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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTASFACULDADE DE AGRONOMIA ELISEU MACIEL
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA RURALMÁQUINAS AGRÍCOLAS
MMÁÁQUINAS PARA QUINAS PARA PREPARO DO SOLOPREPARO DO SOLO
Prof. Antônio Lilles Tavares Machado2007/01
O que é o solo?
Camadas superiores, da superfCamadas superiores, da superfíície cie
terrestre, terrestre, intemperizadasintemperizadas e fragmentadas.e fragmentadas.
ContContéém quantidades adequadas de m quantidades adequadas de
substâncias necesssubstâncias necessáárias a nutririas a nutriçção das plantasão das plantas
O que é o solo?
Porque fazer o preparo do solo?
Criar um ambiente favorCriar um ambiente favoráável vel àà
germinagerminaçção, crescimento, desenvolvimento e ão, crescimento, desenvolvimento e
produproduçção de uma determinada cultura, ão de uma determinada cultura,
melhorando as condimelhorando as condiçções do solo como sua ões do solo como sua
absorabsorçção e retenão e retençção de ão de áágua, seu arejamento e gua, seu arejamento e
sua fertilidade.sua fertilidade.
Porque fazer o preparo do solo?
Aspectos a considerar
Textura;Textura;
Estrutura;Estrutura;
Relevo;Relevo;
CompactaCompactaçção;ão;
Resistência do solo Resistência do solo àà penetrapenetraçção;ão;
Compressibilidade do soloCompressibilidade do solo..
Aspectos a considerar
Fonte: Prof. Wellington de Carvalho Fonte: Prof. Wellington de Carvalho -- UFLAUFLA
Aspectos a considerar
Compactação do solo
Compactação do solo
Compactação do solo
Mudança de volume no solo
Máxima densidade em que um solo pode ser armaze-nado, em virtude da apli-cação de uma certa quanti-dade de energia.
Aspectos a considerar
CompactaCompactaççãoão
Resistência do solo Resistência do solo àà penetrapenetraççãoão
Medida da resistência do solo a introdução
de uma ponteira cônica padronizada (Norma
ASAE S313.2) em profundidades determinadas
Resistência do solo à penetração
Resistência à penetração, em uma
determinada profundidade, é dada pela expressão:
RPz = Fz / A
Onde:
RPz = resistência à penetração na profundidade “z”
Fz = força necessária à introdução da ponta cônica até a
profundidade “z”
A = área da base do cone
Resistência do solo à penetração
Índice de cone é dado pela expressão:
CIz = ΣRP / n
Onde:
n = número de leituras de força até a profundidade “z”
Resistência do solo à penetraçãoPenetrômetro
Resistência do solo à penetraçãoPenetrômetro
0
10
20
30
40
50
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0
Resistência à penetração (MPa)
Prof
. (cm
)
Depois Antes
0
9
18
27
36
45
54P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P100,000,5 01 ,001 ,5 02 ,002 ,5 0
Pro
fund
idad
e (c
m)
0,00-0,50
0,50-1,00
1,00-1,50
1,50-2,00
2,00-2,50
0 passada do pneuMPa
0
9
18
27
36
45
54P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P100,000,5 01 ,001 ,5 02 ,002 ,5 0
Pro
fund
idad
e (c
m)0,00-0,50
0,50-1,00
1,00-1,50
1,50-2,00
2,00-2,50
4 passadas do pneuMPa
Resistência do solo à penetração
Penetrômetro
Resistência do solo à penetraçãoPontos de amostragem geo-referenciados
742100 742300 742500 742700 742900 743100Direção X
7397700
7397800
7397900
7398000
7398100
7398200
7398300
7398400
7398500
7398600D
ireçã
o Y
Resistência do solo à penetraçãoMapas de iso-resistência do solo à penetração
0100015002000250030003500400045005000700010000
742100 742300 742500 742700 742900 743100UTM
IC 0-100 mm
7397700
7397800
7397900
7398000
7398100
7398200
7398300
7398400
7398500
7398600
UTM
742100 742300 742500 742700 742900 743100UTM
IC 100-200 mm
7397700
7397800
7397900
7398000
7398100
7398200
7398300
7398400
7398500
7398600
UTM
0100015002000250030003500400045005000700010000
742100 742300 742500 742700 742900 743100UTM
IC 200-300 mm
7397700
7397800
7397900
7398000
7398100
7398200
7398300
7398400
7398500
7398600
UTM
742100 742300 742500 742700 742900 743100
UTM
IC300-400 mm
7397700
7397800
7397900
7398000
7398100
7398200
7398300
7398400
7398500
7398600
UTM
0100015002000250030003500400045005000700010000
742100 742300 742500 742700 742900 743100UTM
IC >400 mm
7397700
7397800
7397900
7398000
7398100
7398200
7398300
7398400
7398500
7398600
UTM
0100015002000250030003500400045005000700010000
Mapas de iso-resistência do solo à penetração
20.7453 20.7454 20.7455 20.7456 20.7457 20.7458
101.3277
101.32775
101.3278
101.32785
101.3279
101.32795
101.328
101.32805
0
500
1000
COMPACTACIÓN - 6 cm DE PROFUNDIDAD
INDICE DE CONO
kPa
20.745 20.745 20.745 20.745 20.745 20.745
101.3277
101.32775
101.3278
101.32785
101.3279
101.32795
101.328
101.32805
0
1000
2000
3000
4000
5000
30cm
INDICE DE CONO
kPa
MÉTODO: KRIGINGGRADEO: 2
20.745 20.745 20.745 20.745 20.745 20.745
101.3277
101.32775
101.3278
101.32785
101.3279
101.32795
101.328
101.32805
0
1000
2000
3000
4000
5000
40cmINDICE DE CONO
kPa
MÉTOKRIGIGRAD2
6cm
20.7453 20.7454 20.7455 20.7456 20.7457 20.7458
101.3277
101.32775
101.3278
101.32785
101.3279
101.32795
101.328
101.32805
0
1000
2000
3000
4000
5000
18cm
INDICE DE CONOkPa
MÉTO
GRAD
Resistência do solo à penetração
Aspectos a considerar
CompactaCompactaççãoão
Compressibilidade do soloCompressibilidade do solo
Determinação da máxima pressão
a que o solo foi submetido (pressão de
pré-consolidação).
Compressibilidade do solo
Pressão aplicada ao solo não deve ser Pressão aplicada ao solo não deve ser maior do que sua pressão de prmaior do que sua pressão de préé--consolidaconsolidaçção.ão.
A tensão de pré-consolidação éobtida através da curva de compressão do solo, que correlaciona o índice de vazios à pressão aplicada.
Compressibilidade do soloPressão de prPressão de préé--consolidaconsolidaççãoão
(50-100-200-400-800-1600 kPa)
Compressibilidade do solo
Tensão de prTensão de préé--consolidaconsolidaççãoão
0,10
0,20
0,30
0,40
1 10 100 1000Pressão (kPa)
Índi
ce d
e va
zios
Trecho pré-adensado
Tensão de pré-adensamento
Trecho virgem
Compressibilidade do solo
742200 742400 742600 742800 743000
Pressão d epreconsolidação (SP)
7397700
7397800
7397900
7398000
7398100
7398200
7398300
7398400
7398500
100
200
300
400
500
742200 742400 742600 742800 743000
Direção X, m
Pressão de preconsolidação (CMRM)
7397700
7397800
7397900
7398000
7398100
7398200
7398300
7398400
7398500
100
200
300
400
Dir e
ção
Y, m
PRESSÃO DE CONTATO PNEUPRESSÃO DE CONTATO PNEU--SOLOSOLOP = F / A
PRESSÃO DE CONTATO PNEUPRESSÃO DE CONTATO PNEU--SOLOSOLO
Distribuição da massa por eixo
15% 85%2RM
TDA
40% 60%
ÁÁREA DE CONTATO PNEUREA DE CONTATO PNEU--SOLOSOLOMedida diretamente no campo
ÁÁREA DE CONTATO PNEUREA DE CONTATO PNEU--SOLOSOLO
Obtida por equações
Área de contato pneu-solo teórica
Inns, Kilgour, 1978 A = 0,87 L x 0,31 Dt
Equação do Quadrado A = L x l
Equação da Elipse A = 3,1416 x S x s
ÁÁREA DE CONTATO PNEUREA DE CONTATO PNEU--SOLOSOLO
Obtida por equações
Área efetiva de contato pneu-solo
Inns, Kilgour, 1978 A = 0,87 L x 0,31 Dt
L = largura do pneu; Dt = diâmetro totalDt = Di + 2 (0,85 L) Di = diâmetro interno
ÁÁREA DE CONTATO PNEUREA DE CONTATO PNEU--SOLOSOLO
Obtida por equações
Área de contato pneu-solo (teórica)
Equação do Retângulo A = L x l
L = largura do pneu; l = 2b
L
l
ÁÁREA DE CONTATO PNEUREA DE CONTATO PNEU--SOLOSOLO
Obtida por equações
Área de contato pneu-solo (teórica)
Equação da Elipse A = 3,1416 x S x s
S = semi-eixo maior da elipse s= semi-eixo menor da elipse s
S
Pressão de contato do pneu com o soloPressão de contato do pneu com o solo
Rodado traseiroRodado traseiroRodado dianteiroRodado dianteiroPotência do trator 4x4 (kW)Potência do trator 4x4 (kW)
48,4448,4451,3051,30Acima de 131Acima de 131
40,6240,6251,5051,50111 111 –– 130130
39,9039,9048,8548,8591 91 -- 110110
39,4439,4446,9846,9871 71 –– 9090
34,4134,4147,7947,7951 51 –– 7070
47,0047,0040,3440,3491 91 -- 110110
55,3555,3544,2144,2171 71 –– 9090
45,5145,5136,3836,3851 51 –– 7070
Rodado traseiroRodado traseiroRodado dianteiroRodado dianteiroPotência do trator 4x2 (kW)Potência do trator 4x2 (kW)
Pressão de contato pneu/solo (Pressão de contato pneu/solo (kPakPa))
Compressibilidade do solo
Pressão de prPressão de préé--consolidaconsolidaçção (ão (kPakPa))
Compressibilidade do solo
ClassificaClassificaçção do soloão do solo
333352527878ÚÚmidomido
87871001009696FriFriáávelvel
109109108108110110SecoSeco
LatossoloLatossoloVermelhoVermelho
Argissolo Argissolo VermelhoVermelho
PlanossoloPlanossoloConsistência Consistência
do solodo solo
Perfil de solo mobilizado
Obtenção da área de solo mobilizada por
ferramentas de preparo
Área de solo elevada
Área de solo mobilizada
Perfil de solo mobilizado
Perfilômetro
Mal preparo do solo
Mal preparo do solo
desestruturadesestruturaçção do solo;ão do solo;
formaformaçção de uma camada de solo compacta a ão de uma camada de solo compacta a
uma determinada profundidade,uma determinada profundidade, ppéé--dede--aradoarado..
dificuldade no desenvolvimento radicular dificuldade no desenvolvimento radicular
da planta;da planta;
encharcamentoencharcamento rráápido.pido.
Perfil natural do terreno
Camada de
solo
mobilizada
Mal preparo do solo
Camada sub-
superficial
compactada
Camada de
solo
mobilizada
Mal preparo do solo
Camada sub-
superficial
compactada
Mal preparo do solo
Mal preparo do solo
Mal preparo do solo
Tipos de preparo do solo
ConvencionalConvencional
Preparo primPreparo primáário:rio:
OperaOperaçções iniciais de mobilizaões iniciais de mobilizaçção do solo, ão do solo,
executado por arados, escarificadores ou grades executado por arados, escarificadores ou grades
agragríícolas pesadas.colas pesadas.
Tipos de preparo do soloConvencionalConvencional
Preparo primPreparo primáário:rio:
Tipos de preparo do soloConvencionalConvencional
Preparo primPreparo primáário:rio:
Tipos de preparo do solo
ConvencionalConvencional
Preparo secundPreparo secundáário:rio:
OperaOperaçções de nivelamento e ões de nivelamento e destorroamentodestorroamento da da
camada de solo que jcamada de solo que jáá sofreu o preparo primsofreu o preparo primáário, rio,
executado principalmente por grades mexecutado principalmente por grades méédias ou dias ou
leves, leves, rolos rolos destorroadoresdestorroadores e enxadas rotativase enxadas rotativas..
Tipos de preparo do soloConvencionalConvencional
Preparo secundPreparo secundáário:rio:
Tipos de preparo do soloConvencionalConvencional
Preparo secundPreparo secundáário:rio:
Tipos de preparo do solo
ConservacionistaConservacionista
MMíínimo de mobilizanimo de mobilizaçção do solo, utilizando ão do solo, utilizando
escarificadores para a sua realizaescarificadores para a sua realizaçção.ão.
Tipos de preparo do soloConservacionistaConservacionista
Tipos de preparo do solo
Sem preparoSem preparo
(Plantio Direto)(Plantio Direto)
MMíínima mobilizanima mobilizaçção do solo com maior ão do solo com maior
economia de combusteconomia de combustíível e utilizavel e utilizaçção de ão de
mmááquinas.quinas.
Tipos de preparo do soloSem preparoSem preparo
(Plantio Direto)(Plantio Direto)
Tipos de preparo do solo
ComparativoComparativo
Erosão insignificante aumento da matéria orgânica, ciclagem de nutrien-tes e acúmulo na camada superficial
Erosão elevada perdas de matéria orgânica e nutrientes
⇓⇓
Não-revolvimento do solo e manu-tenção dos resíduos culturais na superfície
Revolvimento do solo e incorporação dos resíduos culturais
⇓⇓
Plantio Direto Preparo Convencional
Teoria Geral da Aração
ReestruturaReestruturaçção da camada arão da camada aráável;vel;
Melhoria da aeraMelhoria da aeraçção e ão e umidificaumidificaççãoão;;
HomogeneizaHomogeneizaçção das condião das condiçções de fertilidade;ões de fertilidade;
Controle de plantas concorrentes;Controle de plantas concorrentes;
Controle de insetos, ovos, larvas e ninhos.Controle de insetos, ovos, larvas e ninhos.
Teoria Geral da Aração
Teoria Geral da Aração
d c
a b=b'
a' d' a''
d''b''
c'=c''
135 O
Teoria Geral da Aração
Toda a araToda a araçção vem a ser um ão vem a ser um
preparo de solo, mas nem todo o preparo de solo, mas nem todo o
preparo de solo preparo de solo éé uma arauma araçção!ão!
****
Equipamentos
Arados de Arados de aivecasaivecas;;
Arados de discos;Arados de discos;
independentesindependentes
interdependentesinterdependentes
Arados de aivecas
Arados de aivecas
Arados de aivecasPartes componentes
A
E
D
C
B
Arados de aivecas
Tipos de aivecas
cilíndrica helicoidal mista
Arados de aivecas
Tipos de relha
Arados de aivecas
Tipos de segas
Facão Sega Circular
Arados de aivecasSucção Vertical (1,2cm)
Arados de aivecas
Sucção horizontal (1,2 a 1,8cm)
Arados de discos independentes
Arados de discos independentes
Arados de discos independentes
Partes componentes
A
BC
D
E
DiscosDiscos
Bordas recortadas e Bordas recortadas e discos de tamanho menordiscos de tamanho menor
Solos duros, com raSolos duros, com raíízes zes ou restos vegetaisou restos vegetais
Bordas lisas e discos de Bordas lisas e discos de maior tamanhomaior tamanho
Solos arenosos, pouco Solos arenosos, pouco consistente e limposconsistente e limpos
Disco recomendadoDisco recomendadoTipo de soloTipo de solo
Arados de discos independentes
LTP R PV PR
Arados de discos independentes
Roda estabilizadoraRoda estabilizadora
Arados de discos independentes
Ângulo vertical do disco (15Ângulo vertical do disco (15oo a 25a 25oo))
Arados de discos independentes
Ângulo horizontal do disco (42Ângulo horizontal do disco (42oo a 45a 45oo))
β
L T
P D
Arados de discos interdependentes
Arados de discos interdependentes
Partes componentes
A
BC
D
E
Conjunto porta discos
A
C D
B
Arados de discos interdependentes
Regulagem dos arados
Proporcionar uma araProporcionar uma araçção adequada ão adequada com o mcom o míínimo de esfornimo de esforçço de trao de traçção.ão.
O O úúnico esfornico esforçço atuante no equipamento o atuante no equipamento deve ser para vencer sua resistência a deve ser para vencer sua resistência a tratraçção.ão.
AcoplamentoConceitos BConceitos Báásicossicos
Centro de ResistênciaCentro de ResistênciaCentro de TraCentro de TraççãoãoPonto de engatePonto de engate
L T
C T P E C R
Acoplamento
CR
PECT
Arados montados
Acoplamento ao tratorAcoplamento ao trator
11ºº -- Acoplar ao braAcoplar ao braçço inferior esquerdo do o inferior esquerdo do sistema de engate de três pontos do trator;sistema de engate de três pontos do trator;
22ºº -- Acoplar ao terceiro ponto do sistema de Acoplar ao terceiro ponto do sistema de engate de três pontos do trator;engate de três pontos do trator;
33ºº -- Acoplar ao braAcoplar ao braçço inferior direito do o inferior direito do sistema de engate de três pontos do trator.sistema de engate de três pontos do trator.
Para um perfeito acoplamento o arado deve ser centralizado em relação ao eixo longitudinal do trator, da seguinte maneira:
- Torre do arado alinhada com o terceiro ponto do trator; veri-ficando se as distâncias dos braços inferiores do hidráulico são iguais em relação aos pneus.
Arados montados
Em local plano fazer o nivelamento no sentido trans-versal e longitudinal.
No sentido transversal o nive-lamento é feito pela manivela do braço inferior direito siste-ma de engate de três pontos, medidas H iguais.
No sentido longitudinal é feito através do 3º ponto, devendo-se deixar o primeiro corpo mais alto que os demais.
Arados montados
Regulagem de profundidadeArados de Arados de aivecasaivecas
VariaVariaçção da sucão da sucçção vertical;ão vertical;
Regulagem de profundidadeArados de Arados de aivecasaivecas
Roda de profundidade;Roda de profundidade;
A - para solos com fácil penetração, discos ficam mais inclinados. Maior ângulo vertical.B - para solos em condições normais de trabalho.C- para solos duros de difícil penetração, discos trabalham menos inclinados. Menor ângulo vertical.
Regulagem de profundidade
A
B
C
Arados de discosArados de discosVariação do ângulo vertical - através do 3º ponto ou diretamente nos discos;
Através dos furos D e Eexistentes na estrutura do arado (ângulo horizontal).
D
E
Regulagem de profundidadeArados de discosArados de discos
Variação do ângulo horizontal, através do eixo transversal ou diretamente nos discos;
eixo transversal
Em solos leves e soltos; trabalhar com maior pressão a fim de surportar parte do peso do arado.
Em solos duros; reduzir a pressão da mola, com maior transferência de peso aos discos.
Regulagem de profundidadeArados de discosArados de discosPressão na mola da roda estabilizadora
Regulagem de profundidade
Arados de Arados de discosdiscos
Adição de peso a estrutura do arado
Regulagem da estabilidade lateralArados de discos montadosArados de discos montados
VariaVariaçção da posião da posiçção do eixo transversal;ão do eixo transversal;
Regulagem da estabilidade lateral
Arados de discos montadosArados de discos montados
BraBraçços inferiores do os inferiores do sistema de engate de 3 sistema de engate de 3 pontos;pontos;
Regulagem da estabilidade lateral
Arados de discos montadosArados de discos montados
Roda Roda estabilizadoraestabilizadora; ; variavariaçção de seu ão de seu ângulo com relaângulo com relaçção a ão a linha de deslocamento linha de deslocamento do arado;do arado;
Regulagem da estabilidade lateralArados de Arados de aivecasaivecas
VariaVariaçção da sucão da sucçção horizontal;ão horizontal;
Regulagem da estabilidade lateral
Arados de Arados de aivecasaivecas montadomontado
Caso possua roda Caso possua roda estabilizadoraestabilizadora servem as servem as mesmas consideramesmas consideraçções feitas para os arados de ões feitas para os arados de discos;discos;
Para os braPara os braçços inferiores do sistema de engate os inferiores do sistema de engate de três pontos são mantidas as mesmas de três pontos são mantidas as mesmas consideraconsideraçções feitas para os arados de discos;ões feitas para os arados de discos;
Escarificadores
Escarificação
EscarificadoresPartes componentes
D
A
B
C
Escarificadores
Ponteiras
Escarificadores
Hastes
Regulagem dos escarificadores
Espaçamento entre hastes
1 a 1,5 vezes a profundidade de trabalho
1,5 a 2,0 vezes a profundidade de trabalho
Ponteiras Estreitas
Ponteiras Largas
Profundidade crProfundidade crííticatica
Profundidade crProfundidade crííticatica
NS
Pc
Profundidade crProfundidade crííticatica
Profundidade crProfundidade crííticatica
Kostristsyn (1956) relação P/L = 7;
Miller (1971) relação P/L = 12 a 14
Godwin (1974) relação P/L = 10 a 16 (solo
franco arenoso, friável);
O’Callaghan e Farrelly (1964); relação
P/L = 1 (argila plástica e solo franco-argiloso);
Profundidade crProfundidade crííticatica
Fatores que afetam:
- ângulo de ataque; quanto menor maior a Pc,
para a mesma relação P/L.
- textura e umidade do solo; seco e granular,
maior Pc.
Enxadas rotativas
Enxadas rotativas
Enxadas rotativas
Partes componentes
A
E F
D
C
B
G
Enxadas rotativasPartes componentes
L Reto CL Reto C
Enxadas rotativas
Lâminas
Enxadas rotativas
Posicionamento das lâminas no eixo
Regulagens das enxadas rotativasVelocidade de avanço (4 a 9km.h-1);Rotação das lâminas (122 a 216rpm);Profundidade de trabalho (10 a 20cm);Posição da placa de impacto.
Subsoladores
Subsoladores
Subsoladores
Subsoladores
Subsoladores
Subsoladores
Subsoladores
Subsoladores
Partes componentes
D
E
F
G
A B C
Subsoladores
Hastes
Grades Agrícolas
De dentes;De dentes;
De discos;De discos;
Grades Agrícolas
Grades agrícolas de dentes
Grades agrícolas de dentes
Grades agrícolas de discos
Grades agrícolas de discos
Partes componentes
A
C
B
Grades agrícolas de discos
Partes componentes
Disco recortado
Disco liso
Grades agrícolas de discos
Simples ação
Grades agrícolas de discosSimples ação
Grades agrícolas de discos
Dupla ação
Grades agrícolas de discosDupla ação
Grades agrícolas de discosEm “V” (excêntrica)
α
β
L S
Grades agrícolas de discosEm “V” (excêntrica)
Grades agrícolas de discosEm “X” (tandem)
Grades agrícolas de discos
Leves Ø discos < 0,56m
Médias Ø discos 0,61m a 0,71m
Pesadas Ø discos > 0,76m
Regulagem das grades agrícolas
De discos De discos alinhamento longitudinal e transversal com alinhamento longitudinal e transversal com
o trator;o trator;variavariaçção do ângulo horizontal dos discos.ão do ângulo horizontal dos discos.
De dentes De dentes alinhamento longitudinal e transalinhamento longitudinal e trans--
versal com o trator;versal com o trator;variavariaçção da inclinaão da inclinaçção e espaão e espaççaa--
mento entre os dentesmento entre os dentes..
Obrigado
pela
Atenção!