DESENVOLVIMENTO E TESTE DE UMA BANCADA DOSADORA PNEUMÁTICA PARA SEMENTES DE ARROZ
OLDONI, André1; SPAGNOLO, Roger Toscan1; NEVES2, Márcio Blanco das; REIS, Ângelo Vieira dos3; FERREIRA, Otoniel Geter Lauz4

1Acadêmicos de Engenharia Agrícola
 2Acadêmico de Agronomia
 3Prof. Adjunto
 4Prof. Substituto
Departamento de Engenharia Rural – FAEM/UFPel
Campus Universitário – Caixa Postal 354 – CEP 96010-900.
andreoldoni@gmail.com

1.	INTRODUÇÃO

	A elevação do custo da semente vem tornando necessário o desenvolvimento de semeadoras que tenham um controle mais efetivo sobre a população de plantas, gerando assim um potencial para a redução da quantidade de sementes utilizadas por hectare, o que pode ser alcançado com a utilização de semeadoras de precisão, as quais permitem quantificar o número de sementes que estão sendo distribuídas por metro linear.
	Uma análise do mercado de semeadoras feita por REIS & FORCELLINI (2002), evidencia a ausência de semeadoras de precisão destinadas às sementes miúdas, como é o caso do arroz. Isto se deve tanto à dificuldade de individualizar e transportar sementes de tamanho reduzido e de formas irregulares, quanto ao fato dessas culturas serem semeadas com pequenos espaçamentos entre linhas, requerendo mecanismos dosadores pequenos e estreitos. Características estas, ausentes nos mecanismos dosadores de precisão atualmente empregados.
	Os estudos de mecanismos dosadores de precisão para o trabalho com sementes miúdas, especialmente os pneumáticos, já se iniciaram (CASÃO JUNIOR, 1996; REIS, 2003). No entanto, a maioria das pesquisas disponíveis é sobre a dosagem pneumática de sementes graúdas (soja, milho).
	Os mecanismos dosadores pneumáticos são empregados em semeadoras para a dosagem de precisão de uma ampla variedade de sementes. Na maioria dos casos, não há a necessidade da classificação prévia das sementes a fim de homogeneizar alguma de suas características, especialmente no que diz respeito à forma e ao tamanho. Nesse tipo de mecanismo, a ação do ar, sucção ou pressurização, auxilia os princípios mecânicos na individualização da semente e no seu transporte até o tubo condutor.
	Pode-se observar que 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 relacionados à velocidade do ar que passa pelo orifício e, conseqüentemente, às forças que irão captar e transportar as sementes.
A presente pesquisa tem o objetivo de construir uma bancada de teste para dosagem pneumática de sementes de baixo custo e que possibilite a troca de parâmetros de forma rápida, de forma que, futuramente, o trabalho possa ser estendido para sementes de outras espécies vegetais, testando o seu funcionamento avaliando os efeitos conjugados do diâmetro do orifício de dosagem e do diferencial de pressão de ar (nível de vácuo) sobre a altura de captação das sementes de arroz da cultivar IRGA 417.

2.	MATERIAL E MÉTODOS

A fim de realizar os experimentos foi construída uma câmara de vácuo com tubo de PVC de 100 mm de diâmetro fixadas por meio de uma abraçadeira ligada à haste de um retro-projetor, e duas capas para o fechamento das extremidades (figura 1), na qual, a capa do lado superior, foi adaptada tomada de ar (vácuo) e outro orifício para medição da pressão interna, já no lado inferior foi perfurada a tampa, com orifícios de dosagem de 1mm, 1,5mm, 2,0mm e 2,5mm de diâmetro.

Figura 1 - Bancada de dosagem pneumática de sementes, onde: 1) fonte de vácuo; 2) tubulação de ar; 3) controles do nível de vácuo; 4) suporte da câmara de vácuo; 5) câmara de vácuo; 6) tomada de pressão do manômetro; 7) controle de altura.

Como fonte de vácuo empregou-se um aspirador de pó doméstico marca Electrolux, modelo A20 com potência de 1,2kW. Esta solução revelou-se a mais adequada, pois além do baixo custo em relação a uma bomba de vácuo, apresenta vazão de ar e nível de vácuo satisfatório para os objetivos propostos. Da maneira com que foi montado na bancada, produziu uma depressão máxima de 12,40kPa (93,0mm.Hg) em relação à pressão atmosférica. O controle dos níveis de pressão na câmara foi obtido através do controle de abertura ou fechamento de registros na tubulação de vácuo que leva o ar para o compressor.
Para a quantificação dos valores das pressões foi construído um manômetro de coluna de mercúrio com escala em milímetros.
A medição da altura de captação das sementes foi feita com auxílio de um paquímetro, tendo por referência a base de apoio da semente e a posição vertical do plano que contém o orifício no momento da captura da semente pela corrente de ar.
Realizou-se o experimento com amostras de sementes da cultivar IRGA 417, que segundo IRGA (2002), está entre as cultivares mais utilizadas no estado do Rio Grande do Sul. As sementes de cada um dos lotes tiveram seus tamanhos (comprimento, largura e espessura) medidos com auxílio de um micrômetro e a massa de mil (1.000) sementes com umidade de 13% bu medida em balança analítica.
Foram avaliadas as alturas de captação das sementes de arroz variando os efeitos da pressão e do diâmetro do orifício. Para tanto, uma semente era colocada sobre uma caixa plástica fixada sobre o vidro a 20,00mm sob o orifício. Partindo dessa posição, a câmara de vácuo era baixada lentamente até que ocorresse a captação da semente, quando então a distância entre o orifício e a caixa plástica será novamente medida.
O delineamento experimental utilizado no teste foi o fatorial 3x3 (dois fatores com três níveis cada). Sendo o primeiro fator o diferencial de pressão entre o interior da câmara de vácuo e a atmosfera, variado em três níveis (20, 50 e 80mm.Hg). O segundo fator foi o diâmetro do orifício de dosagem, também variado em três níveis (1,0; 1,5 e 2,0mm). O experimento assim delineado formou quatro tratamentos, para os quais foram feitas 15 repetições a fim de minimizar os efeitos de fatores não controlados, algum erro de posicionamento da semente sob o orifício ou de leitura do paquímetro. A variável de resposta foi a altura de captação das sementes.

3.	RESULTADOS

O resultado das análises dimensionais e ponderais efetuados no lotes de sementes da cultivar IRGA 417 é apresentado na Tabela 1.

Tabela 1 - Média, desvio padrão, intervalo de confiança e coeficiente de variação das dimensões e massa de 1.000 sementes utilizadas.
	Média	Desv. Pad.	Int. Conf.	cv%	

IRGA 417	Comprimento [mm]	9,74	0,487	0,087	5,00	
	Espessura [mm]	1,99	0,067	0,012	3,35	
	Largura [mm]	2,44	0,126	0,023	5,17	
	Massa de 1.000 sementes [g]	26,63	0,172
	-	0,67	

A análise de variância das médias dos quatro tratamentos mostrada na Tabela 2 mostrou que tanto o fator diferencial de pressão como o fator diâmetro do orifício, contribuíram significativamente para alterações na altura de captação de sementes. No entanto, como a interação entre os fatores foi considerada significante houve a necessidade de se desdobrar a análise. Para tanto, utilizou-se o teste de Tukey (Tabela 3), onde a diferença mínima significativa (dms) ao nível de 1% foi de 0,17mm.

Tabela 2 – Análise de variância das médias de altura de captação dos tratamentos.
Causas da variação	G. L.	S. Q.	Q. M.	F	Prob.> F	
Pressão (P)	2	7,570	3,785	145,762	0,00001	
Orifício (O)	2	52,147	26,073	1.004,152	0,00001	
P x O	4	1,733	0,433	16,690	0,00001	
Resíduo	126	3,272	0,026			
Total	134	64,722				

Tabela 3 - Altura de captação média (mm), coeficiente de variação (cv - %) e resultado do teste de Tukey

Diferencial de pressão	Diâmetro do orifício [mm]	
	1,0	
cv	1,5	
cv	2,0	
cv	
20mm.Hg	0,42Bc	50,07	0,86Cb	12,85	1,77Ca	7,34	
50mm.Hg	0,72Ac	21,93	1,39Bb	10,48	2,19Ba	5,79	
80mm.Hg	0,62Ac	32,86	1,73Ab	9,56	2,37Aa	7,19	
* Médias seguidas de mesma letra minúscula na linha não diferem ao nível de significância de 1%.
** Médias seguidas de mesma letra maiúscula na coluna não diferem ao nível de significância de 1%.

Conforme se pode observar na Tabela 3, de maneira geral, dentro de um mesmo valor de diâmetro de orifício, a altura de captação foi acrescida com o aumento do diferencial de pressão (com exceção do orifício com 1,0mm de diâmetro, no qual somente verificou-se aumento quando o diferencial de pressão foi aumentado de 20 para 50 mm.Hg). Ao observarem-se as médias da altura de captação dentro de um mesmo valor de diferencial de pressão nota-se um aumento significativo na altura de captação à medida que o tamanho do orifício é aumentado em todos os níveis de pressão. Assim, independentemente do nível de pressão considerado no estudo, a altura de captação de sementes de arroz é diretamente proporcional ao tamanho do orifício pneumático.
A maior altura de captação de sementes (2,37mm) foi obtida com a combinação dos maiores níveis dos dois fatores em análise: orifício com 2,0mm de diâmetro e diferencial de pressão de 80mm.Hg.

4.	CONCLUSÕES

A altura de captação pneumática de sementes de arroz da cultivar IRGA 417 é diretamente proporcional ao tamanho do orifício de dosagem, independentemente do diferencial de pressão empregado.
A altura de captação pneumática de sementes de arroz da cultivar IRGA 417 é diretamente proporcional ao diferencial de pressão empregado para diâmetros de orifício de 1,5 e 2,0mm.
A bancada de dosagem pneumática de sementes construída durante o período do projeto para a realização dos testes mostrou-se plenamente adequada aos objetivos do trabalho. Permitiu a realização dos testes com precisão, facilidade e a um baixo custo, pois empregou quase na sua totalidade, materiais reciclados. Desta forma a bancada se mostrou de fácil operação devido a sua simplicidade e fácil administração das suas funções para obtenção dos resultados com a máxima precisão. A bancada também apresenta um aspecto didático, já que mostra no laboratório o que aconteceria a campo numa semeadora pneumática quando os parâmetros em estudo são alterados.

5.	BIBLIOGRAFIA

CASÃO JUNIOR, R.  Desenvolvimento de sistema pneumático de dosagem e transporte de sementes.  1996. 191 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade Estadual de Campinas, Campinas.
IRGA – INSTITUTO RIOGRANDENSE DO ARROZ Caracterização da lavoura de arroz irrigado – safra 1999/00.  Porto Alegre: IRGA –Departamento Técnico – Agrícola, 2002. 84 p.
REIS, A. V. Desenvolvimento de concepções para a dosagem e deposição de precisão para sementes miúdas. 2003. 277 f.Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) – CTC-EMC, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis.
REIS, A. V., FORCELLINI, F. A.  Functional analysis in the evaluation of four concepts of planters. Ciência Rural, Santa Maria: UFSM, v.32, n.6, p.969-75, 2002.