EFEITO DO DIFERENCIAL DE PRESSÃO E DO DIÂMETRO DO ORIFÍCIO        SOBRE CAPTAÇÃO PNEUMÁTICA DE SEMENTES DE TRÊS CULTIVARES DE ARROZ (Oryza sativa L.)

NEVES, M. B.1*; OLDONI, A.2; REIS, A. V.3; FERREIRA, O. G. L.4; MACHADO, A. L. T.3

1 Bolsista de Iniciação Científica FAPERGS, Laboratório de Máquinas Agrícolas, DER,/FAEM/UFPel
Campus Universitário – Caixa Postal 354 – CEP 96010-900 *mabodsne@yahoo.com.br
2 Bolsista PIC/UFPEL
3 Prof. Adjunto, DER,/FAEM/UFPel
4 Prof. Substituto, DER,/FAEM/UFPel

 1. INTRODUÇÃO

Cultivado em mais de 150 milhões de hectares, o arroz (Oryza sativa L.) é um dos cereais mais produzidos e consumidos em todo o mundo (USDA, 2003). Com uma produção de 600 milhões de toneladas, base casca, esse produto serve de alimento básico para dois terços da população do planeta (FAO, 2004).  
Difundido amplamente no Brasil, o arroz é cultivado em praticamente todos os estados, onde a safra gaúcha é responsável pela produção de 6,9 milhões toneladas e semeadura de uma área com mais de 1 milhão de ha, exercendo um importante papel como estabilizador do mercado nacional (IRGA 2006).
Em busca da obtenção de melhores resultados de produtividade nas culturas de sementes miúdas, são testados mecanismos dosadores pneumáticos para a semeadura de precisão. Nestes mecanismos, no caso do arroz, a ação do ar provoca sucção ou pressurização, auxiliando na individualização da semente e no seu transporte até o tubo condutor, o que caracteriza o objetivo da semeadura de precisão.
Os mecanismos dosadores pneumáticos são empregados em semeadoras para a dosagem de precisão de uma ampla variedade de sementes. Uma desvantagem dos mecanismos pneumáticos é a possibilidade de obstrução dos orifícios do disco por pedaços de sementes ou resíduos de tratamentos de sementes, principalmente naqueles dosadores que empregam pressão negativa. Esse último ponto é mais crítico com sementes miúdas, pois como os orifícios devem ser muito pequenos, as forças de retenção das sementes são baixas, favorecendo o desprendimento destas, e, com sementes pontiagudas, há a possibilidade da captação múltipla (GIANNINI et al., 1967).
Segundo REIS et al. (2006), há dois parâmetros de projeto num mecanismo dosador que são particularmente importantes quando se considera a dosagem pneumática: o diâmetro do orifício pneumático e o diferencial de pressão empregado. Ambos estão diretamente ligados à velocidade e ao volume de ar que passa pelo orifício e, conseqüentemente, às forças que irão captar e transportar as sementes.
O objetivo do presente projeto é o estudo dos efeitos do diferencial de pressão de ar e do diâmetro do orifício pneumático sobre a altura de captação de sementes de arroz, para obtenção de respostas mais acuradas quanto à precisão dos mecanismos dosadores pneumáticos.

2. MATERIAL E MÉTODOS

Para caracterização das amostras das cultivares utilizadas no experimento, foi realizada a mensuração das dimensões das sementes. Foram utilizadas 12 sementes para cada repetição, em um total de 10 repetições. Também foi determinado o peso de 1.000 sementes, através da pesagem de 8 amostras de 100g, além da realização de teste de coeficiente de variação das médias encontradas, a fim de estabelecer o peso médio de cada cultivar.
Para este experimento foram escolhidas as cultivares IRGA 417, El Passo 144 L e BRS Bojuru. As duas primeiras estão entre as mais semeadas no estado do Rio Grande do Sul, e a terceira sendo uma cultivar tipo japônica (sementes de menor comprimento e maior espessura). Esta variação foi planejada para que não houvesse grande similaridade entre as sementes de arroz utilizadas no estudo e seus respectivos resultados.
Os diferenciais de pressão adotados no experimento foram escolhidos sabendo que o menor diferencial de pressão que poderia ser adotado era 1,20 kPa e o maior era 12,40 kPa, então buscou-se diferenciais de pressão que possuíssem praticamente a mesma diferença entre os níveis, e que fossem de fácil obtenção dentro dos níveis de máximo e mínimo, então foram utilizados os diferenciais de pressão de 2,67 kPa (20 mm Hg), 6,67 kPa (50 mm Hg) e 10,67 kPa (80 mm Hg).
Para a obtenção da altura de captação, de acordo com as variáveis presentes foi realizada a deposição das sementes de forma individual, exatamente sobre a linha de atuação da tomada de ar por parte do orifício, onde a câmara de vácuo era lentamente rebaixada de encontro à semente e quando esta era succionada, o equipamento que movia a câmara de vácuo era instantaneamente parado; era medido, com o auxilio de um paquímetro, a distância entre o plano de referência onde a semente se encontrava e a altura em que a câmara de sucção havia captado a semente. Posteriormente, era descontada a espessura média da cultivar adotada na verificação, obtendo-se o valor da altura de captação desta semente.
	Para cada cultivar foram empregados 3 diâmetros de orifícios (1,0mm; 1,5mm; 2,0mm) e para cada um destes, 3 diferenciais de pressão (20mm Hg, 50mm Hg, 80mm Hg), formando um delineamento fatorial 3x3x3 (27 tratamentos para cada cultivar). Para cada um dos tratamentos adotados foram realizadas 15 repetições.

3. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Os resultados das avaliações dimensionais e ponderais dos lotes de sementes empregados são apresentados na Tabela 1. 
Para melhor visualização das médias de altura de captação das sementes, estas foram divididas por cultivares na Tabela 2.

Tabela 1 - Características ponderais e dimensionais das cultivares de arroz.

Parâmetro	Cultivar	
	IRGA 417	El Passo 144 L	BRS Bojuru	
Peso de 1.000 sementes [g] – cv [%]	26,63 – 0,65	29,08 - 0,95	27,47 - 1,18	
Comprimento [mm] - cv [%]	9,74 - 5,00	9,74 - 4,45	7,18 - 3,87	
Largura [mm] - cv [%]	2,44- 5,17	2,54 - 4,23	3,19 - 5,58	
Espessura [mm] - cv [%]	1,99 - 3,35	2,02 – 2,86	2,26 - 4,34	
A análise de variância das médias de altura de captação dos tratamentos indicou valores significativos para os fatores: Cultivar, Pressão, Orifício e para as interações Cultivar x Orifício, Pressão x Orifício e Cultivar x Pressão x Orifício como é evidenciado na Tabela 3. Embora tenha ocorrido a interação tripla, obsevou-se que havia inconsistência dos resultados observados com esta interação, assim, optou-se pela análise das interações duplas pelo teste de Tukey (Tabelas 4 e 5).

Tabela 2 - Médias das alturas de captação e coeficiente de variação das sementes de arroz submetidas às variações de diâmetro de orifício e diferencial de pressão.
		Cultivar		
		BRS Bojuru	IRGA 417	El Passo 144 L 		
Diam Orif.	Dif. Pressão	Média	Média Grupo	C.V.%	Média	Média Grupo	C.V.%	Média	Média Grupo	C.V.%	Média Linha 	

1mm	20mmHg	2,65	
2,88	3,59	2,41	
2,58	8,67	2,47	
2,67	5,29	2,51	
	50mmHg	2,98		5,48	2,71		5,85	2,90		4,88	2,86	
	80mmHg	3,00		3,51	2,61		7,84	2,64		5,27	2,75	

1,5 mm	20mmHg	3,17	
3,64	4,37	2,85	
3,32	3,89	3,30	
3,30	5,77	2,96	
	50mmHg	3,80		3,73	3,38		4,31	3,40		2,86	3,53	
	80mmHg	3,94		4,03	3,72		4,45	3,63		3,89	3,76	

2,0 mm	20mmHg	4,07	
4,45	3,62	3,76	
4,10	3,46	3,74	
4,16	3,87	3,86	
	50mmHg	4,47		4,09	4,18		3,03	4,22		4,63	4,29	
	80mmHg	4,80		4,09	4,36		3,91	4,51		4,26	4,56	

Tabela 3 - Análise de variância das médias de altura de captação.
Causas da Variação	G.L	S.Q.	Q.M.	Valor F	PROB.> F	
Cultivar	2	8,313	4,156	173,069	0,00001	
Pressão	2	25,212	12,606	524,899	0,00001	
Orifício	2	157,661	78,830	3282,439	0,00001	
Cultivar x Pressão	4	0,122	0,031	1,274	0,27857	
Cultivar x Orifício	4	0,267	0,067	2,783	0,02617	
Pressão x Orifício	4	4,424	1,106	46,054	0,00001	
Cult. x Pres. x Orif.	8	0,565	0,071	2,941	0,00368	
Resíduo	378	9,078	0,024			
Total	404	205,642				

Tabela 4 - Altura de captação (mm) de sementes de arroz submetidas a três diferenciais de pressão três diferenciais de pressão.
Diferencial de  Pressão (mm Hg)	Diâmetro de Orifício (mm)	
	1,0	1,5	2,0	
20	2,51 Cc	2,96 Bc	3,86 Ac	
50	2,86 Ca	3,53 Bb	4,29 Ab	
80	2,75 Cb	3,76 Ba	4,56 Aa	
*Médias seguidas pelas mesmas letras maiúsculas na linha não diferem entre si pelo teste de Tukey (P<0.05).
** Médias seguidas pelas mesmas letras minúsculas na coluna não diferem entre si pelo teste de Tukey (P<0.05)

Com os resultados anteriormente apresentados pode notar-se um aumento na altura de captação a medida em que o diferencial de pressão foi aumentado, para os diâmetros de 1,5mm e 2,0mm, o que não foi evidenciado no diâmetro de orificio de 1,0mm; onde em um diâmetro muito reduzido como este, o volume de ar que exerce força para captação da semente (relacionado com a área do orificio empregado e o diferencial de pressão exercido, segundo Reis, 2005) é pequeno. Quando escolhido um diferencial de pressão como o de 10,67 kPa (80mm Hg) para um diâmetro de orifício de 1,0mm evidenciou-se a possível ocorrência deste fato.
	Com base nestes mesmos dados observou-se o comportamento similar do aumento da altura de captação das sementes, dentro das faixas de diferencial de pressão adotadas, conforme eram aumentados os diâmetros de orifício.

Tabela 5 - Altura de captação (mm) de sementes de arroz das cultivares adotadas no experimento submetidas a três diâmetros de orifício distintos.
	Diâmetro de orifício (mm)	
Cultivar	1,0	1,5	2,0	
Bojuru	2,88 Ca	3,64 Ba	4,45 Aa	
El Passo	2,67 Cb	3,30 Bb	4,16Ab	
IRGA	2,58 Cc	3,32 Bb	4,10Ab	
*Médias seguidas pelas mesmas letras maiúsculas na linha não diferem entre si pelo teste de Tuckey (p<0.05).
**Médias seguidas pelas mesmas letras minúsculas na coluna não diferem entre si pelo teste de Tuckey (p<0.05)
À luz dos resultados apresentados nas tabelas 2, 4 e 5, as cultivares IRGA e El Passo obtiveram médias de altura de captação de sementes semelhantes e ambas tiveram médias diferenciadas da cultivar Bojuru, com excessão do observado no diâmetro de orificio 1,0mm onde as três cultivares selecionadas apresentaram médias de altura de captação diferentes. Fato que pode se dever a não similaridade do tipo de sementes onde, IRGA e El Passo são sementes de arroz de cultivares do tipo Índica (longa e fina) e Bojuru do tipo Japônica (curta e espessa) sendo que a superficie da semente, exposta à ação de captação por parte do ar localizado entre a semente e a câmara de vácuo, pode ter influenciado na obtenção de uma altura de captação mais elevada.

4. CONCLUSÕES

O teste de verificação da altura de captação de sementes de arroz demonstrou de forma geral que; desconsiderando em algumas oportunidades a relação entre orifícios pequenos, utilizados com diferenciais de pressão elevados, e considerando que nem sempre as cultivares que apresentaram maior peso de mil sementes tiveram menor altura de captação, e atribuições em relação às dimensões destas sementes, pode-se afirmar que ao aumentarmos o diferencial de pressão e/ou aumentarmos o diâmetro de orifício utilizado, ter-se-á uma altura de captação mais  elevada. Sendo este um importante fator a ser considerado na elaboração de projetos que visem a dosagem pneumática de sementes de arroz.

5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

- USDA, Nathan Childs. Rice Situation. Market and Trade Economics Division, Economic Research Service, U.S. Department of Agriculture, November 2003.
- FAO - Faostat Database Results. Disponível: http://www.fao.org/. Acessado em 20 de outubro de 2005.
- Anuário Brasileiro do Arroz / Cleiton Santos – Santa Cruz do Sul: Editora Gazeta, Cruz, 2004. 136p.
- GIANNINI, G.R.; CHACELLOR, W.J.; GARRET, R.E. Precision planter using vacuun for seed pickup. Transactions of the ASAE, St. Joseph, p.607-14, 1967.
- IRGA– Instituto Rio Grandense do Arroz – 2006 (http://www.irga.rs.gov.br/ arquivos/20060626143337.pdf)
- REIS, Ângelo Vieira dos; FORCELLINI, Fernando Antônio; RAMOS, Ubirajara Aracauna Pereira. Avaliação do Diâmetro do Orifício e da Pressão de Ar na Dosagem Pneumática de Sementes de Arroz.  Revista Brasileira de Agrociência, Pelotas, v. 12, n. 2, p. 191-7, 2006.