Efi cincia energtica de um trator agrcola utilizando duas confi guraes de tomada de potncia.

Cincia Rural, v.44, n.7, jul, 2014.

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Efi cincia energtica de um trator agrcola utilizandoduas confi guraes de tomada de potncia

Energy effi ciency of a tractor using two confi gurations of power take-off

Ulisses Giacomini FrantzI* Jos Fernando SchlosserII Marcelo Silveira de FariasILetcia Frizzo FerigoloIII Leandro Correia EbertIII

ISSN 0103-8478Cincia Rural, Santa Maria, v.44, n.7, p.1219-1222, jul, 2014

Recebido 07.02.13 Aprovado 02.12.13 Devolvido pelo autor 17.04.14CR-2013-0175.R1

http://dx.doi.org/10.1590/0103-8478cr20130175

RESUMO

A tomada de potncia (TDP) de um trator agrcola tem por principal fi nalidade transmitir a potncia gerada no motor, para acionamento de rgos ativos das mquinas agrcolas. Tendo em vista a necessidade de se aumentar a efi cincia energtica na agricultura, alguns fabricantes disponibilizam para os agricultores uma confi gurao de TDP que proporciona o acionamento dessas mquinas a um regime de rotao menor do motor do trator. Assim, a rotao da TDP mantida podendo-se obter uma reduo do consumo de combustvel. Este trabalho objetivou quantifi car o consumo de combustvel de um trator agrcola, operando com duas confi guraes de TDP (normal e econmica) em duas reas agrcolas de relevo distinto. Como resultado, evidencia-se que, com a utilizao da TDP econmica, tanto o consumo horrio quanto o consumo operacional de combustvel, em ambas as reas trabalhadas, foi menor quando comparado TDP normal.

Palavras-chave: consumo de combustvel, TDP econmica, mquinas acionadas pela TDP.

ABSTRACT

The agricultural tractor power take-off main purpose is to transmit the power generated in the engine to drive the active organs of farm machinery. In view of the need to increase the energy effi ciency in agriculture, some manufacturers provide for farmers a power take-off with economy mode, which provides to the drive these machines at a reduced engine rpm. Thus, the PTO speed is maintained and can obtain a reduction in fuel consumption. This research aimed to quantify the fuel consumption of a tractor with two power take-off confi gurations in two agricultural areas with different reliefs. As result, it is evident that the use of economy mode, both hourly fuel consumption and operational fuel consumption in both areas worked less when compared to standard power take-off.

Key words: fuel consumption, economy PTO mode, machines driven by PTO.

A crescente preocupao da sociedade mundial com o ambiente origina uma presso sobre o uso de combustveis fsseis, que so os grandes responsveis pela emisso de gases poluentes na atmosfera. Vrios pases esto buscando reduzir ao mximo o uso desses combustveis, seja pela substituio do produto ou pela adio de outros combustveis para diminuir a carga poluidora (MAULE et al., 2001).

Em funo dos custos dos combustveis, potencial poluidor gerado pela queima destes, e necessidade de diminuir o consumo de energia, faz-se necessrio que sejam desenvolvidas formas alternativas de gerenciamento das atividades agrcolas, mais especifi camente da principal fonte de potncia para estas, o trator. A utilizao do trator, dentro da propriedade agrcola, muito diversifi cada e a busca otimizada de seu desempenho se justifi ca (VALE et al., 2011).

Na escolha do trator ideal para realizar as operaes agrcolas, podemos avaliar diversos itens, como potncia, conforto, manobrabilidade, facilidade de manuteno e preo de aquisio, sendo que o conhecimento da efi cincia energtica do trator poderia ser mais um item a ser considerado em sua seleo (SILVEIRA & SIERRA, 2010). Uma forma prtica de verifi car essa efi cincia consiste em expressar, a campo, a quantidade de combustvel consumida pelo trator durante uma determinada operao agrcola.

- NOTA -

IPrograma de Ps-graduao em Engenharia Agrcola (PPGEA), Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), 97105-900, Santa Maria, RS, Brasil. E-mail: ulissesgf@hotmail.com *Autor para correspondncia.

IIDepartamento de Engenharia Rural (DER), Centro de Cincias Rurais (CCR), UFSM, Santa Maria, RS, Brasil.IIICurso de Graduao em Agronomia, CCR, UFSM, Santa Maria, RS, Brasil.

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De acordo com SIEMENS & BOWERS (1999), os custos com combustvel e lubrifi cante representam, no mnimo, 16%, chegando a atingir 45% dos custos totais das mquinas agrcolas, dependendo do tipo de combustvel e do nmero de horas trabalhadas. Diferentes consumos de combustvel podem ser obtidos para o mesmo tipo de trabalho, dependendo da marcha utilizada (HANSON et al., 2003).

Com base nos ensaios dinamomtricos, atravs da tomada de potncia (TDP), pode-se obter o valor do consumo especfi co de combustvel em pontos determinados do funcionamento do motor (SILVEIRA et al., 2008). Ainda segundo o autor, estes pontos se referem ao percentual da potncia e rotao do motor em relao potncia nominal. Porm, ensaios a campo so a melhor forma de avaliao e podem expressar de maneira mais precisa o consumo de combustvel.

O trator agrcola uma mquina de trao que fornece potncia aos implementos agrcolas. O sistema de transmisso o conjunto de elementos que garante a transmisso de potncia do motor para os diferentes sistemas a se utilizar, como: o sistema hidrulico, a TDP e as rodas motrizes (MRQUEZ, 2004).

Recentemente, muitos fabricantes passaram a disponibilizar aos produtores rurais, tratores equipados com a chamada TDP econmica, que, diferentemente da TDP considerada normal ou convencional, aciona uma mquina agrcola, mantendo a mesma rotao padronizada da TDP a uma rotao mais baixa do motor. Porm, devido baixa rotao do motor, a utilizao desta confi gurao de TDP se limita execuo de operaes agrcolas leves, utilizando equipamentos como pulverizadores, roadoras, distribuidores centrfugos, entre outros.

Devido necessidade de buscar-se uma maior efi cincia energtica nas operaes agrcolas, este trabalho teve como objetivo avaliar o consumo de combustvel de um trator agrcola utilizando TDP econmica e TDP normal, em duas reas de relevo distinto na aplicao de fertilizantes a lano. Os dados foram coletados na safra agrcola 2011/2012 com a cultura do trigo (Triticum aestivum L.).

Para a realizao do experimento de campo, foi utilizado um trator agrcola da marca Massey Ferguson, modelo MF 4283 com trao dianteira auxiliar (TDA), com potncia mxima de 62,50kW do motor, pneus dianteiros 12.4-24 R1 e traseiro 18.4-34 R1. O distribuidor centrfugo utilizado foi da marca Massey Ferguson, modelo MF 2013 M com acionamento hidrulico, com capacidade de 1.300 litros e largura de trabalho de aproximadamente 20 metros, para o tipo de produto aplicado, que era fertilizante nitrogenado (ureia) na dose de 200kg ha-1.

Para quantifi car o consumo horrio de combustvel, utilizou-se um fl uxmetro, marca Oval, Flowmate (OVAL M-III), modelo LSF 41L e o sistema utilizado para aquisio desses dados foi um datalogger da marca Campbell Scientifi c, modelo CR1000, para armazenar os dados do gerador de pulsos (fl uxmetro), conforme esquema da fi gura 1A, em que as informaes foram registradas continuamente em um perodo de aquisio de 2 segundos.

O consumo operacional de combustvel foi determinado por meio da relao entre o consumo horrio de combustvel e a capacidade de campo efetiva, conforme (MIALHE, 1974). A capacidade de campo efetiva foi determinada pela relao entre a rea til da parcela trabalhada e o tempo gasto no percurso da parcela.

O experimento de campo foi conduzido em duas reas (uma rea de relevo considerada plana, com inclinao de 2, e outra de relevo com declividade suave, com 13,6, utilizando duas confi guraes da TDP do trator (econmica e normal). Para equalizar as velocidades de deslocamento e o regime de rotao da TDP (econmica e normal) em 540 RPM, predeterminou-se o regime de rotao em 1900RPM no motor e a 3a marcha do grupo de reduzida baixa para a TDP normal e 1700RPM no motor e a 3a marcha do grupo reduzida alta para a TDP econmica. Esse procedimento foi realizado atravs de um tacmetro foto/contato digital da marca Minipa, modelo MDT-2238A. Cada unidade experimental totalizou 4 minutos de percurso, o que consistia num circuito vai e vem (aclive e declive), conforme o tratamento a ser realizado (Figura 1B).

Para a anlise estatstica, foi considerado um experimento bifatorial, em que os fatores foram: confi gurao da TDP (normal e econmica) e rea (plana e declividade suave), em delineamento experimenal blocos o acaso, com trs repeties. Aps, os dados (consumo horrio e consumo especfi co de combustvel) foram submetidos anlise de varincia e ao teste Tukey de comparao de mdias em nvel de 5% de signifi cncia e realizadas com o auxlio do software Sisvar, verso 5.3 (FERREIRA, 2008).

Para a varivel consumo horrio de combustvel, no houve interao entre os fatores rea e confi gurao da TDP. Dessa forma, os dados so analisados separadamente. Durante a utilizao da TDP econmica (7,00L h-1), houve diferena estatstica no consumo horrio de combustvel, ocorrendo uma reduo de 11,25% em relao utilizao da TDP normal (7,89L h-1). Em relao ao fator rea, houve diferena estatstica para este fator, em que o experimento foi instalado na rea

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considerada plana (6,81L h-1), quando se obteve um valor de consumo horrio 15,6% menor do que na com declividade suave (8,07L h-1). Isso pode ser explicado pelo menor esforo do motor do trator, devido inexistncia de aclives acentuados da primeira.

Com relao ao consumo operacional, percebe-se que no houve interao entre os dois fatores avaliados. Assim como ocorreu para os dados de consumo horrio, quando se estava utilizando a confi gurao de TDP no modo econmico, esta proporcionou uma economia de 11,43% no consumo operacional, em comparao com a utilizao da TDP normal (Tabela 1). Os valores de consumo operacional so relativamente baixos em funo da largura de trabalho da mquina agrcola ser elevada (20m). Analisando-se os dados referentes

as duas reas trabalhas, nota-se a mesma tendncia, isto , quando operando na rea considerada plana o consumo operacional foi reduzido em 15,59%, quando comparado rea com declividade suave. Esses valores, tanto para o consumo operacional quanto para o consumo horrio, so uma mdia das duas confi guraes de TDP (normal e econmica).

Conclui-se que a utilizao de TDP econmica pode reduzir o consumo horrio e operacional de combustvel, bem como, infl uenciada pelo relev o da rea.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem ao apoio fi nanceiro recebido da Coordenao de Aperfeioamento de Pessoal de Nvel Superior (CAPES) e Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientfi co e Tecnolgico (CNPq). Tambm Your Agriculture Company (AGCO do Brasil) pela disponibilizao do trator e implemento agrcola utilizados neste trabalho.

REFERNCIAS

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Figura 1 - Esquema de instalao do fl uxmetro no motor do trator (A) e do procedimento para aquisio dos dados (circuito vai e vem) efetuado em cada unidade experimental (B).

Tabela 1 - Consumo operacional (L ha-1) para os fatoresconfigurao da tomada de potncia do trator erea.

Consumo operacional (L ha-1)

------------------------- Configurao da TDP -----------------------TDP Econmica 0,5823aTDP Normal 0,6575b---------------------------------- rea----------------------------------

rea plana 0,5675area declividade suave 0,6723bCV (%) 3,17

Mdias no seguidas da mesma letra minscula na verticaldiferem a 5% de significncia, pelo teste de Tukey.

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. Acesso em: 23 nov. 2013.

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