Nome do Projeto
Modelo matemático simplificado para previsão do esforço de tração em ferramentas estreitas de mobilização do solo
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
30/11/2020 - 30/11/2022
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Agrárias
Resumo
Apesar dos grandes avanços tecnológicos conquistados na agricultura ainda existe uma brecha na interação ferramenta – solo, devido à complexidade dos fatores envolvidos, entre o solo e os efeitos dinâmicos desta interação. Com o intuito de estudar a interação solo-ferramenta diversos pesquisadores têm concentrado esforços no desenvolvimento de modelos matemáticos, empíricos e semi-empíricos, para previsão de esforço de tração de ferramentas de preparo de solo. Estes modelos buscam aplicação para diversas condições e tipos de solos. A ideia é prever com adequada confiabilidade o esforço de tração proporcionado por estes equipamentos permitindo a escolha do equipamento de tração mais adequado e o auxílio no desenvolvimento do projeto de novas ferramentas, possibilitando a diminuição de custo com protótipos e testes de campo .Os modelos matemáticos são capazes de prever comportamentos que envolvem fatores complexos de múltiplas variáveis que interatuam entre si durante a ruptura do solo e que produzem vários efeitos simultâneos. A correta interpretação desses parâmetros permite uma adequada utilização do solo evitando a compactação, o desgaste desnecessário das ferramentas, diminuição do consumo de energia, redução do esforço de tração e projetos de ferramentas de mobilização do solo mais eficientes. Desta forma se propõe estudar os modelos matemáticos de previsão de esforço de tração para ferramentas estreitas de mobilização do solo e apresentar, a partir deles, um modelo simplificado que auxilie projetistas, técnicos ou agricultores no cálculo da potência necessária para operar equipamentos agrícolas, que seja simples e ágil, o qual deverá ser inserido num aplicativo, para que desta maneira se tenha uma forma eficiente de obtenção deste parâmetro, facilitando principalmente ao produtor rural a tarefa de escolher o trator mais adequado ao equipamento a ser utilizado.

Objetivo Geral

Propor um modelo matemático simplificado para obtenção do esforço de tração em ferramentas estreitas de mobilização do solo.

Justificativa

A previsão de esforço de tração é necessária no dia a dia dos técnicos e produtores para operar os equipamentos agrícolas de forma eficiente e, principalmente, quando as tarefas estejam relacionadas como escarificação, subsolagem e outras de preparo primário do solo.
Uma má adequação dos implementos pode proporcionar maiores gastos pela aquisição de equipamentos inadequados, aumento desnecessário no consumo de combustível e execução de tarefas de forma incorreta levando o agricultor a ter prejuízos financeiros visto que o maquinário e os combustíveis vêm a ser um dos maiores custos em uma propriedade agrícola.
A previsão de esforço pode ser feita através de ensaios e modelagens matemáticas. Os ensaios são mais dispendiosos e demorados, em câmbio o modelamento matemático vem a ser de custo mais baixo, sendo capaz de proporcionar resultados muito próximos aos de campo. De acordo com Machado (2001), os cálculos de previsão do esforço de tração com modelos matemáticos devem ser acompanhados com testes em condições de trabalho para verificar sua eficiência e validação.
Os modelos matemáticos são capazes de prever comportamentos que envolvem fatores complexos de múltiplas variáveis que interatuam entre si durante a ruptura do solo e que produzem vários efeitos simultâneos. Estes fatores se referem às caraterísticas intrínsecas do solo e da ferramenta. A correta interpretação desses parâmetros permite uma adequada utilização do solo evitando a compactação, o desgaste desnecessário das ferramentas, diminuição do consumo de energia, redução do esforço de tração e projetos de ferramentas de mobilização do solo mais eficientes.
Diante dos problemas expostos se propõe estudar os modelos matemáticos de previsão de esforço de tração para ferramentas estreitas de mobilização do solo e apresentar, a partir deles, um modelo simplificado que auxilie projetistas, técnicos ou agricultores no cálculo da potência necessária para operar equipamentos agrícolas, que seja simples e ágil, o qual deverá ser inserido num aplicativo, para que desta maneira se tenha uma forma eficiente de obtenção deste parâmetro, facilitando principalmente ao produtor rural a tarefa de escolher o trator mais adequado ao equipamento a ser utilizado

Metodologia

O estudo consistirá em uma pesquisa teórica-conceitual voltada a revisão de literatura sistemática por meio de consulta as bases de dados da Capes para caracterizar os principais modelos analíticos e a partir de deles propor um modelo simplificado.
Para validar dos modelos simplificados será utilizada a mesma metodologia adotada por Machado(2001); Mckyes (1985), Mckyes, (1989), Serpa, (2001), (1997). Será feita uma comparação com os resultados quantitativos de trabalhos de campos realizados anteriormente e com os principais modelos matemáticos de previsão de esforço de tração para ferramentas estreitas,
Para o mesmo, será criada uma base de dados registrando as características de solo e da ferramenta em uma planilha eletrônica. As principais variáveis a serem consideradas com relação às características do solo serão tipo de solo (Latossolo, Planossolo e Argissolo), nível de umidade (%), densidade aparente, resistência ao cisalhamento.
Com relação às características das ferramentas (Escarificadores e Subsoladores), serão consideradas as seguintes características básicas:
Largura da ponteira; Largura da Haste; Largura total da ferramenta; Número de hastes; Ângulo de ataque; Velocidade; Profundidade de trabalho; Força de tração. nível de umidade (%), densidade aparente, resistência ao cisalhamento e com relação às ferramentas: ângulo de ataque (°); profundidade (cm); largura da ferramenta (cm); largura da haste (cm) e velocidade (km/h).
Para o procedimento de análise e comparação dos dados quantitativos, serão tomados de três tipos de solos para os quais serão verificados a força de tração, a velocidade e a profundidade, com relação a ferramenta utilizada.
A partir dos resultados será escolhido o modelo simplificado que demostre um resultado mais próximo aos resultados de campo. A escolha do modelo será baseada em características como facilidade de utilização, precisão e modelo genérico mais adequado aos solos brasileiros.
O estudo consistirá em um experimento fatorial. Como tratamento serão utilizados os resultados de campo (esforço de tração kN), de escarificadores e subsoladores em três tipos de solos (Latossolo, Planossolo e Argissolo). Para cada tipo de solo serão feitas comparações com os modelos matemáticos + os modelos simplificados, com cinco repetições nas mesmas condições de teor de umidade, velocidade e profundidade de trabalho.
FT (kN) Escarificador x três tipos de solos x cinco repetições=15 tratamentos.
FT (kN) Subsolador x três tipos de solos x cinco repetições = 15 tratamentos.
Será utilizada a análise estatística para comparar as médias a fim de verificar a existência de diferença significativa entre as variáveis a serem comparadas (esforço de tração calculado pelos modelos e esforço de tração de campo).


Indicadores, Metas e Resultados

Ao final do trabalho, pretende-se recomendar um modelo matemático simplificado a ser utilizado em um aplicativo de fácil utilização para calcular a necessidade de potência de tratores de acordo ao equipamento a ser utilizado.
Divulgar os resultados deste trabalho em periódicos, anais de congressos, etc.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
ANGELO VIEIRA DOS REIS1
ANTONIO LILLES TAVARES MACHADO2
BRUNA REGINA SOUZA ALVES
EMILIA ESTEFANIA VILLALBA MORINIGO
FABRICIO ARDAIS MEDEIROS1
MAURO FERNANDO FERREIRA1
ROBERTO LILLES TAVARES MACHADO1

Recursos Arrecadados

FonteValorAdministrador
PROAPR$ 20.000,00Coordenador

Plano de Aplicação de Despesas

DescriçãoValor
339036 - Outros Serviços de Terceiro - Pessoa FísicaR$ 18.000,00
339018 - Auxílio Financeiro a EstudantesR$ 2.000,00

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