipo de solo ⇒ análises
químicas e físicas ⇒ produtividade ⇒ insumos aplicados ⇒
operações realizadas.
Operações agrícolas, lavouras e áreas a serem utilizadas
Operações
agrícolas
Lavouras que
utilizam esta
operação
Soma das
áreas das
lavouras
(ha)
Número de
passadas da
operação
Área total da
operação
(ha)
Calagem 1 – 2 – 5 - 6 64 1 64
Aração 1 – 2 – 3 - 7 – 9 75 1 75
Gradagem pesada 4 – 5 – 6 – 8 - 10 -
11 44
1
44
Grad. nivelamento 1 – 2 – 3 - 7 – 9 75 3 225
Grad. nivelamento 4 – 5 – 6 – 8 - 10 -
11 44 2 88
Semeadura 1 a 11 119 1 119
Herbicida 1 – 2 – 5 - 6 64 1 64
Capina mecânica 3 – 4 – 7 – 8 – 9 –
10 - 11 55 2 110
Aplic. defensivos 1 a 11 119 1 119
Colheita 1 a 11 119 1 119
? Calendário de trabalho (tempo disponível);
Períodos
Rígidos (semeadura e colheita)
Flexíveis
Rotina operacional – lavoura de soja – sistema convencional
2002
Mês => Jun Jun Jul Jul Ago Ago Set Set Out Out Nov Nov Dez Dez
Quinzena => 1-15 16-30 1-15 16-31 1-15 16-31 1-15 16-30 1-15 16-31 1-15 16-31 1-15 16-31
Calagem
Prep. Prim.
Prep. Séc.
Semeadura
Trat. Cult.
2003
Mês => Jan Jan Fev Fev Mar Mar Abr Abr Mai Mai Jun Jun Jul Jul
Quinzena => 1-15 16-31 1-15 16-28 1-15 16-31 1-15 16-30 1-15 16-31 1-15 16-30 1-15 16-31
Trat. Cultur.
Colheita
Manutenções
Capacidade Requerida (CR) ou Ritmo Operacional (RO)
( )
( )dia ou h
ha
dia
ha ou 
h
ha Tempo
Area
 = RO ou CR



Tempo Disponível (Td)
( )[ ] JNu+Ndf-N=Td ×
Onde:
Td ⇒ tempo disponível (h)
N ⇒ número total de dias do período
Ndf⇒ número de domingos e feriados no período
Nu ⇒ número de dias indisponíveis por umidade
J ⇒ número de horas da jornada de trabalho (h)
Como obter Nu?
- Série de dados meteorológicos e conhecimento do solo e região;
- Schlosser (1998)
Soja Nu = Ndc x 1,2 Arroz irrigado Nu = Ndc x 1,45
 Ndc ⇒ número de dias de chuva
Exemplo fictício de dias chuvosos e dias úmidos
para uma propriedade.
Mês
Número de
dias com
chuva
(Ndc)
Períodos
de chuva
(Pc)
Dias parados
após chuvas
(Dp)
Total de
dias úmidos
(Nu)
Janeiro 10 3 2 16
Fevereiro 8 2 2 12
Março 8 3 2 14
Abril 7 2 2 11
Maio 6 3 2 12
Junho 8 3 2 14
Julho 8 2 2 12
Agosto 9 2 2 13
Setembro 8 3 2 14
Outubro 8 2 2 12
Novembro 7 3 2 13
Dezembro 7 2 2 13
Nu = Ndc + (Pc x Dp)
Planilha para o cálculo do RITMO OPERACIONAL
Operações N Ndf Nu Td
(dias)
J
 (horas)
Td
(horas)
Área
(ha)
R.O.
(ha/dia)
R.O.
(ha/h)
Calagem 45 07 18 20 10 200 64 3,20 0,32
Aração 47 06 22 19 12 108 75 3,95 0,33
Grad.Pesada 47 06 22 19 12 108 44 2,32 0,19
Grad. Nivel. 45 09 16 20 12 240 313 15,65 1,30
Semeadura 61 10 25 26 12 312 119 4,58 0,38
Herbicida 46 08 15 23 08 184 64 2,78 0,35
Capina Mec. 46 08 15 23 08 184 110 4,78 0,60
Apl. Defens. 46 08 15 23 08 184 119 5,17 0,65
Colheita 44 08 16 20 08 160 119 5,95 0,74
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Ca
lag
em
Gr
ad
.Pe
sa
da
Gr
ad
.N
ive
l.
Se
me
ad
ura
He
rbi
cid
a
Ca
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a M
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.
Ap
l. D
efe
ns
.
Co
lhe
ita
Operações
R
O
 (h
a/
di
a)
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
Ca
lag
em
Gr
ad
.Pe
sa
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Gr
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.N
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Se
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He
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.
Ap
l. D
efe
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.
Co
lhe
ita
Operações
R
O
 (h
a/
h)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
jun
jul
/01
jul
/02 ag
o se
t
ou
t/0
1
ou
t/0
2
no
v
de
z/0
1
de
z/0
2 jan
fev
/01
fev
/02 ma
r
Período (mês)
R
itm
o 
O
pe
ra
ci
on
al
 (h
a/
di
a)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
jun
jul
/01
jul
/02 ag
o se
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ou
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1
ou
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2
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v
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z/0
1
de
z/0
2 jan
fev
/01
fev
/02 ma
r
Período (mês)
R
itm
o 
O
pe
ra
ci
on
al
 (h
a/
h)
ηv
10ROtrabalho de Largura (m) ×
×=
Onde:
RO ⇒ Ritmo Operacional (ha/h)
v ⇒ Velocidade de deslocamento (km/h)
η ⇒ Rendimento ou Eficiência de campo
Eficiência de campo, velocidade de deslocamento e vida útil de
equipamentos agrícolas.
Eficiência de
campo
Velocidade de
deslocamento
Vida útil
estimada
Faixa
(%)
Típico
(%)
Faixa
(km/h)
Típico
(km/h) (h)
Preparo do solo e semeadura
Arado de aivecas 70-90 85 5,0-10,0 7,0 2000
Arado de discos 70-90 85 5,5-10,0 7,0 2000
Grade de disco tandem 70-90 80 6,5-11,0 10,0 2000
Arado escarificador 70-90 85 6,5-10,5 8,0 2000
Cultivador de campo 70-90 85 8,0-13,0 11,0 2000
Grade de dentes 70-90 85 8,0-13,0 11,0 2000
Rolo picador 70-90 85 7,0-12,0 10,0 2000
Picador de resíduos 70-90 80 6,5-11,0 8,0 2000
Grade dentes rotativos 70-85 80 13,0-22,5 19,0 2000
Cultivador de linha 70-90 80 5,0-11,0 8,0 2000
Enxada rotativa 70-90 85 2,0-7,0 5,0 1500
Semead. fluxo contínuo 50-75 65 6,5-11,0 9,0 1500
Semeadora de precisão 55-80 70 6,5-11,0 8,0 1500
Fonte: ASAE D230.4, 1988.
Eficiência de campo, velocidade de deslocamento e vida útil de
equipamentos agrícolas.
Eficiência de
campo
Velocidade de
deslocamento
Vida útil
estimada
Faixa
(%)
Típico
(%)
Faixa
(km/h)
Típico
(km/h) (h)
Colheita
Picadora de milho 60-75 65 3,0-6,5 4,0 2000
Colhedora automotriz 60-75 65 3,0-6,5 5,0 2000
Ancinho enleirador 75-85 80 5,0-10,0 8,0 2000
Ancinho condicionador
(rot.)
75-90 80 8,0-19,0 11,0 2500
Rastilho enleir. lateral 70-90 80 6,5-13,0 10,0 2500
Enfard. fardos retang. 60-85 75 4,0-10,0 6,5 2000
Enfard. fardos redond. 55-75 65 5,0-13,0 8,0 1500
Colhedora de forragem 60-85 70 2,5-8,0 5,0 2500
Colhedora de beterraba 50-70 60 6,5-10,0 8,0 1500
Colhedora de batatas 55-70 60 2,5-6,5 4,0 2500
Colhedora de algodão 60-75 70 3,0-6,0 4,5 3000
OUTROS EQUIPAMENTOS
Distrib. fertilizantes 60-80 70 8,0-16,0 11,0 1200
Pulverizador de barras 50-80 65 5,0-11,5 10,5 1500
Atomizador 55-70 60 3,0-8,0 5,0 2000
Reboque forrageiro 2000
Reboque 3000
TRATORES
2 rodas motrizes 12000
4 rodas motrizes 16000
Fonte: ASAE D230.4, 1988.
Dimensionamento dos implementos a serem usados na propriedade
Operações
Velocidade de
operação
(km/h)
Rendimento
ou eficiência
(%)
Largura
trabalho
(m)
Recomendação
Fluxo do planejamento da mecanização agrícola
 áreas
Construção do gráfico de GANTT
D
Correções:
Dias do
Determinação do tempo disponível para as operações e
á
imens
Determinação das operações e
Cálculo do ritmo operacional
Construção do gráfico do ritmo
período;
domingos e
feriados;
jornada;
ritmo
operacional
ionamento de máquinas, implementos, tratores
CONCEITOS IMPORTANTES
Capacidade de Campo (Cc)
Aplicada as máquinas e implementos que para executarem uma
operação necessitam deslocar-se no campo cobrindo uma determinada área.
? tempo de Unidade
trabalhada Área = Cc
Capacidade de Campo Teórica (CcT)
Obtida a partir de dados relativos às dimensões dos órgãos ativos das
máquinas, especificamentelargura de corte e velocidade de deslocamento.
? to deslocamen de velocidade x teórica corte de Largura = CcT
Capacidade de Campo Efetiva (CcE)
Capacidade efetivamente demonstrada pela máquina no campo.
? produção de Tempo
trabalhada Área = CcE
Capacidade de Campo Operacional (CcO)
Capacidade da máquina ou implemento no campo incluindo efeitos de
ordem operacional (tempos consumidos no preparo da máquina e em
interrupções).
? máquina Tempo
trabalhada Área = CcO
Rendimento Operacional
Indica as perdas provenientes do não aproveitamento integral da
capacidade operacional da máquina.
Rendimento de campo teórico (RcT) ? 100 CcT
CcE = RcT
Rendimento de campo efetivo (RcE) ? 100 CcE
CcO = RcE
DIMENSIONAMENTO DE TRATORES
Potências
?Máxima
 ?Na TDP
 ?Na Barra de tração
( )
( )
( )
( )
270
vFt
=Pt ou 
3,6
vFt
=Pt h
kmkgf
CV
h
kmkN
kW




 ××
Onde:
Pt = Potência na barra de tração (kw ou CV)
Ft = Força de tração (kN ou kgf)
V = velocidade de deslocamento (km.h-1)
Carga extra em função da declividade
( ) ( ) ( )100
 d Mt
=Ce %kgkg
×
Onde:
Ce = Carga extra (kg)
Mt = Massa total do conjunto (trator+implemento+operador) (kg)
d = Declividade do terreno (%)
Potência consumida para vencer a declividade
( )
( )
367,2
v Ce
Pd h
kmkg
kW


×
=
Onde:
Pd = Potência consumida para vencer a declividade (kW)
Ce = Carga extra (kg)
Determinação da potência requerida pelo implemento
( )
( )
( )
( )
270
vF
=Pr ou 
3,6
vF
=Pr h
kmkgf
CV
h
kmkN
kW




 ××
Onde:
Pr = Potência requerida (kW ou CV)
Ft = Força de tração (kN ou kgf)
V = velocidade de deslocamento (km.h-1)
Potência requerida pelo implemento e
consumida pela declividade
( ) ( ) ( )kWkWkW PrPdPti +=
Onde:
Pti = Potência total requerida pelo implemento e declividade
Pd = Potência consumida pela declividade
Pr = Potência requerida
Potência exigida no motor de trator
a = Potência no motor
b = a x 0,86 ⇒ Potência máxima na TDP
c = b x 0,86 ⇒ Potência máxima na B.T. (concreto)
d = c x 0,86 ⇒ Potência máxima na B.T. (solo firme)
e = d x 0,86 ⇒ Potência útil na B.T.(solo firme)
f = e x 0,86 ⇒ Potência útil na B.T. (solo cultivado)
g = f x 0,86 ⇒ Potência útil na B.T. (solo solto)
Exemplo um trator com 75 kW a 2200 RPM de pot. máxima no motor
a = Potência máxima disponível no motor ? 75kW
b = Potência máx. na TDP: 75 kW X 0,86 ? 64,50kW;
c = Potência máx. na B.T(concreto): 64,50 X 0,86 ? 55,47kW;
d = Potência máxima na B.T. (solo firme): 55,47kW X 0,86 ?
47,71kW;
e = Potência usável na B.T. (solo firme): 47,71kW X 0,86 ?
41,03kW;
f = Potência usável na B.T. (solo cultivado): 41,03kW X 0,86 ?
35,28kW;
Potência usável na B.T. (solo solto):35,28kW X 0,86 ? 30,35kW
? Para motores aspirados, perde-se aproximadamente 1% da
potência no motor a cada 100m de altitude. Para motores turbinados
esta perda pode ser desconsiderada. Este aumento na potência do
motor do trator é adicionado após o cálculo da potência total
exigida pelo implemento e da potência perdida pelo sistema de
transmissão e contato roda-solo.
Equipamentos para movimentação de insumos e grãos
?Carretas agrícolas (2 a 10ton)
 ?Carretas graneleiras (3 a 16ton)
 ?Carretas tanque (1.000 a 6.000L)
 ?Caminhões (6 a 70ton)
 Classificação de caminhões quanto a capacidade de tração.
Classificação Capacidade de tração (kg)
leve de 6.000 a 10.000
médio de 19.000 a 19.500
médio-pesado de 21.100 a 22.500
pesados de 32.000 a 36.000
extra-pesados de 50.000 a 70.000
Fonte: Silveira, 1991.
Capacidade dos equipamentos para transporte
Coeficiente de ocupação (Cocup)
Relação entre a distância percorrida com carga completa e
distância percorrida vazio.
Ex.1:
Caminhão na ida leva carga completa e retorna vazio tem Cocup = 0,5
Ex.2:
Caminhão com capacidade de 20ton, na ida leva 8ton e retorna
vazio tem Cocup = 0,2
2,05,0
20
8Cocup =×=
Ex.3:
Se o mesmo caminhão ao voltar transportar 10ton terá Cocup = 0,45
45,05,0
20
105,0
20
8Cocup =

 ×+

 ×=
Cálculo da capacidade para transporte
Em distância por unidade de peso
( ) ocup
h
kmton
h
km.ton CvCgC ×××= 
η
Onde:
C = capacidade de transporte;
Cg = capacidade de carga do veículo;
v = velocidade de deslocamento;
η = eficiência;
Cocup = coeficiente de ocupação.
Em peso por unidade de tempo
Distância pré-fixada e demanda contínua de transporte (transporte a granel da
colheita, colhedora para unidade de beneficiamento)
( )
( ) ( )h
h
km
km
ton
h
ton
D
v
d2
NCg
C
+×
×=






Onde:
C = capacidade de transporte;
Cg = capacidade de carga do veículo;
N = número de veículos;
d = distância do transporte da carga (média entre o local de carga e
descarga);
V = velocidade de deslocamento;
D = demoras. Perdas de tempo devido a esperas, carga e descarga para cada
viajem.
Obs. o Cocup desta fórmula é de 0,5 e a vel. de deslocamento igual na viajem de ida e volta.
Para viagens com velocidades de deslocamento de ida e volta
diferente, a fórmula será a seguinte (Cocup = 0,5):
( )
( ) ( ) ( )h
h
km
km
h
km
km
ton
h
ton
D
vv
d
vcg
d
NCg
C
++
×=








Onde:
Vcg = velocidade do veículo carregado;
Vv = velocidade do veículo vazio.
Exemplo de dimensionamento do transporte dos grãos da
propriedade à unidade de beneficiamento.
Cultura: soja
Produtividade: 3.000kg.ha-1
Colheita: 2 colhedoras SLC – 6200, largura da plataforma de 3,96m.
Quantidade de produto colhido por dia:
Capacidade de produção colhedora = 7,53ton.h-1
Jornada = 12,0h.dia-1
Colheita = 7,53ton.h-1 x 12h.dia-1 = 90,8ton.dia-1
Opção de CAMINHÃO:
Caminhão meio-pesado - Capacidade de 20,0 ton
Número de cargas - caminhão:
90,8ton.dia-1 / 20ton.carga-1 = 4,54 ⇒ 5cargas.dia-1
Carga do caminhão:
Início das atividades: 10:00h
20ton.carga-1 / 7,53ton.h-1 = 2,7h = 2 h e 40 min
Tempo para deslocamento até a Unidade de beneficiamento:
Velocidade média do caminhão = 50km.h-1
Distância para a unidade de beneficiamento = 45km
Tempo = 45km / 50km.h-1 = 0,9h
Tempo estimado de espera para descarregamento = 1h
Tempo de descarregamento da carga = 0,2h
Tempo de retorno para a fazenda = 0,9h
Tempo total de transp. e descarregamento dos grãos = 3,0h.
Previsão de horários - caminhão 1:
Chegada na propriedade: 10h
Tempo de carregamento do caminhão = 2 h e 40 min
Saída das áreas de colheita : 12:40h
Transporte e descarregamento dos grãos = 3h
Horário possível de retorno à área de colheita = 15:40h
Próximo horário disponível para carregamento = 17:30h
Controle operacional da mecanização agrícola
?Medir os trabalhos realizados
 ?Verificar se o trabalho ocorre de acordo com o planejado
Requisitos para implantação
? Identificação das máquinas
? Identificação das áreas de trabalho
 ? Codificação das operações de campo
Identificação das máquinas
?Para tratores: números (1, 2, 3...)
?Para grades: letra G e números (G1, G2, G3...)
?Para arados: letra A e números (A1, A2, A3...)
Pintados no chassi com cores contrastantes em partes visíveis
Identificação das áreas de trabalho
Devem ser cadastradas com informações de interesse
?Planta plani-altimétrica
?Caracterização físico-química
?Épocas das operações, etc...
Codificação das operações de campo
?Codificar as diversas operações realizadas pelas máquinas
agrícolas para facilitar o preenchimento dos documentos de
controle
Adaptadode Mialhe, 1974.
Levantamento de tempos consumidos e trabalho realizado
 ? Operador ou tratorista
 ? Fiscal
Operações: Paradas:
1 Aração A Abastecimento
2 Gradagem C Café
3 Semeadura O Oficina
4 Aplicação de defensivos Ch Chuva
5 Limpeza L Limpeza
... ... ... ...
Documentos de controle operacional
FICHA DE CONTROLE OPERACIONAL
Trator n.o: Turno: Data:______ / ______ /
______
Local: Operador: Implemento: Código da Tempo em
movimento:
Tempo parado
Tipo: No. operação: Início: Fim: Total: Início: Fim: Total:
Operador Tempo total em movimento:
Responsável: Tempo total parado:
Horímetro Início: Fim: Total:
Observações: Verso da folha Jornada de trabalho:
Fonte: Adaptado de Mialhe, 1974.
Controle da manutenção dos tratores e das máquinas
Controle de abastecimento e manutenção periódica
?Exemplo de planilha de controle de abastecimento pelo operador
FAZENDA TRÊS FIGUEIRAS LTDA.
Descrição dos serviços: Tempo:
Tarefa efetivamente realizada
Viagens
Paradas
Manutenção
Total de horas
Descrição do consumo Quantidade:
Combustível
Óleo lubrificante
Motor
Transmissão
Hidráulico
Graxas
Trator
Implemento
Horímetro ⇒
Fonte: Adaptado de Mialhe (1974).
?Exemplo de planilha de controle de abastecimento por comboio
FAZENDA TRÊS FIGUEIRAS LTDA.
CONTROLE DIÁRIO DE ABASTECIMENTO DE COMBUSTÍVEIS E LUBRIFICANTES
Data:
_____/_____/_____
Comboio n.o: _________ Tanque: __________(Litros)
Tempo de abastecimento Responsável:
N.o do trator
abastecido:
Início: Final: Total: Horímetro Tipo de abastecimento: Litros ou kg
Fonte: Adaptado de Mialhe (1974).
?Exemplos de planilha de manutenção periódica
?Diária
FAZENDA TRÊS FIGUEIRAS LTDA.
Data: _____/_____/_____ Trator: ________ Horímetro: ________
Horário Início:_____ Final:_____ da manutenção Serviço de ________ horas
Serviços executados: Meterial consumido:
Ordem Especificação: Especificação (Marca/modelo) Quantidade
Encarregado da manutenção: ___________________ Operador: __________________________________
Fonte: Adaptado de Mialhe (1974).
?Periódica
FAZENDA TRÊS FIGUEIRAS LTDA.
PLANILHA DE MANUTENÇÃO PREVENTIVA - REVISÃO DE 10 HORAS
Data: _____/_____/_____ Trator N.o: _________
Horímetro: _______________ Executado por: _________________________________________
Número: Descrição da tarefa a ser realizada: X
1 PURIFICADOR DE AR - Limpar o pré-purificador ?
2 MOTOR - Verificar o nível do óleo e completar ?
3 RADIADOR - Verificar o nível da água e completar ?
4 PNEUS - Verificar as pressões ?
5 PEDAIS DO FREIO - Engraxar (1 pino) ?
… … ?
X Checagem geral em torno do equipamento ?
Marcar com X os pontos verificados e deixar em branco os ítens não realizados.⇒
Fonte: Adaptado de Mialhe (1974).