Projeto, construção e validação de transdutores para medição de esforços em semeadoras-adubadoras

A mecanização agrícola tem sido um importante fator que vem contribuindo para atender o aumento na demanda por alimentos. Porém, o desenvolvimento de máquinas e implementos com maior desempenho operacional ainda carecem de uma base de informações tecnológicas sistematizadas para a implementação em novos projetos de produtos. Desta forma, o principal objetivo deste trabalho foi o de implementar um sistema capaz de gerar informações para auxiliar no desenvolvimento de novos projetos de produtos, ou mesmo na melhoria das máquinas e implementos já existentes. Para tanto, foi construído um conjunto de transdutores de força – dinamômetros do tipo anel octogonal estendido, capazes de medir solicitações em duas direções ortogonais e o momento associado a estes dois esforços. Associados a estes transdutores foram utilizados outros recursos para a formação de uma instrumentação embarcada, a fim de possibilitar os registros, em tempo real, dos dados gerados para serem armazenados em bancos de dados para posterior análises e avaliações. Com o sistema implementado foram realizados diversos conjuntos de testes de campo, onde se ensaiou uma semeadora adubadora comercial com seus elementos ativos e/ou seus componentes isolados da máquina. No primeiro teste, foi avaliada uma linha completa de uma semeadora-adubadora, onde foram medidos os esforços no disco de corte da palha, na haste sulcadora para deposição do adubo e na unidade de semeadura. Nos testes seguintes, foram realizadas avaliações em dois modelos de hastes sulcadoras, trabalhando com diversos parâmetros distintos, a fim de comparar os respectivos desempenhos entre os dois modelos estudados. Também, verificaram-se avaliações das solicitações dos esforços de tração para sulcadores de adubo tipo disco duplo e, para tracionar somente os discos de corte. Finalmente, mediram-se os esforços para o arraste do chassi durante o deslocamento em campo. Os resultados dos sensores de força combinados com a instrumentação embarcada foram considerados satisfatórios durante as medições nos testes de campo, visto a sua repetibilidade tendo como referência um sistema de calibrações prévias. Desta forma, confirmouse que os registros dos testes de campo podem servir de referência para a análise de projeto de máquinas semeadoras-adubadoras, uma vez que os mesmos foram obtidos em condições reais durante as operações de campo.

Análise tridimensional de esforços em elementos rompedores de semeadoras de plantio direto

As informações da avaliação de mecanismos de abertura de sulco de semeadoras de plantio direto auxiliam as empresas no dimensionamento de ferramentas rompedoras do solo, que buscam menor requerimento energético. Este trabalho foi realizado num solo classificado como Latossolo Vermelho com o objetivo de avaliar tridimensionalmente os esforços dos mecanismos de abertura de sulco de semeadoras adubadoras de plantio direto. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso com cinco tratamentos, sendo cinco mecanismos de abertura de sulco (disco liso - DL, disco corrugado - DC, disco ondulado - DO, disco duplo - DD e haste sulcadora - H). Para mensurar os esforços dos mecanismos de abertura de sulco, foi utilizado um dinamômetro com sensibilidade nas direções horizontal, transversal e vertical e no momento fletor e torsor. A avaliação mostrou que a interação entre mecanismos de abertura de sulco e carga vertical não foi significativa, entretanto os fatores foram significativos quando analisados individualmente. O resultado individual dos mecanismos de abertura de sulco mostrou que o disco ondulado proporcionou maior área de mobilização do solo, a haste sulcadora apresentou o menor valor de força vertical e o disco duplo e a haste sulcadora obtiveram o menor esforço horizontal.

Semeadura direta de milho com dois tipos de sulcadores de adubo, em nível e no sentido do declive do terreno

O presente estudo teve como objetivo avaliar parâmetros operacionais de um conjunto mecanizado envolvendo trator e semeadora, assim como o rendimento da cultura do milho semeada nas diferentes configurações das máquinas e combinações com o ambiente de produção. Os tratamentos consistiram de tipos de sulcadores (discos duplos e hastes), os quais foram avaliados em experimentos em que a operação de semeadura direta do milho foi efetuada transversalmente ao declive (em nível) e em aclive e declive. A semeadura contra o declive e o uso de haste sulcadora implicaram maior demanda de esforço de tração, patinagem do trator e consumo de combustível por área trabalhada e não influenciaram o volume de solo mobilizado, a população de plantas e a produtividade de grãos do milho, em relação à operação realizada em declive e uso de sulcador de discos duplos, respectivamente. A utilização de sulcador do tipo haste resultou em menor número de plantas acamadas e quebradas, em relação ao uso de discos duplos, independentemente do sentido da operação. A principal diferença entre semear em nível ou em declive é a formação de sulcos orientados no sentido do terreno, pela ação de sulcadores do tipo haste e elevada patinagem dos rodados do trator, já que o consumo de combustível por área trabalhada e capacidade operacional não foram afetados por aquelas variáveis.

Esforços em ferramentas rompedoras de solo de semeadoras de plantio direto

The individual evaluation of mechanisms for opening furrows to drop the seeds in a no-tillage seeders cultivation assists the companies in the sizing of opening tools of the ground, that search for minor energy petition and for diminishing the ground area mobilized. Therefore this work had the aim of evaluate the efforts of five different mechanisms of opening of ridge of seeding of direct plantation varyng the vertical load. The experiment was installed in one ground classified as Dystroferric Red Nitosol. The used experimental delineation was of the one randomized blocks in a factorial project 5 x 4, constituted a the following factors: five mechanisms of furrow opening (even disk - DL, corrugated disk - DC, ondulated disk - DO, double disk - DD and furrow rod - F) and four vertical loads (750, 1500, 2250 and 3000 N). To measure the forces in the studied treatments a dynamometer with sensitivity in the directions was used horizontal, lateral and vertical direction. The evaluation showed that the interaction between mechanisms of opening of ridge and vertical load was not significant, however the factors were significant when analyzed individually. The connecting rod promoted mobilization of the ground with smaller draft of horizontal effort reaching depths of work. The work showed that the vertical load influenced the depth of work of the mechanisms of ridge opening. The mechanisms of ridge opening of record type need vertical force to penetrate into the ground.

Fertilizer distribution mechanisms and side dress nitrogen fertilization in upland rice under no-tillage system

Algumas culturas têm pouca adaptação ao sistema plantio direto (SPD), em vista da alta compactação da camada superficial do solo. Nesse caso, o mecanismo utilizado na semeadora para a abertura dos sulcos para deposição do fertilizante pode ter grande importância no sentido de facilitar a penetração das raízes. Avaliouse a influência do mecanismo de distribuição de fertilizante e da adubação nitrogenada na cultura do arroz de terras altas (Oryza sativa) no sistema plantio direto. O experimento foi conduzido nos anos agrícolas 2001/2002 e 2002/2003, em Botucatu-SP, Brasil. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, com parcelas subdivididas e quatro repetições. As parcelas foram constituídas por dois mecanismos de distribuição de fertilizantes (haste sulcadora e disco duplo). Nas subparcelas, quatro níveis de N foram aplicados em cobertura (0, 40, 80 e 120 kg ha-1). Avaliou-se a profundidade de abertura do sulco e de deposição das sementes, a população de plantas, a altura de plantas, o número de colmos e de panículas m-2, o número total de espiguetas por panícula, a fertilidade das espiguetas, a massa de 1.000 grãos, a matéria seca da parte aérea, a produtividade e o teor de N na folha bandeira. O sucesso no estabelecimento da cultura do arroz de terras altas no SPD nas regiões de inverno seco do Brasil está diretamente ligado ao mecanismo de distribuição das semeadoras-adubadoras. A haste sulcadora promoveu maior profundidade de deposição de sementes, conseqüentemente reduzindo o estande, o número de panículas por área e a produtividade. A aplicação de N em cobertura no arroz de terras altas em SPD proporciona maiores produtividades quando a semeadura é realizada com mecanismo de disco duplo.

Seeder-fertilizer machine: energetic demand as a function of vegetal covering handling and manure deposition shank depth in no-tillage system

O trabalho teve por objetivo avaliar a demanda energética de uma semeadora-adubadora, em função do tipo e manejo da cultura de cobertura vegetal e da profundidade da haste de deposição de adubo. Foi utilizado um trator Valtra BM100, instrumentado, para tracionar uma semeadora-adubadora de precisão equipada com quatro fileiras de semeadura espaçadas de 0,9 m para cultura de milho. O experimento foi conduzido em parcelas subsubdivididas, na área experimental do Laboratório de Máquinas e Mecanização Agrícola (LAMMA) da UNESP-Jaboticabal, utilizando duas culturas de cobertura (mucuna-preta e crotalária), três manejos dessas coberturas, sendo dois mecânicos (triturador de palhas e rolo-faca) e um químico (pulverização com herbicida), realizados 120 dias após a semeadura das culturas de cobertura e três profundidades da haste de deposição do adubo (0,11; 0,14 e 0,17 m), perfazendo 18 tratamentos, com quatro repetições, totalizando 72 observações. Foram avaliados os parâmetros velocidade de deslocamento, patinagem, força na barra de tração, força de pico, potência na barra de tração, potência de pico e consumo de combustível. Pôde-se concluir que a força na barra de tração foi menor para as profundidades de 0,11 e 0,14 m da haste sulcadora de adubo, o mesmo ocorrendo para força de pico, potência na barra de tração e consumo volumétrico. O consumo específico foi menor na profundidade de 0,17 m da haste sulcadora de adubo. As culturas de cobertura e seus manejos não interferiram no desempenho das máquinas estudadas.

Mecanismos sulcadores de semeadora-adubadora na cultura do milho (Zea mays L.) no sistema de plantio direto

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Desempenho de semeadora-adubadora com cinco modelos de hastes sulcadoras na cultura do milho (Zea mays L.)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Sistemas de manejo do solo e da cobertura vegetal na cultura da soja (Glycine max (L.) Merrill) semeada com dois mecanismos sulcadores

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Mecanismos de distribuição do fertilizante e adubação nitrogenada em cobertura no arroz de terras altas em plantio direto

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Mobilização do solo na semeadura do milho: emissão de CO2 e desempenho de máquinas agrícolas

Pós-graduação em Agronomia (Ciência do Solo) - FCAV

Desempenho operacional de semeadora e produtividade do milho em plantio direto e cultivo mínimo

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Modelo preditivo fuzzy da mobilização do solo no sistema de plantio direto.

As culturas do milho e da soja respondem pela maior parte da produção nacional de grãos, predominando o sistema de plantio direto. Para uma semeadura direta de qualidade, o bom aterramento do sulco é indispensável, pois garante um ambiente adequado às sementes. Neste sentido, é importante estimar a mobilização de solo promovida por uma haste sulcadora estreita durante esta operação. O modelo analítico existente visa representar a mobilização do solo no sistema de plantio convencional. Como consequência, há situações em que este não pode se aplicado, como no caso de hastes sulcadoras estreitas utilizadas em semeadoras de plantio direto. Nestas situações, o mecanismo de falha do solo pode se alterar, assumindo um comportamento não modelado na literatura. Essa pesquisa propõe um modelo fuzzy capaz de representar estas situações, aproveitando conhecimento da teoria de mecânica dos solos e da análise de resultados experimentais. No modelo proposto, parte das regras descrevem situações não abrangidas pelo modelo analítico, as quais foram formuladas a partir da estimativa das prováveis áreas de solo mobilizado. O modelo fuzzy foi testado com dados de experimentos conduzidos durante a pesquisa, em duas condições de granulometria de solo (arenoso e argiloso). O modelo proposto reproduziu as tendências observadas nos dados experimentais, mas superestimou os valores de área observados, sendo esse efeito bem mais intenso para os dados do experimento em solo arenoso. A superestimativa ocorreu devido à soma de diversos fatores. Um deles é a diferença entre as leituras experimentais, as quais consideram apenas o solo realmente movimentado, e a premissa do modelo analítico, que considera toda a área de solo incluindo aquela cisalhada, porém não mobilizada. Outro fator foi devido ao efeito do disco de corte da palha, que pré-cisalha o solo à frente da ferramenta. No ensaio em solo arenoso os valores observados de área de solo mobilizado foram menores que os esperados, intensificando o efeito de superestimativa do modelo fuzzy, sendo que este efeito não representa uma deficiência deste modelo.

Desempenho de sulcadores no desenvolvimento e produtividade da soja em solo submetido a diferentes níveis de compactação

On the national scene, soybean crop occupies a prominent position in cultivated area and volume production, being cultivated largely in the no tillage system. This system, due to the intense traffic of machines and implements on its surface has caused soil compaction problems, which has caused the yield loss of crops. In order to minimize this effect the seeder-drill uses the systems to opening the furrow by shank or the double disc type. The use of the shank has become commonplace for allowing the disruption of the compacted surface layer, however requires greater energy demand and may cause excessive tillage in areas where there is not observed high levels of compaction. Thus, this study aimed to evaluate the effects of furrowers mechanisms and levels of soil compacting on traction requirement by a seeder-drill and on the growing and productivity of soybean in an Oxisol texture clay, in a two growing seasons. The experimental design consisted of randomized blocks with split plots with the main plots composed of four levels of soil compaction (N0 – no tillage without additional compaction, N1, N2 and N3 – no tillage subjected to compaction through two, four and six passes with tractor, respectively) corresponding to densities of soil 1.16, 1.20, 1.22 and 1.26 g cm-3, and subplots by two furrowers mechanisms (shank and double disc) with four replicates. To evaluate the average, maximum and specific traction force requested by the seeder-drill, was used a load cell, with capacity of 50 kN and sensitivity of 2 mV V-1, coupled between the tractor and seeder-drill, whose data are stored in a datalogger system model CR800 of Campbell Scientific. In addition, were evaluated the bulk density, soil mechanical resistance to penetration, sowing depth, depth and groove width, soil area mobilized, emergence speed index, emergence operation, final plant stand, stem diameter, plant height, average number of seeds per pod, weight of 1,000 seeds, number of pods per plant and crop productivity. Data were subjected to analysis of variance, the mean of furrowers were compared by Tukey test (p≤0.05), while for the factor soil compaction, polynomial regression analysis was adopted, selected models by the criterion of greater R2 and significance (p≤0.05) of equation parameters. Regardless of the crop season, penetration resistance increase as soil compaction levels up to around 0.20 m deep, and bulk density influenced the sowing quality parameters, however, did not affect the crop yield. In the first season, there was a higher productivity with the use of the shank type. In the second crop season, the shank demanded greater energetic requirement with the increase of bulk density and opposite situation with the double disc. The locking of sowing lines allow better performance of the shank to break the compacted layer.

Somewhere between haste and delay... Investigating the interactions of road users and pedestrians in a dynamic rail level crossing environment

There are currently 23,500 level crossings in Australia, broadly divided into one of two categories: active level crossings which are fully automatic and have boom barriers, alarm bells, flashing lights, and pedestrian gates; and passive level crossings, which are not automatic and aim to control road and pedestrianised walkways solely with stop and give way signs. Active level crossings are considered to be the gold standard for transport ergonomics when grade separation (i.e. constructing an over- or underpass) is not viable. In Australia, the current strategy is to annually upgrade passive level crossings with active controls but active crossings are also associated with traffic congestion, largely as a result of extended closure times. The percentage of time level crossings are closed to road vehicles during peak periods increases with the rise in the frequency of train services. The popular perception appears to be that once a level crossing is upgraded, one is free to wipe their hands and consider the job done. However, there may also be environments where active protection is not enough, but where the setting may not justify the capital costs of grade separation. Indeed, the associated congestion and traffic delay could compromise safety by contributing to the risk taking behaviour by motorists and pedestrians. In these environments it is important to understand what human factor issues are present and ask the question of whether a one size fits all solution is indeed the most ergonomically sound solution for today’s transport needs.