QUANTIFICAÇÃO DOS ESFORÇOS ATUANTES SOBRE PONTEIRAS DO SULCADOR DE SEMEADORA EM DIFERENTES FASES DE DESGASTE

SPAGNOLO, Roger Toscan1; NUNES, Gerson dos Santos2; MACHADO, Antônio Lilles Tavares3; ESPÍRITO SANTO, Amauri Cruz4; BATISTA, Vilson João5; OLDONI, André.6; SILVEIRA, Hendrigo Alberto Torchelsen da6; 

1 Bolsista BIC – FAPERGS  – DER – FAEM – UFPEL –  rogertoscan@yahoo.com.br
2 Bolsista PIBIC – CNPq – DER – FAEM – UFPEL
3 Professor Orientador – DER – FAEM – UFPEL 
4 Professor – DEA – FEA – UFPEL 
5Professor – EE – UFRGS
6Estagiários – DER – FAEM - UFPel
Campus Universitário – Caixa Postal 354 – CEP 96010-900.

1. INTRODUÇÃO

As semeadoras são definidas por Machado et al. (2005) como sendo as máquinas agrícolas cuja função é colocar, no solo, os mais variados tipos de sementes, dentro da densidade, espaçamento e profundidade agronomicamente recomendados. As máquinas para semeadura direta, são praticamente iguais aquelas para semeadura convencional diferenciando-se, normalmente, quanto ao seu mecanismo sulcador. Como esse sistema prevê a semeadura sem o trabalho inicial de preparo do solo, as semeadoras necessitam abrir o sulco para deposição da semente e adubo, em uma condição de solo mais adensado e com grande quantidade de cobertura vegetal. Portanto, nestas máquinas, o sulcador deve apresentar boa eficiência, não só na conformação do sulco, como também em relação a sua capacidade de trabalho em condições de solo com elevada cobertura vegetal e maior densidade. 
O esforço de tração e o tempo disponível normalmente ditam a potência necessária de um trator numa propriedade agrícola, o conhecimento do correto esforço de tração se faz necessário, na tomada de decisão relativa ao maquinário agrícola. Além disso, a otimização da energia é um importante critério no projeto de uma máquina agrícola (Mielke et al.1994).
A análise das forças atuantes em ponteiras sulcadoras de semeadoras de plantio direto apresenta importância no sentido de buscarem-se configurações geométricas que possibilitem sua diminuição e manutenção adequada de suas funções. 
Segundo Bhole e Yu (1992), o desgaste  abrasivo  é o que melhor descreve a remoção de material de uma superfície sólida pela ação do solo. De acordo com Kepner et al. (1972), a pressão na superfície, a duração e a velocidade do contato são fatores importantes no desgaste por abrasão. Além disto, propriedades e características dos materiais constituintes das ferramentas, como a sua resistência mecânica, resistência à propagação de fissuras e dureza devem ser considerados. Da mesma forma, no solo, a sua textura e o teor de água presente, revestem-se significativa importância.
	Spagnolo et al. (2005) e Bauer et al. (2005), analisaram a variação geométrica da ponteira da haste sulcadora da semeadora de plantio direto, decorrente do desgaste, oriundo de seu contato com o solo, utilizando dois tipos de materiais, Aço 1060-forjado no primeiro caso e ADI no segundo. Entretanto também se faz importante verificar e quantificar a influência do desgaste da ponteira nos  esforços atuantes sobre a mesma. Portanto, o objetivo deste trabalho foi quantificar as forças vertical e horizontal atuantes sobre a ponteira do sulcador tipo facão de uma semeadora para plantio direto em diferentes etapas de desgaste da mesma.

2. Material E méTODOs
 
	O trabalho de campo foi desenvolvido na área do Conjunto Agrotécnico Visconde da Graça, localizada no município de Pelotas, Rio Grande do Sul. O solo pertence à unidade de mapeamento Pelotas, atualmente denominado de Planossolo Hidromórfico (Streck et al., 1999). Coletaram-se amostras de solo, num total de dezesseis, a fim de se quantificar a sua textura. Também foram feitas análises da consistência, densidade, limite superior de plasticidade, limite inferior de plasticidade, índice de plasticidade e resistência à penetração do solo.
A semeadora utilizada compunha-se de nove linhas espaçadas 0,45m cada. Para o estudo selecionaram-se quatro linhas da máquina, nas quais se utilizou ponteiras construídas em ADI, trabalhando a uma profundidade média de 0,12m. A partir da ferramenta original, 15 ensaios foram realizados para verificação dos esforços atuantes, ou seja, foram coletados dados de esforços em 4 etapas de desgaste, além da ponteira original, em três repetições de 20 metros de percurso retilíneo, cada uma.
Para a coleta de dados referentes aos esforços horizontal e vertical atuantes na ponteira sulcadora, utilizou-se um dispositivo projetado e construído por Espírito Santo (2005). Para amplificação e transferência dos sinais coletados utilizou-se um condicionador de sinais da marca Lynx, modelo ADS20000IP, com uma taxa de aquisição de 300 Hz. Este condicionador de sinais foi ligado a um microcomputador portátil da marca Toshiba, modelo Satélite, responsável pelo armazenamento e processamento dos dados gerados. Os dados coletados no campo foram processados utilizando-se uma planilha eletrônica.

3. RESULTADOS E DISCUSSãO

	O solo utilizado no trabalho foi caracterizado como sendo franco arenoso, contendo, em média, 0,611kg.kg-1 de areia; 0,257kg.kg-1 de silte e 0,132kg.kg-1 de argila. O teor de água médio durante os ensaios foi de 0,13kg.kg-1. Com relação a resistência a penetração esta foi, em média, de 5178,82KPa a 12cm de profundidade. A densidade média encontrada foi de 1512,93 kgm-3, com limite superior de plasticidade de 0,2173kgkg-1, limite inferior de plasticidade de 0,1814kgkg-1 e índice de plasticidade de 0,0359kgkg-1.
	Os resultados referentes aos esforços verticais e horizontais em função da variação percentual do desgaste das ponteiras da haste sulcadora, encontram-se na tabela 1, a seguir.
Com os dados da tabela 1 foi possível a montagem da figura 1, a qual correlaciona às forças vertical e horizontal, atuantes sobre a ponteira com o desgaste da ferramenta.
Através da tabela 1 e figura 1 se verifica que a força vertical, atuante sobre a ponteira, manteve-se praticamente constante, sem apresentar variação significativa, tendo decrescido pouco conforme aumentou o desgaste da ponteira, chegando a um valor máximo em torno de 11% inferior quando ocorreu um desgaste na ponteira de 46%. Tal fato (diminuição da força vertical), pode levar a dificuldade tanto na penetração da ferramenta no solo, quanto na manutenção da profundidade de trabalho, o que não ocorreu durante os testes devido à ação do mecanismo de manutenção de profundidade da semeadora, que permitiu que esta se mantivesse constante durante os trabalhos realizados. Com relação à força horizontal, componente maior do esforço final de tração, esta apresentou a tendência de aumentar conforme a ponteira mostrou-se mais desgastada. Para um desgaste médio de 46% a mesma apresentou um acréscimo, em torno de 48,5%, tendo este parâmetro apresentado diferenças significativas a partir do momento em que a ponteira atingiu 15% de desgaste.

Tabela 1. Forças vertical e horizontal atuantes sobre as ponteiras em função de diferentes taxas de desgaste. 

 Desgaste (%)	FV (N)	FH (N)	
0	1101,4 A	1682,6 A	
6	1107,5 A	   2066,3 AB	
15	971,8 A	   2089,9 AB	
31	959,0 A	   2309,7 BC	
46	990,4 A	2500,0 C	
Médias seguidas de mesma letra maiúscula na coluna não diferem estatisticamente no nível de significância de 5% pelo teste de Tuckey (dms = 407,9N).

Figura1 - Forças vertical e horizontal em função do desgaste da ponteira sulcadora.

Desta forma observa-se que o desgaste da ponteira apresenta influência direta nas forças que atuam sobre a mesma, podendo causar dificuldades para a ferramenta atingir e manter sua profundidade de trabalho, proporcionando também maior esforço de tração e por via de conseqüência aumento no consumo de combustível do trator. Portanto, é de grande importância a utilização de materiais que possibilitem um menor desgaste deste tipo de ferramenta, ou seja, que permitam manter-se por um maior período de tempo a geometria original da ferramenta, o que proporcionará menor esforço de tração e facilidade de manutenção da profundidade de trabalho.

4. ConclusÕES

	A força vertical atuante sobre a ponteira apresentou a tendência de manter-se praticamente constante, decrescendo pouco conforme aumentou o desgaste da ponteira;
A força horizontal mostrou a tendência de aumentar conforme a evolução do desgaste da ponteira, sendo que para um desgaste médio de 46% a mesma apresentou um acréscimo em torno de 48,5%, a partir da ponteira no estado original, ou seja, sem desgaste;
Por ser a força horizontal o componente de maior influência no esforço de tração, o desgaste da ponteira proporcionará aumento deste parâmetro;

5. AGRADECIMENTOS

A FAPERGS pela concessão da bolsa de iniciação científica e auxílio financeiro para execução do trabalho. Ao CNPq pela concessão da bolsa de iniciação científica. Ao GPFAI da UFRGS pelo auxílio financeiro e laboratorial.

6. BIBLIOGRAFIA

BAUER, G. B., SPAGNOLO, R. T., OLDONI A. et al. Utilização de adi na confecção de ponteiras sulcadoras de semeadoras de plantio direto. In XIII Congresso de Iniciação Científica, 2005, Pelotas. Anais do XIII CIC – VII ENPOS. Pelotas: UFPel, 2005.
BHOLE, S.D., YU, H. Abrasive wear evaluation of tillage tool materials.  Lubrication Engineering, 1992, v.48, n.12, p.925-34. 
Kepner, R.A., Bainer, R., Barger E.L., Principles of farm machinery. 2ed., 1972, Westport: Avi Publishing Company, 487p.
MACHADO, A. L, T., REIS, A. V., M. L. B., et al. Máquinas para preparo do solo, semeadura, adubação tratamentos culturais. Pelotas: Editora da UFPel, 2ed., 2005. 299p.
Mielke, L.N., Grisso, R.D., Bashford, L.L. et al., Bi-level subsoiler performance using tanden shanks. Applied Engineering in Agriculture, 1994, St. Joseph, v. 10, n.3, p.345-349.
SPAGNOLO, R. T., BAUER, G. B., MACHADO, A. L. T, et al. Estimativa da vida útil da ponteira de semeadora de plantio direto através da observação de sua área superficial. In XIII Congresso de Iniciação Científica, 2005, Pelotas. Anais do XIII CIC – VII ENPOS. Pelotas: UFPel, 2005.
STRECK, E. V., KAMPF, N., KLAMT, E. Atualização da classificação taxionômica das unidades de mapeamento do levantamento de reconhecimento dos solos do estado do Rio Grande do Sul. Informativo EMATER-RS, Porto Alegre, n. 9, 1999. 5p.