5 MATERIAL E MÉTODOS
5.2 Métodos
5.2.7 Acompanhamento do teor de água dos grãos do milho
Foi realizado o acompanhamento do teor de água dos grãos do ponto ideal de silagem de planta inteira até o momento da colheita do grão seco (aproximadamente 15% de água nos grãos) através da coleta de material de 5 em 5 dias após a colheita da silagem de planta inteira.
5.2.8 Demanda energética
5.2.8.1 Sistema de aquisição de dados
Os dados foram armazenados continuamente em um módulo de armazenamento externo de dados e, em seguida, transferidos ao computador. Os dados coletados foram força de tração na barra, consumo horário de combustível, velocidade de deslocamento, torque e rotação na TDP (nas operações de pulverização, adubação de cobertura e colheita com forrageira), conforme as figuras 13 e 14. O sistema de aquisição de dados foi acionado mediante balizamento no início e no final de cada parcela. Já os dados referentes ao processo de ensilagem (planta inteira e grão úmido) no sistema de silo press, o acionamento dos coletores de dados foi mediante a uma quantidade conhecida do material introduzida à máquina,.
Os dados correspondem às médias aritméticas de todos os valores registrados e os picos de forças em cada parcela experimental.
Figura 13 Fluxograma das avaliações realizadas nas operações mecanizadas na cultura do milho implantada sob sistema plantio direto.
Semeadura do milho Parâmetros avaliados:
Força na barra de tração; Velocidade de deslocamento; Consumo de combustível. Adubação de cobertura Parâmetros avaliados: Torque na TDP; Rotação na TDP;
Força na barra de tração; Velocidade de deslocamento; Consumo de combustível.
Controle fitossanitário da área Parâmetros avaliados:
Torque na TDP; Rotação na TDP;
Força na barra de tração; Velocidade de deslocamento; Consumo de combustível. Dessecação da área Parâmetros avaliados: Torque na TDP; Rotação na TDP;
Força na barra de tração; Velocidade de deslocamento; Consumo de combustível.
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Figura 14. Fluxograma das avaliações realizadas nas operações mecanizadas nas diferentes formas de colheita da cultura do milho. Secagem dos grãos
Parâmetros avaliados:
Gasto energético na retirada de água dos grãos (15 – 13 % de água).
Colheita do grão úmido
Parâmetros avaliados:
Velocidade de deslocamento; Consumo de combustível.
Colheita de planta de inteira
Parâmetros avaliados: Torque na TDP; Rotação na TDP;
Força na barra de tração; Velocidade de deslocamento; Consumo de combustível.
Colheita do grão seco
Parâmetros avaliados:
Velocidade de deslocamento; Consumo de combustível.
Transporte
Parâmetros avaliados: Força na barra de tração; Velocidade de deslocamento; Consumo de combustível.
Transporte
Parâmetros avaliados: Força na barra de tração; Velocidade de deslocamento; Consumo de combustível.
Transporte
Parâmetros avaliados: Força na barra de tração; Velocidade de deslocamento; Consumo de combustível.
Ensilagem dos grãos úmidos
Parâmetros avaliados: Torque na TDP; Rotação na TDP;
Consumo de combustível.
Ensilagem de planta inteira
Parâmetros avaliados: Torque na TDP; Rotação na TDP;
5.2.8.2 Determinação da velocidade de deslocamento
A velocidade de deslocamento nas operações de pulverização, semeadura e tratos culturais foi realizado indiretamente através da freqüência de aquisição de dados (10 Hz) do “micrologger 21X”. O tempo gasto para percorrer cada parcela correspondeu ao produto da quantidade de registros por parcela sob o intervalo de tempo, em segundos, entre cada registro (0,2 s). A velocidade média foi obtida pela equação:
6 , 3 t L Vel ' (1) onde:
Vel = velocidade de deslocamento do conjunto trator – equipamento (km h-1); L = comprimento da parcela experimental (m);
ǻt = tempo gasto para percorrer a parcela experimental (s);
3,6 = fator de conversão.
5.2.8.3 Capacidade de campo efetiva
A capacidade de campo efetiva foi determinada pela relação entre a área útil da parcela trabalhada e o tempo gasto no percurso da parcela, por meio da equação:
36 , 0 't Atr CE (2) onde:
CE = capacidade de campo efetiva (ha.h-1); Atr = área útil da parcela trabalhada (m2);
't = tempo gasto no percurso da parcela experimental (s); 0,36 = fator de conversão.
5.2.8.4 Rendimento operacional
O rendimento operacional foi determinado para o processo de ensilagem, pela relação entre a massa processada de matéria seca e o tempo gasto no processo, por meio da equação:
t MP nd ' Re (3) onde:
Rend = rendimento operacional (ton h-1); MP = massa processada de matéria seca (ton); ǻt = tempo gasto no processo (h)
5.2.8.5 Tempo efetivo demandado
O tempo efetivo demandado foi calculado pela seguinte equação:
CE
Td 1 (4)
onde:
Td = tempo efetivo demandado (h ha-1); CE = capacidade de campo efetiva (ha h-1).
5.2.8.6 Consumo horário de combustível
O consumo horário de combustível foi quantificado por meio de um fluxômetro, instalado próximo ao filtro de combustível tanto do trator como da colhedora. O
gerador registra uma unidade de pulso a cada mL de combustível que passa pelo mesmo. O cálculo foi obtido pela quantidade de pulsos e o tempo gasto para percorrer a parcela, o consumo horário de combustível foi calculado pela equação:
t p CCh '
¦
. 3,6 (5) onde:CCh = consumo horário de combustível (L h-1);
p = somatório de pulsos, equivalente ao somatório de mL de combustível gasto para percorrer a parcela experimental (m L);
ǻt = tempo gasto para percorrer a parcela experimental (s);
3,6 = fator de conversão.
5.2.8.7 Consumo de combustível por área Calculado pela equação:
CCa = Td x CCh (6)
onde:
CCa = consumo de combustível por área (L ha-1); Td = tempo efetivo demandado (h ha-1);
5.2.8.8 Consumo de combustível por matéria seca processada Calculado pela equação:
nd CCh CCm
Re (7)
onde:
CCm = Consumo de combustível por matéria seca processada (L ton-1); CCh = consumo horário de combustível (L h-1);
Rend = rendimento operacional (ton h-1).
5.2.8.9 Consumo de combustível no transporte do milho Calculado pela equação:
Vel CCh
CCt (8)
onde:
CCt= consumo de combustível no transporte (L km-1) CCh = consumo horário de combustível (L h-1);
5.2.8.10 Gasto energético no processo de secagem dos grãos do milho O gasto energético durante o processo de secagem a alta temperatura dos grãos de milho (15,5% para 13% de água) foi determinado através da equação:
Ges = 1,25 x Ar (9)
onde:
Ges = gasto energético na secagem (kW h ton-1);
1,25 = energia requerida por quilograma de água removida (kW h kg-1) (GUNASEKARAN, 2002);
Ar = água removida por tonelada de grãos (kg ton-1).
5.2.8.11 Força média na barra de tração do trator
Os valores de força de tração na barra foram monitorados e armazenados pelo sistema de aquisição de dados em unidades de kN, que correspondem à média aritmética dos valores obtidos durante o deslocamento do conjunto trator/equipamento na parcela experimental, apresentado em kN.
5.2.8.12 Força máxima na barra de tração
A força máxima de tração ou pico de força corresponde ao valor máximo de força de tração armazenado pelo sistema de aquisição de dados durante o deslocamento do conjunto trator/equipamento na parcela experimental, apresentado em kN.
5.2.8.13 Potência média requerida na barra de tração do trator
A potência média exigida na barra de tração foi calculada pela equação: 6 , 3 Vm Fm Pm (10) onde:
Pm = potência média requerida na barra de tração do trator (kW);
Fm = força de tração média requerida na barra de tração (kN);
Vm = velocidade média de deslocamento (km h-1); 3,6 = fator de conversão.
5.2.8.14 Potência máxima requerida na barra de tração do trator
A potência máxima requerida pela barra de tração corresponde à potência calculada no pico máximo de força registrado em cada parcela experimental.
6 , 3 Vm Fmáx Pmáx (11) onde:
Pmáx = potência máxima requerida na barra de tração do trator (kW);
Fmáx = força de tração máxima requerida na barra de tração (kN);
Vm = velocidade média de deslocamento (km h-1); 3,6 = fator de conversão.
5.2.8.15 Força de tração requerida por linha de semeadura
Para efeito de comparação de desempenho de semeadoras- adubadoras, algumas referências bibliográficas ressaltam a importância de avaliação de força de tração especifica, seja ela por número de conjuntos de órgãos ativos (linhas de semeadura), por profundidade de abertura de sulco e por unidade de solo mobilizado (SILVA, 2003). Desta forma, foram avaliadas além da força de tração média e máxima, a força de tração por linha de semeadura.
A força de tração por linha de semeadura corresponde à força de tração requerida por unidade de semeadura, sendo calculada pela equação:
NL F
F m
L (12)
onde:
FL= força de tração média requerida por linha de semeadura (kN.linha-1);
Fm= força de tração média, determinada em (kN);
NL = Número de linhas da semeadora-adubadora.
5.2.8.16 Torque médio na tomada de potência (TDP) do trator
O torque médio (Nm), desenvolvido pelo trator durante os testes, foi calculado através da indicação do integrador de sinais da célula de torque, localizada entre a tomada de potência do trator (TDP) e os equipamentos (adubadora de cobertura, pulverizador, colhedora de forragem e ensiladora), também, pelo tempo gasto em cada leitura, empregando- se a seguinte equação:
t Ti Tm
' (13)
onde:
Tm= torque médio desenvolvido pela máquina (Nm);
Ti= leitura integrada do torque (Nm s-1); ǻt = tempo gasto (s).
5.2.8.17 Torque máximo na tomada de potência (TDP) do trator
O torque máximo da TDP ou pico de torque corresponde ao valor máximo de torque na TDP armazenado pelo sistema de aquisição de dados durante o desenvolvimento do conjunto motomecanizado em cada parcela experimental, expressa na unidade Nm.
5.2.8.18 Rotação instantânea da tomada de potência do trator (TDP) A rotação da TDP do trator foi calculada pela indicação do integrador de rotação mediante a seguinte expressão:
t Li RPMT ' (14) onde: RPMT = rotação da TDP do trator; Li= leitura integrada; ǻt = tempo gasto (s).
5.2.8.19 Potência na tomada de potência (TDP)
A potência na TDP foi calculada pela seguinte equação:
PTDP= Tm . RPMT . 0,00010466 (15) onde: PTDP = potência média na TDP (kW); Tm= torque médio da TDP (Nm); RPMT = Rotação na TDP do trator; 0,00010466 = fator de conversão.
5.2.8.20 Potência máxima na tomada de potência (TDP)
A potência máxima na TDP foi calculada pela seguinte equação:
PTDP máx = Tmáx . RPMT . 0,00010466 (16) onde: PTDP máx = potência máxima na TDP (kW); Tmáx = torque máximo da TDP (Nm); RPMT = Rotação na TDP do trator; 0,00010466 = fator de conversão.
5.2.8.21 Potência requerida pelos equipamentos montados no engate três pontos
Para a mensuração da potência requerida pelos equipamentos montados em engates de três pontos, foi utilizado o sistema de comboio ilustrado
esquematicamente na Figura 15. Neste sistema, são utilizados dois tratores, acoplados um ao outro através de um dinamômetro na barra de tração, sendo que o primeiro tem a função específica de tracionar o conjunto e, o segundo, a de acoplar no engate de três pontos o equipamento ensaiado (MIALHE, 1996). A potência requerida é obtida pela diferença entre a potência requerida pelo conjunto trator e equipamento em operação e a potência exigida para o deslocamento do segundo trator, sem o equipamento.
Figura 15 Sistema de comboio utilizado para a determinação da potência requerida por equipamentos acoplados ao engate de três pontos: (1) fonte de potência; (2) célula de carga; (3) trator auxiliar portador do espécime submetido ao ensaio; (4) equipamento montado ensaiado.
5.2.8.22 Potência máxima requerida pelos equipamentos montados no engate três pontos
A potência máxima requerida foi determinada pelas relações dos picos máximos de potência na barra de tração e da potência máxima na TDP do trator
1
5.2.8.23 Potência determinada através do consumo horário de combustível A potência demandada na operação da colheita do milho (grão úmido e seco), através de colhedoras automotrizes, foi determinada a partir do consumo horário de combustível (MIALHE, 1974).
5.2.8.23.1 Potência teórica
Potência resultante da transformação total da energia interna do combustível em trabalho mecânico foi determinado por meio da equação:
75 . 3600 427 . 10110 . 852 , 0 . CCh Pt (17) onde: Pt = potência teórica (cv);
CCh = consumo horário de combustível (L h-1);
0,852 = massa específica do combustível (kg L-1) (MIALHE, 1980); 10110 = poder calorífico do combustível (kcal kg-1) (MIALHE, 1980); 427 = equivalente mecânico do calor (kgm kcal-1);
3600 = segundos por hora; 75 = kgm por cv.
5.2.8.23.2 Potência efetiva
A potência efetiva foi calculada pela seguinte equação:
36 , 1 ) . 34 , 0 ( Pt Pe (18) onde: Pe = potência efetiva (kW); Pt = potência teórica (cv);
0,34 = rendimento térmico mecânico (MIALHE, 1980); 1,36 = fator de conversão.
5.2.8.24 Uso específico de energia por área
O uso específico de energia por área foi calculada pelas equações:
Uea = Pm x Td e Uea = Ges x Prod (19)
onde:
Uea = uso específico de energia por área (kW h ha-1); Pm = potência na barra de tração (kW);
Td = tempo efetivo demandado (h ha-1);
Ges = gasto energético na secagem (kW h ton-1); Prod = produtividade de grãos (ton ha-1).