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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO”

FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRONÔMICAS

CAMPUS DE BOTUCATU

AVALIAÇÃO DE MECANISMOS DOSADORES DE FERTILIZANTES SÓLIDOS

TIPO HELICOIDAIS EM DIFERENTES ÂNGULOS DE NIVELAMENTO

LONGITUDINAL E TRANSVERSAL

ÉTORE FRANCISCO REYNALDO

Tese apresentada à Faculdade de Ciências

Agronômicas da UNESP - Campus de Botucatu,

para obtenção do título de Doutor em Agronomia

(Energia na Agricultura).

BOTUCATU-SP

Agosto - 2013



CAMPUS DE BOTUCATU

AVALIAÇÃO DE MECANISMOS DOSADORES DE FERTILIZANTES SÓLIDOS

TIPO HELICOIDAIS EM DIFERENTES NÍVEIS DE NIVELAMENTO

LONGITUDINAL E TRANSVERSAL

ÉTORE FRANCISCO REYNALDO

Orientador: Prof. Dr. Carlos Antonio Gamero

Tese apresentada à Faculdade de Ciências

Agronômicas da UNESP - Campus de Botucatu,

para obtenção do título de Doutor em Agronomia

(Energia na Agricultura).

BOTUCATU-SP

Agosto - 2013



CAMPUS DE BOTUCATU

CERTIFICADO DE APROVAÇÃO

TÍTULO: “AVALIAÇÃO DE MECANISMOS DOSADORES DE FERTILIZANTES

SÓLIDOS TIPO HELICOIDAIS EM DIFERENTES NÍVEIS DE NIVELAMENTO

LONGITUDINAL E TRANSVERSAL”

ALUNO: ÉTORE FRANCISCO REYNALDO

ORIENTADOR: PROF. DR. CARLOS ANTONIO GAMERO

Aprovado Pela Comissão Examinadora

Data de Realização: 30 de agosto de 2013.

II

À minha família, por sempre me amparar nas dificuldades, me apoiando

incondicionalmente nas minhas decisões.

DEDICO

“A EDUCAÇÃO ajuda o povo a lutar através de suas ações, juntos de mãos dadas somos

ao mesmo tempo pais e filhos dos nossos sonhos de nossas realizações. A vida ensinou-nos

que não consiste em olharmos um para o outro, mas em olharmos juntos na mesma

direção, nossos ideais não são em vão, lembrando sempre que a palavra ensina, mas o

exemplo arrasta”. Lucilene A. Viélli Reynaldo.

III

AGRADECIMENTOS

À Universidade Estadual Paulista “Julío de Mesquita Filho”,

Faculdade de Ciências Agronômicas, por meio do Programa de Pós-Graduação em Energia

na Agricultura, pela oportunidade de aprendizado e realização do doutorado.

Ao professor e orientador Dr. Carlos Antonio Gamero, pela

orientação e confiança neste projeto “Doutorado”.

À Fundação ABC pelo apoio e parceria na execução da primeira

fase do ensaio deste trabalho.

À Fundação Agrária de Pesquisa Agropecuária - FAPA pela

parceria na execução da última fase do ensaio.

Aos amigos em especial, que me ajudaram na realização deste

projeto: Fabrício Pinheiro Povh (Gabirú), Wagner de Paula Gusmão dos Anjos, Luiz

Rodrigo Grigoletto e Dionathan de Quadros.

Aos Professores Hilton Thadeu Zarete de Couto e Paulo Roberto

Arbex Silva pelo enorme apoio e dicas buscando o processo de melhoria contínua na

elaboração deste projeto.

Aos demais professores do departamento de Engenharia Rural,

Agricultura e Irrigação e Drenagem, aos quais convivi ao longo destes anos.

A toda equipe do Departamento de Engenharia Rural -

FCA/UNESP pelo apoio ao longo do curso.

E a minha esposa Lucilene, pela enorme contribuição ao longo da

deste trabalho.

A meus irmãos que sempre me apoiaram na busca do meu ideal.

IV

SUMÁRIO

Página

SUMÁRIO ............................................................................................................................... IV

LISTA DE TABELAS ............................................................................................................ VI

LISTA DE FIGURAS ............................................................................................................ VII

1. RESUMO ................................................................................................................................ 1

2. SUMMARY ............................................................................................................................ 3

3. INTRODUÇÃO ..................................................................................................................... 4

4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................................................. 7

4.1 Semeadoras ........................................................................................................................ 8

4.2 Mecanismos dosadores de fertilizantes .............................................................................. 9

4.2.1 Sistema helicoidal .................................................................................................... 10

4.3 Adubação química ........................................................................................................... 13

4.4 Fatores que influenciam a qualidade de dosagem dos fertilizantes ................................. 15

5. MATERIAL E MÉTODOS ................................................................................................ 18

5.1 Caracterizações das propriedades físicas do fertilizante .................................................. 18

5.1.1 Granulometria - diâmetro médio dos grânulos ............................................................. 19

5.1.2 Densidade do fertilizante .............................................................................................. 20

5.1.3 Densidade específica do fertilizante ............................................................................. 20

5.1.4 Teor de água no fertilizante .......................................................................................... 21

5.1.5 Umidade relativa do ar .................................................................................................. 21

5.1.6 Ângulo de repouso ........................................................................................................ 22

5.2 Ângulo de inclinação dos mecanismos dosadores ........................................................... 23

5.3 Mecanismos dosadores de fertilizantes ............................................................................ 24

5.4 Taxa de dosagem dos mecanismos (g/s) .......................................................................... 25

5.5 Tempo de coleta ............................................................................................................... 26

V

5.6 Números de repetições ..................................................................................................... 26

5.7 Simulador ......................................................................................................................... 26

5.8 Protótipo ........................................................................................................................... 27

5.8.1 Confecção dos protótipos .............................................................................................. 31

5.9 Análise estatística ............................................................................................................ 33

6. RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................................ 34

6.1 Caracterização do fertilizante .......................................................................................... 34

6.2 Análise dos mecanismos dosadores fertilizantes tipo helicoidais.................................... 38

6.2.1 Avaliação de dosagens em inclinação longitudinal.................................................. 38

6.2.2 Avaliação de dosagens em inclinação transversal.................................................... 51

6.3 Classificação geral dos mecanismos dosadores ............................................................... 62

6.4 Análise estatística ............................................................................................................ 65

7. CONCLUSÕES .................................................................................................................... 70

8. REFERÊNCIAS .................................................................................................................. 72

VI

LISTA DE TABELAS

Tabela Página

Tabela 1. Modelos de mecanismos dosadores de fertilizantes avaliados. ................................ 24

Tabela 2. Principais dosagens de fertilizantes de culturas de grãos na região dos Campos

Gerais - PR. .............................................................................................................. 25

Tabela 3. Dados de teor de água e densidades dos fertilizantes utilizados no ensaio dos

mecanismos............................................................................................................ 35

Tabela 4. Dados climáticos coletados no período de realização dos ensaios. .......................... 35

Tabela 5. Ângulo de repouso do fertilizante............................................................................. 36

Tabela 6. Granulometria do fertilizante utilizado. .................................................................... 37

Tabela 7. Estatística descritiva dos mecanismos dosadores de fertilizantes avaliados -

Quantidade de fertilizante. ..................................................................................... 41

Tabela 8. Diferenças observadas nas diferentes inclinações transversais. ............................... 51

Tabela 9. Percentual de variação na dosagem dos mecanismos dosadores helicoidais em

função dos ângulos de inclinação. ......................................................................... 64

Tabela 10. Análise de interações significativas entre os tratamentos ao nível de 5% de

probabilidade pelo teste t. .................................................................................... 65

Tabela 11. Desdobramento as interações estatísticas identificadas entre as fontes de variações.

............................................................................................................................... 67

VII

LISTA DE FIGURAS

Figura Página

Figura 1. Sistema helicoidal "rosca sem fim" (fonte: Plasagro). .............................................. 10

Figura 2. Exemplo de diferentes passos de helicóides dosadores, (a) 3/4", (b) 1" e (c) 2" de

passo Fonte: Fertisystem. ........................................................................................ 11

Figura 3. Exemplo de acamamento de plantas devido ao erro de dosagem de mecanismo

dosadores helicoidais de fertilizantes. ...................................................................... 13

Figura 4. Mecanismo utilizado para determinação do ângulo de repouso do fertilizante. ....... 22

Figura 5. (a) Inclinometro magnético e (b) fixação do inclinometros magnético no

mecanismo. ............................................................................................................ 23

Figura 6. Bancada de testes para avaliação de mecanismos dosadores de fertilizantes, (a) e (b)

vista lateral e (c) vista frontal do simulador. ............................................................ 27

Figura 7. Espiral utilizada de base para o desenho de helicóide dosador (a) e (b) diâmetro do

helicóide. .................................................................................................................. 28

Figura 8. Esquema de inserção do eixo do helicóide: (a) projeção do eixo e (b) encaixe interno

do eixo do helicóide. ................................................................................................ 29

Figura 9. Diferenças de comprimento dos mecanismos dosadores helicoidais de fertilizantes

disponíveis no mercado. ........................................................................................... 29

Figura 10. Esquema de segmentação do helicóide dosador. .................................................... 30

Figura 11. Protótipos de dosador helicoidal de fertilizante: (a) helicoidal de 1" e (b) helicoidal

de 2". ...................................................................................................................... 32

Figura 12. Protótipos de dosador helicoidal de fertilizante segmentado, (a) helicoidal de 1" e

(b) helicoidal de 2". ............................................................................................... 32

Figura 13. Granulometria dos produtos retidos nas peneiras: (a) P5, (b) P9 e (c) P35. ........... 38

VIII

Figura 14. Análise de regressão dos mecanismos dosadores de fertilizantes (a) e (b) FNG 1, 1"

- taxas 1 e 2; (c) e (d) FAP 1, 1" - taxas 1 e 2; (e) e (f) FNG 2, 2" - taxas 1 e 2 e

(g) e (h) FAP 2, 2" - taxas 1 e 2 em função de diferentes inclinações

longitudinais. ......................................................................................................... 42

Figura 15. Análise de regressão dos mecanismos dosadores de fertilizantes (a) e (b) JD 1, 1" -

taxas 1 e 2 e (c) e (d) JD 2, 2" - taxas 1 e 2 em função de diferentes inclinações

longitudinais. ............................................................................................................ 43

Figura 16. Análise de regressão dos mecanismos dosadores de fertilizantes (a) e (b) SEM56

1.3/4, 1.3/4” - taxas 1 e 2; (c) e (d) SEMAN 1.3/4, 1.

3/4” - taxas 1 e 2; (e) e (f)

SEM25 1, 1" - taxas 1 e 2 e (g) e (h) SEMAN 1, 1" - taxas 1 e 2 em função de

diferentes inclinações longitudinais. ...................................................................... 44

Figura 17. Análise de regressão dos mecanismos dosadores de fertilizantes (a) e (b) SEM36 2,

2" - taxas 1 e 2 e (c) e (d) SEMAN 2, 2" - taxas 1 e 2 em função de diferentes

inclinações longitudinais. ...................................................................................... 45

Figura 18. Análise de regressão dos mecanismos dosadores de fertilizantes: (a) e (b) PLAN

3/4, ¾" - taxa 1 e 2 ; (c) e (d) PLAN 1, 1" - taxa 1 e 2 e (e) e (f) PLAN 2, 2" -

taxa 1 e 2 em função de diferentes inclinações longitudinais. ............................... 47

Figura 19. Análise de regressão dos mecanismos dosadores de fertilizantes (a) e (b)

PLASDAP 1, 1" - taxas 1 e 2 e (c) e (d) PLASA 1, 1" - taxas 1 e 2 em função

de diferentes inclinações longitudinais. .............................................................. 48



de diferentes inclinações longitudinais. .............................................................. 49

Figura 21. Análise de regressão dos mecanismos dosadores de fertilizantes (a) e (b) PROT 1,

1" - taxas 1 e 2; (c) e (d) PROTSEG, 1" - taxas 1 e 2; (e) e (f) PROT 2, 2" -

taxas 1 e 2 e (g) e (h) PROTSEG 2, 2" - taxas 1 e 2 em função de diferentes

inclinações longitudinais. ...................................................................................... 50

IX


- taxas 1 e 2 e (c) e (d) FAP 1, 1" - taxas 1 e 2em função de diferentes inclinações

transversais. .............................................................................................................. 52


- taxas 1 e 2 e (c) e (d) FAP 2, 2" - taxas 1 e 2 em função de diferentes

inclinações transversais. ........................................................................................ 53

Figura 24. Análise de regressão dos mecanismos dosadores de fertilizantes (a) e (b) JD 1, 1" -

taxas 1 e 2 e (c) e (d) JD 2, 2" - taxas 1 e 2 em função de diferentes inclinações

transversais. ........................................................................................................... 54


1.3/4, 1.¾” - taxas 1 e 2; (c) e (d) SEMAN 1.3/4, 1.¾” - taxas 1 e 2; (e) e (f)


diferentes inclinações transversais. ........................................................................ 55

Figura 26. Análise de regressão dos mecanismos dosadores de fertilizantes (a) e (b) SEM36 2,

2" - taxas 1 e 2 e (c) e (d) SEMAN 2 , 2" - taxas 1 e 2 em função de diferentes



3/4, 3/4" - taxa 1 e 2; (c) e (d) PLAN 1, 1" - taxa 1 e 2 e (e) e (f) PLAN 2, 2" -

taxa 1 e 2 em função de diferentes inclinações transversais. ................................. 57


PLASDAP 1, 1" - taxas 1 e 2; (c) e (d) PLASA 1, 1" - taxas 1 e 2 em função de

diferentes inclinações transversais. ..................................................................... 58


PLASDAP 2, 2" - taxas 1 e 2 e (c) e (d) PLASA 2, 2" - taxas 1 e 2 em função de

diferentes inclinações transversais. ..................................................................... 59


1" - taxas 1 e 2 e (c) e (d) PROTSEG 2, 1" - taxas 1 e 2 em função de diferentes


X


2" - taxas 1 e 2 e (c) e (d) PROTSEG 2, 2" - taxas 1 e 2 em função de diferentes


Figura 32. Coeficiente de variação obtido para os mecanismos dosadores de fertilizantes:

verde - classe 1 (CV < 10%); amarelo - classe 2 (CV > 10 e < 20%) ; laranja

classe 3 (CV > 20%) e vermelho classe 4 (CV > 30%). ........................................ 62

1

1. RESUMO

Para que se obtenha produtividade satisfatória das culturas é

necessário levar em conta alguns princípios básicos da fertilidade dos solos. Neste cenário

em que os insumos são tão fundamentais para a produção agrícola, e considerando a

relevante participação dos mesmos no custo de produção, a dosagem de fertilizantes pelos

mecanismos dosadores das semeadoras deve ser realizada de modo uniforme e eficiente. O

objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho de mecanismos dosadores de fertilizante

sólidos, tipo helicoidal “rosca sem fim”, disponíveis no mercado, submetidos a simulações

em diferentes níveis de inclinação longitudinal e transversal (-15, -5, 0, +5 e +15°),

identificando os modelos com melhor desempenho na dosagem, os efeitos das taxas de

dosagem versus as inclinações longitudinais e transversais e propor um protótipo de

helicóide dosador de fertilizante. O ensaio foi realizado na Fundação ABC em Castro-PR

e na Fundação Agrária de Pesquisa Agropecuária - FAPA, em Guarapuava-PR. Os ensaios

demonstraram que há grande diferença de dosagem entre os mecanismos dosadores de

fertilizantes comercializados e avaliados no ensaio em inclinações longitudinais. A

diferença entre as doses foram mais expressivas nos ângulos de inclinação de +5 e +15°.

Há também variações nas dosagens quando os mecanismos são submetidos a trabalhos em

inclinações transversais ao sentido de rotação da rosca, sendo estes menores. O protótipo

dosador helicoidal de fertilizante proposto obteve bom desempenho quando submetidos a

2

trabalho em inclinações longitudinais, sendo uma alternativa em relação a alguns modelos

disponíveis no mercado. Uma solução para diminuir os erros de dosagens, dos mecanismos

dosadores de fertilizantes é a operação de semeadura em nível, em que os mesmos serão

expostos a menores níveis de inclinações.

3

EVALUATION OF METERING DEVICE OF HELICAL TYPE FOR SOLID

FERTILIZER IN DIFFERENT ANGLES OF LONGITUDINAL AND

TRANSVERSAL LEVELING. Botucatu, 2013. 81 f. Tese (Doutorado em

Agronomia/Energia na Agricultura) - Faculdade de Ciências Agronômicas, Universidade

Estadual Paulista.

Author: ÉTORE FRANCISCO REYNALDO

Advisor: PROF. DR. CARLOS ANTONIO GAMERO

2. SUMMARY

In order to obtain satisfactory crop productivity is necessary to

consider some basic principles of soil fertility. In this scenario where the inputs are so

fundamental to agricultural production, and considering their significant participation in

production cost, the fertilizer dosage by metering mechanisms of seeding must be

uniformly and efficiently done. The objective of this work was to evaluate the performance

of solid fertilizer metering system of helical type "worm", available in market, undergo it

to simulations at different levels of longitudinal and transverse inclination (-15, -5, 0, +5

and +15°), identifying the best performing models in the dosage, the effects of dosage rates

versus the transverse and longitudinal gradients and proposing a prototype helicoid

metering fertilizer. The test was conducted at the ABC Foundation in Castro-PR and

Agrária Foundation for Agricultural Research - FAPA in Guarapuava-PR. The tests

showed that there is a large difference between the fertilizer dosage devices marketed and

evaluated in the test with longitudinal gradients. The difference between doses was more

important in the inclination angles of +5 and +15°. There are also variations in dosages

when the mechanisms are submitted to work in transverse inclination to the rotational

direction of the thread, those are lower. The prototype of helical fertilizer metering

proposed showed excellent performance when subjected to work in longitudinal gradients,

being an alternative as related to some models available in market. One solution to reduce

errors in dosages of fertilizer metering system is sowing operation at level, where they will

be exposed to lower levels of inclinations.

_____________________

Keywords: Fertilizer metering device, fertilizer, agricultural machinery, prototype

4

3. INTRODUÇÃO

Para que se obtenha produtividade satisfatória das culturas é

necessário levar em conta alguns princípios básicos da fertilidade dos solos, pois os

nutrientes químicos são constantementes exportados em diferentes formas e outros

perdidos, havendo a necessidade de constante reposição.

Ao se observar a importância do nutriente no solo para o

desenvolvimento da cultura, pode-se verificar que os fertilizantes agrícolas são aplicados

para aumentar a quantidade disponível para as plantas (principalmente nitrogênio, fósforo e

potássio) e, assim, aumentar a produtividade da cultura. Com o avanço tecnológico do

agronegócio brasileiro, verifica-se a elevação no consumo de fertilizantes minerais, devido

às maiores taxas de aplicação por hectare e a abertura e/ou utilização de pastagens

degradadas para semeadura.

Neste cenário, em que os insumos são fundamentais para a

produção agrícola nacional, e considerando a relevante participação dos mesmos no custo

de produção, a dosagem de fertilizantes pelos mecanismos dosadores das semeadoras

adubadoras deve ser realizada de modo uniforme e constante durante toda a operação de

semeadura, garantindo, assim, resultados satisfatórios na forma de produção.

Atualmente, no mercado existem mecanismos dosadores com

diferentes características, sendo, os mais comuns àqueles denominados “rosca sem fim”,

5

sendo compostos por um eixo com rosca helicoidal em sua periferia, inserido no interior de

uma carcaça na parte inferior, e quando acionados por um conjunto de pinhões realizam o

movimento de rotação, dosando o produto volumetricamente.

O ajuste da dosagem de fertilizante, nesses mecanismos de rosca

sem fim, é realizado pela escolha de roscas com passos distintos e, para uma mesma rosca,

em função do aumento ou redução na rotação dos eixos, que se dá através da utilização de

diferentes engrenagens. Os mecanismos dosadores são posicionados na parte inferior dos

reservatórios de fertilizantes e podem ser posicionados de maneiras distintas. Existem

modelos, que utilizam roscas posicionadas transversalmente ao sentido de deslocamento da

semeadora e, os modernos, no sentido longitudinal.

O desempenho do sistema dosador de fertilizante depende de uma

série de características do equipamento (exp. Características construtivas, materiais, passo

da rosca, fertilizantes utilizados, dentre outros) e do tipo de operação em que o mecanismo

será alocado (semeadura, cobertura e etc.). Estes fatores são fundamentais, pois ao

conhecer os parâmetros que afetam a taxa de aplicação, podem-se adotar procedimentos

para minimizar tais efeitos e, com isso, se obter um equipamento mais adequado à

operação proposta.

Algumas pesquisas indicam grande variação entre as unidades

dosadoras para uma mesma semeadora e, também, ao longo da linha de semeadura para

uma mesma unidade, quando esta, opera em condições distintas de topografia. Muitas

áreas cultivadas no Brasil caracterizam-se pelo relevo ondulado, prejudicando a utilização

desses dosadores, necessitando, assim, de um sistema de dosagem mais preciso, sendo que

ainda são poucos os estudos das possíveis inclinações longitudinais e transversais do

mecanismo dosador e sua variação na dosagem.

Torna-se necessário, conhecer o desempenho de tais mecanismos,

em condições de laboratório, em situações pré-estabelecidas, com a utilização de

simuladores, visando à identificação comportamental, a fim de se obter melhores

resultados quando utilizados em operações de semeadura no campo, evitando, assim, o

desperdício de energia no sistema.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho de mecanismos

dosadores de fertilizante sólidos, tipo helicoidal “rosca sem fim”, disponíveis no mercado,

em diferentes passos, submetidos a trabalho em diferentes ângulos de nivelamento

(inclinação) longitudinal e transversal (-15, -5, 0, +5 e +15°) em relação à rotação do eixo e

6

propor um protótipo de helicóide dosador de fertilizante que se adapte em qualquer

mecanismo disponível no mercado.

7

4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

A busca por maiores eficiências é uma constante em todos os

setores da economia globalizada, para se manter a competitividade. Na agricultura, não

poderia ser diferente. A cada dia os produtores rurais se aproximam mais de verdadeiros

empresários, utilizando-se das mais novas técnicas de produção disponíveis no mercado,

melhorando sua produtividade, reduzindo custos e possibilitando aumento da lucratividade.

Além disso, a busca pela conservação dos recursos naturais impõe à atividade agrícola,

novos desafios e técnicas de produção, com maior controle dos resultados obtidos no

campo, em relação ao que se praticava antes (REYNALDO, 2009).

Uma prova da utilização de novas tecnologias, para a produção

agrícola, são os recordes em produtividades que a agricultura brasileira vem alcançando

nesses últimos anos. O Levantamento Sistemático da Produção Agrícola (LSPA) de abril

de 2013, projeta uma safra de 185 milhões de toneladas em 2013. A previsão de safra será

14,2% superior à de 2012, quando foi de 161,9 milhões de toneladas (IBGE, 2013). Em

destaque está à produção brasileira de soja para o ano safra 2012/2013 com produção

estimada de 78 milhões de toneladas (MAPA, 2013).

8

4.1 Semeadoras

A semeadura foi uma das primeiras operações agrícolas a serem

mecanizadas, após a invenção e desenvolvimento de inúmeros utensílios manuais que,

ainda hoje, são utilizados em pequenas áreas de cultivos (MIALHE, 2012).

A norma 004 da ABNT (1989), define as semeadoras como

máquina agrícola que é responsável pela semeadura de sementes com distribuição

predeterminada. Semeadoras-adubadoras realizam operações de semeadura e adubação

associadas e possuem distribuição independente e pré-estabelecidas. De acordo com

Machado et al. (1996), as máquinas para semeadura e adubação podem ser classificadas

ainda segundo diversas características, entre elas, o tipo de engate à fonte de potência (de

arrasto ou montada) e o tipo de distribuição de sementes (à lanço, em linha de precisão e

em linha de fluxo contínuo).

Uma semeadora-adubadora de precisão é composta por chassi ou

barra porta-ferramenta, sistema de engate e acoplamento ao trator, sistema de transporte,

reservatórios para sementes e fertilizante, sistema de acionamento e transmissão, sistemas de

dosagem e distribuição de sementes e fertilizante, unidades de semeadura, marcadores de linha

e estribos. As unidades de semeadura são constituídas por unidade de corte da vegetação,

abridores de sulco para fertilizante, abridores de sulco para sementes, sistema de controle de

profundidade de sulcos para sementes, sistema de aterramento do sulco e sistema de

compactação do solo sobre as sementes (SIQUEIRA, 2008).

A adubadora de fileira, também conhecida como adubação de

semeadura, é característica de culturas anuais. Dessa forma, a unidade adubadora é

associada à unidade semeadora, tanto no caso de semeadoras para sementes miúdas (trigo,

aveia, cevada, centeio e forragens em geral) como no caso de semeadoras para sementes

graúdas (milho, soja, feijão, algodão, girassol e outras) (LOPES e GUILHERME, 2000 e

BALASTREIRE, 2005).

Segundo Umezu (2003), os mecanismos dosadores para a aplicação

de fertilizante nas culturas de grãos, têm a função de colocar em uma mesma operação o

fertilizante e a semente no solo. Para isso, este equipamento conta com dois processos

distintos: o primeiro é a operação referente à colocação do fertilizante que consiste na

abertura do sulco no solo, na dosagem e deposição do fertilizante e sua cobertura com uma

camada de solo e, posteriormente, como definido por Kepner et al. (1982), da operação de

9

semeadura que consiste em abrir o sulco de semeadura, dosar as sementes, depositá-las no

sulco, cobri-las e compactar o solo sob as mesmas.

De uma forma geral, para obter desempenho satisfatório na

operação de semeadura, a máquina semeadora-adubadora deve: ajustar-se a operação em

diferentes espaçamentos entre linhas e densidades de semeadura; possuir mecanismos

dosadores de sementes e de adubo eficientes e de fácil regulagem; proporcionar baixo

percentual de danos às sementes; depositar a semente e o adubo nos sulcos de plantio,

uniformemente, em profundidade constante e com pouca remoção de terra; ter boa

capacidade de penetração no solo, mesmo no sistema de plantio direto; semear e adubar de

forma adequada na presença de restos culturais; e possuir autonomia e capacidade de

trabalho satisfatório (EMBRAPA, 2009).

Segundo Brandt (2010), o dosador de fertilizante é um componente

acoplado à semeadora que afeta consideravelmente seu desempenho. Geralmente são

acessórios comprados de terceiros e, acoplados a máquinas semeadoras. Casão Junior et al.

(2013), cita a existência de várias opções de dosadores de fertilizante disponível no

mercado brasileiro.

4.2 Mecanismos dosadores de fertilizantes

Os mecanismos dosadores de fertilizantes podem ser do tipo de

rotores dentados, disco horizontal rotativo, rotor vertical impulsor, correias ou correntes,

cilindros acanalados ou helicoidais (BALASTREIRE, 2005).

Em levantamento realizado por Francetto et al. (2012), obteve-se

um total de 18 marcas de mecanismos dosadores de fertilizantes, que englobam 558

modelos analisados. Os resultados demonstram os mais utilizados atualmente, sendo: os

mecanismos dosadores helicoidais, representando 94,44%, disco horizontal giratório

2,87%, cilindro acanalado com 2,15% e rotor dentado permanecendo em 0,54%.

10

4.2.1 Sistema helicoidal

O mecanismo dosador do tipo helicoidal (Figura 1), também

denominado de “rosca sem fim”, é composto por um eixo com um helicóide colocado sob

o depósito de fertilizante. A quantidade de produto depositada no solo varia conforme é

alterada a velocidade angular do eixo de acionamento do dosador. Ainda, pode ser

realizada uma pré-regulagem do sistema de transmissão que é, normalmente, realizado por

meio de engrenagens ou sistemas de corrente (BALASTREIRE e COELHO, 1992).

Figura 1. Sistema helicoidal "rosca sem fim" (fonte: Plasagro).

Nos mecanismos dosadores do tipo helicoidais, via de regra, a

vazão do produto é determinada pela velocidade angular do mecanismo. Quanto maior a

velocidade de deslocamento da máquina, maior a rotação dos mecanismos dosadores, e

vice-versa, a fim de manter constante a dosagem requerida por metro linear. Umas das

alternativas de regulagens da dosagem de fertilizante é a mudança de relação de

transmissão, com a troca de engrenagens e a troca de rosca com diferentes passos (sem fins

de ¾”; 1”; 1 ½”,1 ¾” e 2” - Figura 2). Com os menores passos, ocorrem menores

oscilações na dosagem de fertilizante quando a semeadora é submetida a inclinações

longitudinais (SIQUEIRA, 2008).

11

Figura 2. Exemplo de diferentes passos de helicóides dosadores, (a) 3/4", (b) 1" e (c) 2" de

passo Fonte: Fertisystem.

O sistema dosador do tipo helicoidal, geralmente, é instalado na

parte inferior do depósito de adubo da semeadora e conduz ou impulsiona o adubo até o

orifício de saída. Segundo Casão Junior e Siqueira (2006), saindo do dosador, o fertilizante

cai em mangueiras, que podem ser tipo tubo telescópico ou sanfonadas de borracha. A

escolha do tipo de mangueira depende do comprimento, inclinação e obstruções

estruturais. Geralmente a distância é superior a 0,50 m e inclinada, e os tubos de descarga

devem permitir que o adubo flua com uniformidade pelo interior do mesmo até o sulco de

semeadura. São conectados ao tubo final de descarga, vinculado a hastes sulcadoras ou

discos abridores do sulco.

Os dosadores devem ser robustos e com capacidade de

desestruturar os empedramentos de fertilizantes. Os dosadores do tipo roscas sem fim são

conhecidos por quebrarem com facilidade as “pelotas” de adubo. No entanto, liberam o

fertilizante em pulsos, havendo certa desuniformidade ao longo da linha (SIQUEIRA,

2008). Ainda de acordo com os autores, os equipamentos de dosagem não têm um grau de

precisão apurado, bem como os fertilizantes tem variações de granulação e densidade e,

levando-se em conta, ainda serem os fertilizantes hidrófilos, estes fatores acaba por limitar

a atuação precisa dos dispositivos dosadores.

Em trabalhos realizados por Oliveira et al. (2000) e Mahl (2002), a

distribuição de fertilizantes foi utilizada como um indicador de desempenho de

semeadoras. A precisão na dosagem de fertilizante é um dos parâmetros mais importantes

da avaliação do desempenho de semeadoras-adubadoras.

O desempenho, do sistema dosador de fertilizante, depende de uma

série de características do equipamento, e do tipo de operação que o mecanismo será

alocado. Estes fatores são fundamentais, pois ao conhecer os parâmetros que afetam a taxa

12

de aplicação pode-se adotar procedimentos para minimizar tais efeitos e, com isso, se obter

um equipamento mais adequado à operação proposta (SIQUEIRA, 2008).

Muitas áreas cultivadas com culturas de grãos no Brasil

caracterizam-se pelo relevo ondulado (IAPAR, 2000) e, dependendo da forma a que se faz

a semeadura, podem causar variações no nivelamento da semeadora-adubadora e,

consequentemente, influir na dosagem dos mecanismos dosadores de fertilizantes

(FERREIRA et al. 2007). Ainda de acordo com o autor, estudando a variação de dosagem

de quatro mecanismos dosadores do tipo helicoidal, quando submetidos em operação com

diferentes ângulos de inclinação longitudinal, os resultados demonstram que as inclinações

proporcionaram variações significativas na dosagem de fertilizante. Isso prejudica a

utilização desses dosadores em um sistema de dosagem mais preciso. Ainda são poucos os

estudos das possíveis inclinações do mecanismo dosador e sua variação na dosagem.

De acordo com Perche Filho et al. (2012) fertilização é uma das

operações de fundamental importância durante o ciclo da cultura, e possíveis falhas podem

trazer perdas significativas. Do ponto de visto técnico, os erros na dosagem de fertilizantes,

podem causar os seguintes problemas: subdosagem resulta em deficiências de elementos

químicos e superdosagem, resultando em fitotoxicidade, e ambas resultam em redução de

produtividades.

Outro exemplo de problemas ligados a superdosagem de

fertilizantes é o acamamento das plantas (Figura 3). No exemplo, têm-se a cultura de

cevada BRS Elis® na região de Guarapuava PR, nota-se, na imagem, que há passadas

paralelas e intermitentes, onde as plantas estão parcial ou totalmente acamadas. Isto é

devido a alto potencial de crescimento da cultura à altas taxas de adubações nitrogenadas.

Entretanto, a planta não possui estrutura capaz de suportar e acaba por acamar, causando

prejuízos econômicos consideráveis1.

Segundo Molin e Mazzotti (2000), de nada adianta a correta

seleção de insumos e fertilizantes, nem estimativas precisas de dosagens, se a operação de

distribuição do produto na área não for uniforme. A consequência será o comprometimento

no rendimento das colheitas e os desperdícios de fertilizantes, que se tornam pouco

eficientes.

1 Nota do Autor

13

Figura 3. Exemplo de acamamento de plantas devido ao erro de dosagem de mecanismo

dosadores helicoidais de fertilizantes.

Segundo Altmann et al. (2010), os principais fatores que

influenciam o funcionamento dos mecanismos dosadores de fertilizantes são: inclinação de

trabalho, velocidade de acionamento e o tipo de fertilizante. Torna-se necessário conhecer

o desempenho de tais mecanismos em condições de laboratório, com condições pré-

estabelecidas, visando à identificação comportamental, a fim de se obter melhores

resultados, quando utilizados em operações de semeadura no campo (MIALHE, 1996).

4.3 Adubação química

Para que, se obtenha produtividade satisfatória das culturas, é

necessário, levar em conta alguns princípios básicos da fertilidade dos solos e, entre eles, a

lei do mínimo, onde a adequada fertilidade do solo e eficiente produção vegetal dependem

da oferta equilibrada de todos os nutrientes. De acordo com Liebig (1840), “a lei do

mínimo”, prega que a limitação de desenvolvimento de uma cultura ocorre devido à

deficiência de qualquer nutriente que a planta necessite para seu crescimento, não

14

importando se os outros nutrientes superam a demanda da planta. Com isso, pode-se

observar que a produção da cultura é limitada pelo nutriente menos disponível.

Outro principio básico é a lei dos incrementos decrescentes, onde a

resposta produtiva das plantas é cada vez menor aos aumentos sucessivos das doses de

fertilizantes (RAIJ, 1991). De acordo com Lopes (1998), a fertilidade do solo é parte de um

sistema dinâmico. Os nutrientes são constantemente “exportados” na forma de produtos

vegetais, animais e outros se perdem por lixiviação e erosão.

Ao se observar, a importância do nutriente no solo para o

desenvolvimento da cultura, pode-se verificar que os fertilizantes agrícolas são aplicados

no solo, para aumentar a quantidade disponível dos mesmos para as plantas

(principalmente nitrogênio, fósforo e potássio) e, assim, aumentar a produtividade. Esta

prática recebe o nome de fertilização química artificial. Os fertilizantes são materiais que

fornecem um ou mais nutrientes necessários para proporcionar o crescimento e

desenvolvimento das plantas. Os fertilizantes mais utilizados são os químicos ou

fertilizantes minerais, estercos e resíduos de plantas (SILVA e LOPES, 2011). Porém, esta

prática adiciona ou repõe os nutrientes ao solo de acordo com as necessidades da cultura a

ser instalada (SCHOENBERGER JUNIOR, 2001).

A uniformidade de distribuição e sua deposição adequada se

tornam cada vez mais importantes, no sentido de se obter uma máxima resposta do cultivo

a um custo mínimo, já que o custo do fertilizante representa, no Brasil, uma grande parcela

do custo total da produção (GARCIA, 2007). De acordo com Villar et al. (2004), o custo

de fertilizante pode chegar a mais de 41% do custo total de produção de milho e 10% de

arroz.

De acordo com Lopes (2000), a adubação com fertilizantes

minerais se torna, cada vez mais, uma prática indispensável na agricultura moderna. Isso

porque, é a forma mais rápida e eficiente e de menor custo operacional para melhorar as

características químicas do solo, principalmente, no que se refere ao aumento de

disponibilidade de nutrientes para as plantas cultivadas. O sucesso de uma boa adubação é

a combinação de alguns parâmetros importantes, dos quais se podem destacar:

características físico-químicas do solo; tipos de nutrientes que devem constar da

recomendação, bem como suas respectivas quantidades; qualidade do produto; época de

aplicação e; eficiência da distribuição.

15

Muitas vezes, os aspectos ligados à tecnologia de aplicação de

insumos são negligenciados pelos produtores e, até mesmo, por técnicos do setor

agropecuário, que somente despertam para a questão, quando se deparam no campo, com

os problemas que podem surgir decorrente da falta de cuidado com a interação produto x

implemento (VITTI e LUZ , 2002).

Uma distribuição de fertilizante uniforme conforme recomendação

e forma de aplicação seguem uma estreita relação com a qualidade dos equipamentos

aplicadores, (SOGAARDE e KIERKEGAARD, 1994).

As máquinas agrícolas são responsáveis pela diferença na

produtividade das áreas agrícolas cultiváveis, quando eficientes em sua aplicação, em

termos de dosagens, área aplicada e tempo, podem acarretar lucro satisfatório para o

produtor rural (FLORES, 2008). Em especial, naquelas em que é fator preponderante, o

desempenho de máquinas, tem crescido e despertado o interesse dos usuários. Trata-se de

manter os padrões operacionais dentro de limites pré-estabelecidos, definidos como

desejável qualitativamente e quantitativamente para a tarefa agrícola (COELHO, 1996).

4.4 Fatores que influenciam a qualidade de dosagem dos fertilizantes

A qualidade dos fertilizantes é influenciada por características

físicas (densidade, tamanho, forma, coesão, ângulo de repouso, consistência e fluidez das

partículas), químicas (forma química e teor de nutrientes) e físico-químicas (solubilidade,

higroscopicidade, índice salino e empedramento), (SILVA, 1995).

De acordo com Silva e Lopes (2011), a densidade é a característica

dos fertilizantes que relaciona massa e volume do produto. O conhecimento da densidade é

importante no dimensionamento de áreas de armazenamento e de embalagens e de acordo

com Padilha (2005) é necessário para calibrar alimentadores volumétricos.

A densidade específica pode ser definida como sendo o resultado

da divisão do peso de um único grânulo por aquele de um volume de água (a 400C). A

densidade específica não é uma propriedade medida frequentemente, mas tem sido de

especial interesse, para estudos das características de segregação de partículas e também no

desenvolvimento de processos de granulação. Para certo produto, as variações na

densidade específica aparente dos grânulos, podem resultar de variações na dureza, na

16

capacidade de reter umidade e nas propriedades ligadas ao armazenamento (PADILHA,

2005).

A granulometria de fertilizantes sólidos é determinada pelo

tamanho e pela forma de suas partículas, sendo expressa quantitativamente por meio de

resultados de análise granulométrica. Esta análise consiste, basicamente, em fazer uma

massa conhecida de produto, passar por uma série de peneiras com tamanho de abertura de

malha decrescente. Pesando-se a massa retida em cada peneira, se expressa cada fração em

termos percentuais (RODELLA e ALCARDE, 2013).

Fluidez é a capacidade de livre escoamento pelos sistemas

mecânicos de aplicação e se relaciona com a eficiência de distribuição dos fertilizantes. A

tendência de escoamento dos fertilizantes é avaliada pelo parâmetro ângulo de repouso;

quanto menor este, maior a fluidez (SILVA e LOPES, 2011).

De acordo com Silva e Lopes (2011), higroscopicidade se refere à

capacidade do fertilizante absorver água da atmosfera. Segundo Padilha (2005), pode ser

definida ainda, como sendo a umidade da atmosfera acima da qual o fertilizante absorverá

espontaneamente a umidade e, abaixo da qual não absorverá. Todos os sais solúveis,

inclusive os sais fertilizantes, tem uma umidade crítica relativa característica. Sob o ponto

de vista químico, a umidade crítica de um sal é a umidade do ar a partir da qual, a pressão

parcial de vapor forma uma solução saturada do sal em qualquer temperatura.

O alto teor de umidade nos materiais granulados é indesejável,

porque aumentam as forças de coesão entre as partículas, e entre estas, e as superfícies em

contato (MASSOUDI, 2001).

O armazenamento de fertilizantes sólidos granulados por um longo

período, em condições de alta umidade é inconveniente, podendo resultar na compactação

do produto, reduzindo a porosidade e aumentando a resistência do fluxo (CAMACHO-

TAMAYO et al. 2009).

Estas características são afetadas pelo manuseio, armazenamento e

condições de campo e, especialmente, pelo teor de umidade do produto e umidade relativa

do ar, uma vez que os adubos sólidos são higroscópicos, aumentando em 8% o seu próprio

peso por absorção de umidade em um prazo de 48 horas (ALLAIRE e PARENT, 2004;

FAO, 1994). A mistura de dois fertilizantes apresenta maior higroscopicidade que a dos

componentes envolvidos, o que dificulta a elaboração de misturas. Uma mistura de uréia e

17

cloreto de potássio, por exemplo, apresenta umidade relativa crítica de 60,3% (RODELLA

e ALCARDE, 2013).

Segundo Casão Junior et al. (2013), a grande higroscopicidade dos

fertilizantes, faz com que absorvam facilmente água do ar, e com o tempo “empelotem”,

podendo obstruir os dosadores ou até danificá-los. Há ainda o seu efeito corrosivo.

De acordo com Silva e Lopes (2011), uma das principais maneiras

de reduzir o problema da higroscopicidade em fertilizantes é a granulação. Uma alternativa

é o recobrimento dos grânulos com materiais como caulim, enxofre, parafina, polímeros,

formaldeído e fosfatos naturais, dentre outros.

18

5. MATERIAL E MÉTODOS

O presente trabalho foi realizado em duas fases, a primeira fase do

ensaio (ensaio/avaliação dos mecanismos dosadores de fertilizantes comerciais) foi

realizada no laboratório de Mecanização Agrícola e Agricultura de Precisão (MAAP) da

Fundação ABC, nas dependências do Campo Demonstrativo Experimental - CDE em

Castro-PR, localizado a 145 km da Capital Curitiba-PR, situada entre as coordenadas

geográficas: Latitude - 24° 51’20” e Longitude - 49° 55’ 52”, com altitude média de 1024

metros.

A segunda fase do ensaio (ensaio/avaliação do protótipo de

mecanismos dosador de fertilizante) foi realizada na sede da Fundação Agrária de Pesquisa

Agropecuária - FAPA, município de Guarapuava-PR, localizado a 280 km da capital do

Estado, situada entre as coordenadas geográficas: Latitude -25° 32' 52.69" e Longitude -

51° 29' 19.47", altitude média de 1113 metros.

5.1 Caracterizações das propriedades físicas do fertilizante

A metodologia empregada para a caracterização do fertilizante

utilizado, nos ensaios dos mecanismos dosadores de fertilizantes, seguiu a Instrução

19

Normativa do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA, 1988) e

NBR5776/80.

Para a primeira fase dos ensaios dos mecanismos dosadores, foram

adquiridas duas toneladas (2.000 kg) de fertilizantes da formulação 04-14-08, cuja

composição declarada é: 04% de Nitrogênio total, 14% de óxido de fósforo (P2O5) solúvel

em água e ácido cítrico e 08% de óxido de potássio solúvel (K2O) da empresa Macrofértil

Ltda. Na segunda fase adquiriu-se 0.2 toneladas (200 kg) do mesmo fertilizante e empresa.

Antes de se iniciar o ensaio, tanto para a fase 1 quanto para a fase

2, todo o fertilizante utilizado foi homogeneizado sobre uma película plástica, por cerca de

20 minutos, a fim, de se obter um produto homogêneo e de boa qualidade para os ensaios.

Os fertilizantes foram divididos em duas partes iguais (primeira e

segunda fases), ou seja, no caso da fase 1, uma tonelada para o ensaio com os mecanismos

com bitola menores e uma tonelada para os mecanismos de maior bitola de passe das

roscas. Para a fase 2, foram utilizados 100 kg para cada bitola.

5.1.1 Granulometria - diâmetro médio dos grânulos

A fim de se determinar a granulometria e diâmetro médio dos

grânulos, foi coletada uma amostra de 1 kg de fertilizante, retirada após a homogeneização

e antes que o mesmo passasse pelos mecanismos dosadores. Após a coleta da amostra, a

mesma foi encaminhada para o laboratório de solos da Fundação ABC para análise

granulométrica.

As amostras foram fracionadas em partes, a fim de se obter 100

gramas de produto. Após o fracionamento, o fertilizante, foi colocado em um agitador

automático, com movimentos de vai e vem, de forma a proporcionar o completo

deslocamento do material. Foram utilizadas as peneiras com malhas de 4 mm (ABNT n

5), 2 mm (ABNT n 10) e 0,5 mm (ABNT n 35), e fundo das peneiras, acopladas. O

período de agitação das amostras foi de 10 minutos.

Após o processo de agitação as quantidades retidas em cada peneira

foram pesadas e os valores convertidos em porcentagens, para as devidas comparações

entre as peneiras.

20

5.1.2 Densidade do fertilizante

A densidade do fertilizante foi obtida utilizando-se uma proveta

graduada de 500 ml e com escala de 10 ml. A densidade do fertilizante foi obtida por meio

da pesagem de 250 ml de fertilizante e utilizando-se da Equação 1, sendo o valor obtido

pela média de quatro repetições.

Em que:

DA é a densidade do fertilizante (g cm-3

);

mf é a massa medida de fertilizante (g);

v é o volume ocupado pelo fertilizante (ml).

5.1.3 Densidade específica do fertilizante

A densidade específica é a relação entre a massa do fertilizante em

um determinado volume, sendo descontado o volume ocupado pelos “vazios”. Para a

obtenção da densidade especifica, foi efetuada a pesagem de fertilizante em um

determinado volume e, posteriormente, este volume foi preenchido com tolueno, para nova

pesagem. Como é conhecida, a massa específica do tolueno pode definir o volume de

líquido utilizado, com isso se define o volume de “vazios” a ser descontado para se obter a

densidade especifica. Para o cálculo da densidade especifica foi utilizada a Equação 2.

{ [(

)

]}

Em que:

DR é a densidade especifica do fertilizante (g cm-3);

mf é a massa medida de fertilizante (g);

mt é a massa medida de fertilizante e de tolueno (g);

21

v é o volume ocupado de fertilizante (ml).

Dt é a densidade do tolueno (g ml-1).

5.1.4 Teor de água no fertilizante

O teor de água no fertilizante refere-se à capacidade do mesmo em

absorver água da atmosfera e tem implicação direta sobre a sua qualidade. O teor de água

nos fertilizantes foi determinado segundo Alcarde et al. (1992), onde se retirou 3 amostras

dos produtos de cada fase. As mesmas foram colocadas em recipientes de vidro, com

diâmetros de 6 cm e 1 cm de altura cada. Estas amostras foram trituradas em um pilão até

se tornarem pó, pesadas e em seguida colocadas em estufa a 50 ºC por um período de 24 h.

Após esse período, as amostras foram retiradas da estufa e pesadas. O teor de água

presente no fertilizante utilizado foi determinado com a utilização da Equação 3.

[

]

Em que:

T é teor de água no fertilizante (%);

mu peso da massa úmida do fertilizante (g);

ms peso da massa seca do fertilizante (g);

5.1.5 Umidade relativa do ar

O Campo Demonstrativo Experimental - CDE/Castro-PR e a sede

da Fundação Agrária de Pesquisa Agropecuária - FAPA contam com estações

meteorológicas autônomas, possibilitando assim a coleta dos dados referentes ao clima

(umidade) no período de realização dos ensaios (Fase 1 e Fase 2).

22

5.1.6 Ângulo de repouso

O ângulo de repouso, do fertilizante, foi determinado pela medição

da inclinação formada pela superfície de deposição natural do produto. Para se obter o

ângulo de repouso do material foi utilizada uma estrutura de madeira, na forma de um

quadro (tipo “aquário”) composto por duas placas transparentes (vidros) dispostas

paralelamente nas laterais da estrutura, acoplando-se um funil na extremidade superior

esquerda, por onde se adicionou o material com velocidade constante formando um

amontoado suficiente para definir o ângulo de repouso. Na Figura 4, têm-se a

representação esquemática da estrutura utilizada para a determinação do ângulo de repouso

dos fertilizantes e imagem do momento de medição do ângulo.

Figura 4. Mecanismo utilizado para determinação do ângulo de repouso do fertilizante.

O método de determinação do ângulo de repouso consiste na

utilização de equações trigonométricas. Para facilitar as medições, foram fixadas escalas

métricas no eixo x (base inferior) e y (lateral esquerda) da estrutura para a obtenção dos

valores dos catetos oposto e adjacentes. O ângulo de repouso foi obtido utilizando a

Equação 4. O ângulo de repouso foi determinado pela média de quatro repetições.

23

Em que:

é ângulo de repouso (°);

cateto oposto (cm);

cateto adjacente (cm);

5.2 Ângulo de inclinação dos mecanismos dosadores

Os ângulos de inclinação aos quais foram submetidos nos ensaios

os mecanismos dosadores helicoidais de fertilizantes foram: -15, -5, 0, 5 e 15° graus no

eixo longitudinal e -15, -5, 0, 5 e 15° no transversal. Os ângulos selecionados representam

o relevo encontrado na região dos Campos Gerais-PR (15° corresponde à inclinação de

26%), onde estão situadas as Fundações ABC e FAPA, e estes tipos de mecanismos

dosadores vêm sendo largamente empregados.

Para facilitar a aferição do simulador no momento dos ensaios,

foram fixados 2 inclinometros magnéticos analógicos da marca comercial Magnetic Base®2

(Figura 5a), um no eixo longitudinal e outro no eixo transversal do simulador (Figura 5b).

Figura 5. (a) Inclinometro magnético e (b) fixação do inclinometros magnético no

mecanismo.

2 A citação de marcas comerciais não indicam, necessariamente, recomendações do autor.

24

5.3 Mecanismos dosadores de fertilizantes

Os mecanismos dosadores helicoidais de fertilizantes avaliados no

ensaio são apresentados na Tabela 1. Foram selecionados e avaliados os modelos dos

principais fabricantes nacionais, utilizados na maioria das máquinas semeadoras-

adubadoras disponíveis no mercado.

Tabela 1. Modelos de mecanismos dosadores de fertilizantes avaliados.

Fabricante Modelo Passo (”) Identificação

Fertsystem

Auto-lub AP NG 1 FNG 1

Auto-lub AP 1 FAP 1

Auto-lub AP NG 2 FNG 2

Auto-lub AP 2 FAP 2

John Deere Prometer 1 JD 1

Prometer 2 JD 2

Semeato

56155404 1.¾ SEM56 1.3/4

Antigo 1.¾ SEMAN 1.3/4

25085202 1 SEM25 1

Antigo 1 SEMAN 1

36168904 2 SEM36 2

Antigo 2 SEMAN 2

Planterra

0503031163 ¾ PLAN 3/4

501043280 1 PLAN 1

0501048893 2 PLAN 2

Plasagro

DAP 360 1 PLASDAP 1

Antigo 1 PLASA 1

DAP 360 2 PLASDAP 2

Antigo 2 PLASA 2

Protótipo 1 Teste 1 PROT 1

Protótipo 1 - Segmentado Teste 1 PROTSEG 1

Protótipo 2 Teste 2 PROT 2

Protótipo 2 - Segmentado Teste 2 PROTSEG 2

25

5.4 Taxa de dosagem dos mecanismos (g/s)

As taxas (g s-1

) de dosagens de fertilizantes, utilizadas nos ensaios,

foram definidas com base nos valores médios, das taxas de aplicação mais usuais, nas

semeaduras das culturas de trigo, milho e soja (Tabela 2). As taxas de dosagem foram

definidas em função dos espaçamentos entre linhas, velocidades de deslocamento e

recomendações oficiais de aplicação de fertilizantes.

Tabela 2. Principais dosagens de fertilizantes de culturas de grãos na região dos Campos

Gerais - PR.

Cultura Espaçamento

(cm)

Velocidade

(km/h)

Fertilizantes

utilizados

Dosagem

(kg/ha)

Dosagem

(g/m) Taxa (g/s)

Trigo 17 8 a 10 14-34-00 ou

DAP 100 a 250 1,7 a 4,3 3,8 a 11,9

Milho 80 4,5 a 6,5 14-34-00 ou

04-14-08 140 a 400 11,2 a 32,0 14,0 a 57,8

Milho em

espaçamento

reduzido

45 4,5 a 6,5 14-34-00 ou

04-14-08 140 a 400 6,3 a 18,0 7,8 a 32,5

Soja 45 5,0 a 7,0 00-20-20 200 a 350 9,0 a 15,8 12,5 a 30,7

Fonte: EMBRAPA, (2006); (2011); FONTOURA et al. (2008); RAJI, (1997).

Buscando-se extrair o máximo de informações comportamentais

dos mecanismos dosadores e, subsidiados pela Tabela 2, as taxas (g/s) de dosagem de

fertilizante utilizada nas avaliações dos mecanismos dosadores com passo de rosca de ¾, 1,

1.¾ pol., foram de 10 e 30 g/s e, para os mecanismos com passo de rosca de 2 pol., foram

de 30 e 50 g/s. Vale ressaltar, que os valores adotados no ensaio estão dentro da faixa de

trabalho (dosagem) recomendada pelos fabricantes de cada mecanismo.

Para facilitar a interpretação dos resultados obtidos com a avaliação

dos mecanismos dosadores de fertilizantes nos diferentes ângulos de inclinação e taxas de

aplicação, utilizou-se o fator de 0,67 aos dados, obtendo-se os valores em kg ha-1

de

fertilizante.

26

5.5 Tempo de coleta

Cada repetição foi composta por um período de coleta de 30

segundos. O tempo de coleta foi cronometrado com a utilização de um cronômetro da

marca Casio® modelo HS-3.

Após a coleta (em Beckers), o material foi pesado em uma balança

de precisão da marca Plenna®

com escala de 1g, e os valores transcritos em planilha

eletrônica para posteriores cálculos e análises.

5.6 Números de repetições

O número de repetições está diretamente relacionado à precisão dos

resultados de um experimento. Buscando-se uma maior precisão dos dados obtidos, optou-

se por utilizar um número de 4 repetições por tratamento.

5.7 Simulador

Para a avaliação dos mecanismos dosadores helicoidais de

fertilizantes, foi utilizada uma bancada de testes constituída de uma estrutura metálica de

sustentação, de um sistema de acionamento eletromecânico para acionamento dos

dosadores com controle de velocidade, através da utilização de inversor de frequência. Na

Figura 6 têm-se o simulador utilizado no ensaio dos mecanismos dosadores de fertilizantes.

O simulador dispõe de dispositivo de angulações, tendo por

objetivo, simular as condições práticas do processo de semeadura em campo com seus

declives e aclives a favor e contra o sentido de rotação da rosca, ou seja, com inclinações

(ângulos) transversal e longitudinal.

O simulador utilizado é constituído de uma moega (Figura 6), com

capacidade de 15 kg em média de fertilizante, podendo, ter mais ou menos, dependendo da

densidade do fertilizante utilizado.

27

O ângulo de repouso da caixa de depósito de fertilizantes possui

inclinação de 15º semelhante ao encontrado nas semeadoras. Durante a realização do

ensaio, manteve-se a moega sempre no nível máximo, ou seja, manteve-se cheia de

fertilizante a moega.

Os mecanismos foram acionados por um motor elétrico da marca

WEG® , controlado por um inversor de frequência digital da marca WEG

® , modelo CFW

08, utilizado para regular o RPM do motor, a fim de se simular as diferentes rotações (taxa

de dosagem de “descarga”), substituindo a troca de engrenagens, a fim de se variar as

velocidades de rotações dos mecanismos dosadores das semeadoras-adubadoras.

O simulador foi fixado em uma bancada de ferro com quatro rodas,

e travas rosqueáveis, facilitando o transporte e o nivelamento do conjunto no momento das

avaliações.

Figura 6. Bancada de testes para avaliação de mecanismos dosadores de fertilizantes, (a)

e (b) vista lateral e (c) vista frontal do simulador.

5.8 Protótipo

Protótipos, em linhas gerais, podem ser entendidos como modelos

funcionais construídos a partir de especificações preliminares para simular a aparência e a

funcionalidade de algo a ser desenvolvido, ainda que de forma incompleta, utilizados em

28

fase de estudo exploratória, como maneira de elucidar questões do projeto da interface e

viabilidade.

O desenvolvimento do protótipo de helicóide dosador baseou-se

principalmente na forma helicoidal e o tipo de eixo do helicóide (sólido), visando à

redução dos erros de dosagem comuns a estes equipamentos.

Com auxílio de software de desenho assistido por computador,

CAD 3D (Solidworks 2012® - DS SolidWorks Brasil), iniciou-se o processo com a criação

de espiral do formato do helicóide (Figura 7a), criou-se uma espiral de base para o

helicóide com passo de rosca de 1”, diâmetro de 54 mm (Figura 7b) e comprimento total

204 mm.

Figura 7. Espiral utilizada de base para o desenho de helicóide dosador (a) e (b) diâmetro

do helicóide.

Após o desenho da espiral, foi a vez da elaboração e desenho do

eixo (sólido), localizado no centro do helicóide, com 199 mm de comprimento (Figura 8a).

Foi desenhada uma abertura de formato retangular de 19,050 mm

(Figura 8b), com a finalidade de possibilitar o acoplamento do helicóide a fonte motora de

potência do mecanismo dosador de fertilizante. Ao fim têm-se o modelo de helicóide.

(a) (b)

29

Figura 8. Esquema de inserção do eixo do helicóide: (a) projeção do eixo e (b) encaixe

interno do eixo do helicóide.

No mercado há inúmeros modelos de helicóides com os mais

variados comprimentos (Figura 9). Com o intuito de projetar um modelo que se adapte a

qualquer mecanismo disponível no mercado, segmentou o helicóide em segmentos de 40

mm de comprimento (Figura 10). Com isso, cria-se a possibilidade da utilização em

qualquer mecanismo dosador de fertilizante do mercado.

Figura 9. Diferenças de comprimento dos mecanismos dosadores helicoidais de

fertilizantes disponíveis no mercado.

(a) (b)

30

Figura 10. Esquema de segmentação do helicóide dosador.

No Anexo 1, têm-se detalhado o projeto do dosador helicoidal de

1” (protótipo) utilizado no ensaio. Ao final do processo, e a fim de se obter mecanismos

para avaliação na bancada de teste, projetou-se 4 protótipos, sendo 2 com passo de 1” e

dois modelos com passo de 2”:

(a) Protótipo 1 (PROT 1): helicoidal com passo de 1” (Figura 11a);

(b) Protótipo 2 (PROTSEG 1): helicoidal com passo de rosca de 1” segmentado

(Figura 12a);

(c) Protótipo 3 (PROT 2): helicoidal com passo de rosca de 2” (Figura 11b) e;

(d) Protótipo 4 (PROTSEG 2): helicoidal com passo de rosca de 2” segmentado

(Figura 12b).

Vale frisar que, a confecção dos mecanismos de passo de 2”,

seguiram o modelo e os passos apresentados para o protótipo de 1”, sendo a única

diferença, o passo da rosca que neste caso foi de 2”, nas demais medidas são exatamente

iguais.

31

5.8.1 Confecção dos protótipos

O primeiro passo foi selecionar o material em que o protótipo de

helicoidal seria construído. Optou-se por utilizar o nylon (produzido a partir da Poliamida

6). Devido às suas propriedades, o nylon, permite as mais variadas aplicações em peças e

elementos de máquinas e com baixo custo, resistência, não onerando, assim, o projeto.

Após a seleção do material, adquiriu-se 4 unidades de nylon de 50

mm de diâmetro e 250 mm de comprimento. As máquinas utilizadas para a confecção do

projeto de helicoidais foram: torno mecânico, plaina e fresa.

O processo, de fabricação dos modelos de helicóides (protótipos),

iniciou-se com a usinagem das peças, a fim de se retirar possíveis imperfeições. A peça

passou por um processo de gabaritagem com o intuito de obter o alinhamento da mesma no

torno (unidade de usinagem).

Após o alinhamento, da peça a ser usinada no torno, selecionou-se

o passo a ser utilizado, no caso para os protótipos PROT 1 e PROTSEG 1 de 1” e PROT 2

e PROTSEG 2 passo de 2”. Antes de se iniciar a usinagem da peça, procedeu-se a fiação

da ferramenta, a fim de se obter perfeito corte na peça de nylon. Após, iniciou-se a

usinagem do material de dentro para fora, dando forma ao helicóide. Então, se

confeccionou o helicóide com o passo longitudinal à direita conforme a inclinação da rosca

no projeto.

Após a confecção do helicóide, foi utilizada uma broca de 19 mm

para abrir o furo no centro da peça, depois utilizando ferramenta com ângulo de 90°,

projetou-se a formação do quadrado interno, formando assim, o eixo do helicoidal com

espessura de 19,050 mm e 204 mm de comprimento.

Na Figura 11 é apresentado o modelo de protótipo de dosador

helicoidal de fertilizantes PROT 1 (1”) e PROT 2 (2”).

Nos helicoidais PROTSEG 1 e PROTSEG 2, após o término do

processo, as mesmas foram segmentadas em partes iguais de 40 mm de comprimento. Na

Figura 12 são apresentados os protótipos PROTSEG 1 e PROTSEG 2, respectivamente 1 e

2 polegadas.

32

Figura 11. Protótipos de dosador helicoidal de fertilizante: (a) helicoidal de 1"

e (b) helicoidal de 2".

Figura 12. Protótipos de dosador helicoidal de fertilizante segmentado, (a)

helicoidal de 1" e (b) helicoidal de 2".

(a)

(b)

(a)

(b)

33

5.9 Análise estatística

O delineamento do ensaio dos mecanismos dosadores de

fertilizantes foi inteiramente casualizados em esquema fatorial 2x13x23, sendo eles: duas

taxas (g/s); treze combinações de ângulos de inclinação longitudinal x transversal e 23 (19

mecanismos comerciais e mais 4 protótipos) mecanismos dosadores.

A análise estatística foi realizada utilizando o programa SAS

(2013). Primeiramente, foi realizada a análise de “Box Cox” e foi identificada a

necessidade de transformação dos dados (variável grama), causado pela heterogeneidade

da variância. A análise estatística identificou-se a necessidade de multiplicação dos dados

pela constante de 0,75.

Após a multiplicação dos dados pela constante, realizou-se uma

nova análise estatística de “Box Cox” para verificar se a transformação dos dados ocorreu

de forma correta, resultando em homogeneidade de variância.

Os resultados obtidos foram submetidos à estatística descritiva,

sendo que os modelos foram comparados pelo teste F e as médias e as análises de

regressões comparadas pelo teste t, ambos ao nível mínimo de 5 % de significância.

34

6. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Para facilitar a compreensão dos resultados obtidos na avaliação

dos mecanismos dosadores de fertilizantes, os resultados, serão apresentados em 3 partes,

onde: a 1ª refere-se a caracterização física dos fertilizantes utilizados; a 2ª referente à

avaliação dos mecanismos dosadores de fertilizantes em função das diferentes inclinações

longitudinais e transversais e na 3ª e última parte, a análise estatística dos dados do ensaio.

6.1 Caracterização do fertilizante

Na Tabela 3, são apresentados os teores de água e as densidades

dos fertilizantes utilizados nos ensaios (fase 1 e fase 2). Os teores de água determinados

para os fertilizantes variaram de 4,09 e 4,04% para as fases 1 e 2, respectivamente, e não se

diferenciaram estatisticamente ao nível de 5% de probabilidade.

A densidade, do fertilizante utilizado, foi de 0,801 g cm-3

para as

fases 1 e 2 respectivamente. A densidade específica foi de 1,12 e 1,12 g cm-3

. Ambas as

densidades não diferenciaram pelo teste t a 5% de probabilidade. A diferença, entre a

densidade e densidade específica, foi de 28,67%. Vasconcelos et al. (2011), realizando

avaliações da densidade específica em dois formulados obtiveram valores de densidade de

1,57 e 1,64 g cm-3

, valores estes acima do determinado para os fertilizantes utilizados no

35

ensaio. Segundo o autor, os fertilizantes granulados apresentam uma menor densidade que

os fertilizantes mais refinados, ou seja, para um mesmo volume verificam-se diferentes

massas de fertilizantes.

Tabela 3. Dados de teor de água e densidades dos fertilizantes utilizados no ensaio dos

mecanismos.

Fertilizante Fase Teor de

água (%) Densidade (g cm

-3) Dens. especifica (g cm

-3)

04-14-08

1 4,09

0,84 1,11

0,77 1,12

0,78 1,12

Média 0,80 A 1,12 A

2 4,06

0,79 1,12

0,82 1,11

0,77 1,12

Média 0,80 A 1,12 A

Média Geral 4,075 0,80 1,12

*Médias seguidas de mesma letra não diferem ao nível de 5% de probabilidade.

São apresentados, na Tabela 4, os dados climáticos coletados ao

longo da realização dos ensaios dos mecanismos dosadores de fertilizantes. Na primeira

fase do ensaio, por ser realizado no final da estação de inverno, as temperaturas foram

menores, variando de 8 a 15,9 °C. Na segunda fase, em plena transição de estação

primavera/verão, as temperaturas oscilaram entre 20,7 a 21,8 °C.

Tabela 4. Dados climáticos coletados no período de realização dos ensaios.

Fase Dia Temperatura (°C) Média Umidade relativa do ar

(%) Média

1

10/08/2010 10,5 100

11/08/2010 11,6 100

12/08/2010 15,9 84,2

13/08/2010 11,8 85,0

14/08/2010 8,0 87,5

Média 11,56 91,34

2

22/11/2012 21,8 70,5

23/11/2012 20,7 78,9

Média 21,25 74,7

36

A umidade relativa do ar, observada, foi de 84,2 a 100% e 70,5 a

78,9%, respectivamente para as fases 1 e 2. Segundo Alcarde et al. (1992), fertilizantes

úmidos ou os que tendem absorver a água do ar, são problemáticos, pois apresentam uma

série de inconvenientes: dificuldade de manuseio e de "escoamento" (fluidez), tendência ao

empedramento, diminuição no teor de nutrientes, dentre outros. Contudo, mesmo a

umidade relativa do ar estando entre 70,5 e 100%, o fertilizante utilizado no ensaio não

apresentou mudanças em seu estado. De acordo com os dados observados na Tabela 3, o

teor de água dos fertilizantes estava em torno dos 4%. Este percentual baixo se deve

principalmente a compra do fertilizante próximo ao momento da realização do ensaio,

proximidade da indústria e acondicionamento correto dos fertilizantes no deposito.

Na Tabela 5, têm-se os valores do ângulo de repouso do fertilizante

utilizado nas fases do ensaio dos mecanismos dosadores de fertilizantes.

Tabela 5. Ângulo de repouso do fertilizante.

Fase Repetição Ângulo de Repouso (°) Média (°)

1

1 33,41

33,03 A 2 32,86

3 32,80

4 33,07

2

1 32,96

33,01 A 2 33,84

3 32,55

4 32,68

*Médias seguidas de mesma letra não diferem ao nível de 5% de probabilidade.

Os valores determinados em cada repetição apresentaram baixa

variação, ficando entre 32,80 a 33,41° e média de 33,03° para a fase 1 e de 32,55 a 33,84°

e média de 33,01° para a fase 2, não se diferenciando ao nível de 5% de probabilidade.

Segundo trabalho realizado por Cardoso et al. (2011), avaliando o ângulo de repouso de

quatro produtos (calcário, NPK, organo mineral e pó de pedra), o fertilizante NPK

apresentou ângulo de repouso de 30,4°, valor este, próximo aos valores determinados para

os fertilizantes utilizados no ensaio. Porém, estes valores, diferem dos valores encontrados

por Villibor (2008), onde o mesmo determinou o ângulo de 38,39º para a mistura de

grânulos de NPK. É importante o conhecimento do ângulo de repouso do material para o

estudo do dimensionamento de dosadores de fertilizantes sólidos, principalmente

37

relacionados ao fluxo, pois, quanto maior o ângulo de repouso, maior a chance de entupir o

sistema de dosagem (CARDOSO et al. 2011).

Na Tabela 6, são apresentados os resultados referentes à

granulometria dos fertilizantes utilizados no ensaio dos mecanismos dosadores de

fertilizantes, fases 1 e 2. Em conformidade com a instrução normativa do MAPA, (1988) e

ABNT NBR5776/80 a quantidade de produto passante da peneira P5 (4 mm) tem que ser

no mínimo de 90%, para a peneira P10 (2 mm) é de 70% e para a peneira P35 (0,5 mm) de

no mínimo de 90% de produto retido. De acordo com os valores apresentados na Tabela 6

a porcentagem de produto passante na peneira P5 foram de 98,37% e 98,41% para as fases

1 e 2 respectivamente, estando em conformidade.

Tabela 6. Granulometria do fertilizante utilizado.

Fase Repetição

P5 (4 mm) P10 (2 mm) P35 (0,5 mm)

Passante Retido Passante Retido Passante Retido

%

1

1 97,96 2,04 20,10 79,90 0,01 99,99

2 97,74 2,26 21,95 78,05 0,05 99,95

3 98,87 1,13 24,39 75,61 0,47 99,53

4 98,92 1,08 23,20 76,80 3,15 96,85

Média 98,37 A 1,63 A 22,41 A 77,59 A 0,92 A 99,08 A

2

1 97,89 2,11 23,90 76,10 0,17 99,83

2 98,98 1,02 23,36 76,64 3,04 96,96

3 98,10 1,90 21,37 78,63 2,05 97,95

4 98,65 1,35 24,10 75,90 0,80 99,20

Média 98,41 A 1,60 A 23,18 A 76,82 A 1,52 A 98,49 A

Média Geral 98.39 1,61 22,80 77,20 1,18 98,82

O mesmo vale para as peneiras P10 e P35, ambas obtiveram

valores dentro do que rege a normativa. Para a peneira P10 foram de 77,59% e 76,82%

para as fases 1 e 2. Na peneira P35 o percentual de produto retido foi de 99,08 e 98,49%

para as fases 1 e 2 respectivamente. Segundo IPNI 2010, estes valores estão em

conformidade com as normas técnicas da ABNT. Não foi observado diferenças

estatisticamente significativas entre os fertilizantes utilizados nas fases 1 e 2 ao nível de

significância de 5% de probabilidade.

38

Na Figura 13, têm-se a imagem do produto retido para as peneiras

(a) P5, (b) P10 e (c) P35, respectivamente.

Figura 13. Granulometria dos produtos retidos nas peneiras: (a) P5, (b) P10 e (c) P35.

Segundo Alcarde et al. (1998), a influência do tamanho das

partículas nas características dos fertilizantes sólidos fundamenta-se no fato de que a

subdivisão de um material aumenta sua superfície de exposição por unidade de massa.

Como consequência, todos os fenômenos que dependem do contato, como velocidade de

dissolução, absorção de umidade atmosférica ou higroscopicidade e outros, são

intensificados ou reduzidos em função do tamanho.

A granulometria e densidade alteram a quantidade de fertilizante

dosado, já que este dispositivo opera baseando seu princípio de funcionamento no

deslocamento volumétrico em lugar do deslocamento mássico (BRANDT, 2010).

6.2 Análise dos mecanismos dosadores fertilizantes tipo helicoidais

6.2.1 Avaliação de dosagens em inclinação longitudinal

Na Tabela 7, é apresentada a estatística descritiva básica dos

mecanismos dosadores de fertilizantes. Como pode ser visto, há uma grande variação entre

os modelos avaliados de mecanismos dosadores de fertilizantes. Dividindo e/ou

classificando os mecanismos em duas classes, uma de mecanismos com de até 1.3/4” (FNG

39

1, FAP 1, JD 1, SEM56 3/4, SEMAN 3/4, SEM25 1, SEMAN 1, PLAN 3/4, PLAN 1,

PLASDAP 1, PLASA 1, PROT 1 e PROTSEG 1) de passo e uma segunda classe de 2”

(FNG 2, FAP 2, JD 2, SEM36 2, SEMAN 2, PLAN 2, PLASDAP 2, PLASA 2, PROT 2 e

PROTSEG 2) de passo de rosca. Na classe 1, as variações nas dosagens dos mecanismos

dosadores foram de 58,7 até 228,0 kg ha-1

e de 114,4 a 479,2 kg ha-1

para as taxas 1 e 2

respectivamente.

Tendência semelhante “variação” foi observado para a classe 2,

com mecanismos de 2” de passo. Os valores variaram de 98,3 a 426,7 kg ha-1

e de 181,9 a

557,7 kg ha-1

para as taxas 1 e 2 respectivamente.

Os mecanismos que apresentaram as menores variações entre o

máximo e mínimo (diferenças) foram: classe 1 mecanismos de 1” PLASDAP 1 e PROT 1

com diferença de 58,7 e 59,6 kg ha-1

e coeficiente de variação de 8,9 e 8,2%

respectivamente para a taxa 1 e, para taxa 2, foram o mecanismo PROT 1 e PLASA 1 com

diferença de 114,4 e 115,4 kg ha-1

e, coeficiente de variação de 5,7 e 6,5%

respectivamente. É evidente a grande variação dos valores de dosagens de produtos,

comprovando a observação feita por Siqueira (2008), em que os equipamentos de dosagem

não têm um grau de precisão apurado.

Na classe 2, ou seja, mecanismos de 2” as menores diferenças

foram observadas para os mecanismos JD 2 e PLASDAP 2, com 98,3 e 118,4 kg ha-1

para

a taxa 1, com CV de 4,8 e 6,7%. Na taxa 2, os melhores mecanismos foram: JD 2 e PROT

2 com diferenças de 181,9 e 197,2 kg ha-1

com CV de 5,4 e 6,6% respectivamente.

Segundo Portella et al. (1998), o coeficiente de variação indica o percentual de

irregularidade de uma determinada variável observada e, analisando os dados de variação

no erro de dosagem, pode-se afirmar que para os mecanismos de 2” de passo o modelo JD

2 apresentou os menores percentuais de variação, consequentemente, menor variação nas

dosagens de fertilizantes.

Na Figura 14, têm-se a análise de regressão para os mecanismos

dosadores fertilizantes do tipo helicoidais: FNG 1, FAP 1, FNG 2 e FAP 2 nas taxas 1 e 2

em função das diferentes inclinações longitudinais. Os gráficos de regressão foram

agrupados por fabricantes, pois, assim, pode-se comparar principalmente a questão de

modelos antigos e novos e se houve melhora da precisão de dosagem de produto ou não.

Todos os mecanismos dosadores de fertilizantes foram influenciados pelos ângulos de

inclinação a que foram submetidos no ensaio.

40

A mesma tendência de erro de dosagem foi observado para os

mecanismos JD 1 e JD 2, taxa 1 e 2, em função de diferentes inclinações longitudinais,

apresentados na Figura 15. As inclinações de 15° correspondem a uma inclinação do

terreno “rampa” de aproximadamente de 26%, comumente encontrada em várias regiões

do Brasil.

Em trabalho realizado por Siqueira e Casão Junior (2002), foi

observado variação nas dosagens de fertilizantes nas diferentes linhas de semeadura de

uma semeadora-adubadora de precisão, onde a dose variou de 80 até 210 kg ha-1

. Partindo

do pressuposto que os mecanismos avaliados apresentaram comportamento semelhante ao

encontrado pelos autores, pois as semeadoras são constituídas de n número de linhas e, em

cada linha, se tem um mecanismo dosador de fertilizante, este fato se torna preocupante.

Pois há variação de dosagem de acordo com a inclinação e este erro varia diferentemente

em cada linha, acarretando, resultado negativo no sentido de qualidade de dosagem de

fertilizantes e seus danos subsequentes.

Utilizando o gráfico de regressão do mecanismo JD 1, exposto na

Figura 15a, como exemplo, se observa a existência de três doses definidas. Uma dosagem

no plano (0° de inclinação longitudinal – o fertilizante não apresenta resistência mecânica

em relação a gravidade) 204 kg ha-1

, outra quando a semeadora esta semeando no sentido

de descida 160,2 kg ha-1

(-15° de inclinação longitudinal - a rosca gira para empurrar o

fertilizante para cima, maior resistência mecânica) e, por último, quando a semeadora

estaria semeando no sentido de subida da rampa, têm-se a dose de 251,5 kg ha-1

(+15° de

inclinação longitudinal - a rosca gira para empurrar o fertilizante para baixo, mais fluidez).

Dados semelhantes foram encontrados por Ferreira et al. (2010), onde se avaliou 5

inclinações longitudinais -10º; -5º; 0º; 5º; 10º, os resultados demonstraram que todas as

inclinações proporcionaram variação significativa na dosagem, em função da inclinação

longitudinal de todos os dosadores estudados na ocasião. Igualmente, observados nos

gráficos de regressão da Figura16 e apresentado pelos demais mecanismos avaliados.

41

Tabela 7. Estatística descritiva dos mecanismos dosadores de fertilizantes avaliados - Quantidade de fertilizante.

Mecanismos

Taxa 1 Taxa 2

Média Máximo Mínimo Diferença C.V. Média Máximo Mínimo Diferença C.V.

kg ha-1

(%) kg ha-1

(%)

FNG 1 213,1 267,3 172,1 95,2 15,6 613,6 733,6 508,1 225,5 11,4

FAP 1 204,3 251,5 160,2 91,4 14,2 592,1 704,0 488,1 215,9 12,2

FNG 2 624,7 727,8 529,5 198,4 10,6 1020,3 1185,7 890,7 294,9 10,4

FAP 2 606,6 708,2 522,2 185,9 10,6 1002,2 1148,0 871,0 276,9 9,4

JD 1 200,7 242,4 157,3 85,1 13,2 615,9 697,2 501,4 195,8 10,7

JD 2 618,3 668,1 569,9 98,3 4,8 1004,8 1098,0 916,1 181,9 5,4

SEM56 3/4 195,7 286,4 121,1 165,2 29,9 609,0 838,6 399,8 438,8 24,8

SEMAN 3/4 207,7 274,6 162,5 112,1 19,4 608,9 733,2 496,3 236,9 12,8

SEM25 1 196,4 315,5 113,6 201,9 35,7 630,3 872,9 412,7 460,2 25,3

SEMAN 1 207,8 281,8 159,0 122,8 21,3 621,7 796,7 514,5 282,2 16,5

SEM36 2 636,6 890,2 465,4 424,8 23,3 1025,2 1351,4 808,4 542,9 18,6

SEMAN 2 642,5 898,5 471,8 426,7 22,5 1029,5 1357,6 799,9 557,7 18,4

PLAN 3/4 213,0 340,9 112,9 228,0 37,2 643,4 909,4 430,2 479,2 26,1

PLAN 1 269,0 361,7 212,7 149,1 17,1 599,9 760,5 479,0 281,5 15,0

PLAN 2 610,8 723,0 509,3 213,7 12,0 1033,6 1219,6 866,7 353,0 11,3

PLASDAP 1 205,8 235,4 176,7 58,7 8,9 598,8 668,1 536,2 131,9 6,9

PLASA 1 202,2 234,2 172,5 61,7 10,5 605,0 659,7 544,3 115,4 6,5

PLASDAP 2 619,5 677,0 558,6 118,4 6,7 1012,0 1118,0 916,1 201,9 6,6

PLASA 2 615,9 737,3 529,5 207,8 11,8 1022,6 1167,8 886,8 281,0 9,0

PROT 1 223,8 260,1 200,6 59,6 8,2 635,7 703,3 588,9 114,4 5,7

PROTSEG 1 235,4 271,4 202,7 68,6 8,5 682,2 756,5 610,2 146,2 6,5

PROT 2 620,4 688,5 554,0 134,4 6,7 1003,4 1103,0 905,9 197,2 5,9

PROTSEG 2 619,4 716,7 535,7 181,0 8,2 1040,9 1184,1 914,4 269,7 7,4

41

42

(a) FNG 1 - Taxa 1 (b) FNG 1 - Taxa 2

(c) FAP 1 - Taxa 1 (d) FAP 1 - Taxa 2

(e) FNG 2 - Taxa 1 (f) FNG 2 - Taxa 2

(g) FAP 2 - Taxa 1 (h) FAP 2 - Taxa 2

(**) Significativo ao nível de 1% de probabilidade


- taxas 1 e 2; (c) e (d) FAP 1, 1" - taxas 1 e 2; (e) e (f) FNG 2, 2" - taxas 1 e 2 e

(g) e (h) FAP 2, 2" - taxas 1 e 2 em função de diferentes inclinações

longitudinais.

y = 3.0081x + 213.1 R² = 0.9546**

0

100

200

300

400

500

-15 -5 5 15

kg h

a-1

Ângulos de inclinação

y = 6.3412x + 613.61 R² = 0.963**

300

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 2.6127x + 204.26 R² = 0.9519**

0

100

200

300

400

500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 6.626x + 592.15 R² = 0.9787**

300

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 6.0594x + 624.74 R² = 0.9729**

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 9.0807x + 1020.3 R² = 0.8474**

600

700800

900

1000

1100

1200

1300

1400

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 5.9326x + 606.64 R² = 0.9842**

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 8.6691x + 1002.2 R² = 0.9889**

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

-15 -5 5 15

kg h

a-1


43

(a) JD 1 - Taxa 1 (b) JD 1 - Taxa 2

(c) JD 2 - Taxa 1 (d) JD 2 - Taxa 2


Figura 15. Análise de regressão dos mecanismos dosadores de fertilizantes (a) e (b) JD 1,

1" - taxas 1 e 2 e (c) e (d) JD 2, 2" - taxas 1 e 2 em função de diferentes

inclinações longitudinais.

Na Figura 16, têm-se as análise de regressões dos mecanismos

dosadores de fertilizantes, SEM56 1.3/4, SEMAN 1.3/4, SEM25 1, e SEMAN 1 nas taxas

1 e 2, em função de diferentes inclinações longitudinais, onde pode-se verificar que alguns

mecanismos demonstram erros consideráveis de dosagem.

Analisando o gráfico de regressão do dosador helicoidal SEM25 1

(e e f) na Figura 16, observa-se que há um aumento no erro de dosagem de produto entre as

taxas 1 e 2. Na taxa 1, a diferença de dosagem foi de 201,0 kg ha-1

e, na taxa 2, mais que

dobrou o valor, sendo de 460,2 kg ha-1

. Este tipo de mecanismo não possui comporta de

regularização da vazão, o que acaba por contribuir para o aumento na diferença de

dosagem. De acordo com Perche Filho et al. (2012), fertilização é uma das operações de

fundamental importância durante o ciclo da cultura e, possíveis falhas podem trazer perdas

significativas de produtividade e, no caso do mecanismo SEM25 1, com certeza haverá tais

problemas, pois, o mesmo apresentou grande variação na dosagem quando submetido a

diferentes ângulos de inclinações.

y = 2.4024x + 200.68 R² = 0.9635**

0

100

200

300

400

500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 5.8569x + 615.9 R² = 0.9232**

300

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 2.5826x + 618.33 R² = 0.8929**

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 4.8318x + 1004.8 R² = 0.9099**

600700800900

100011001200130014001500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


44

(a) SEM56 1.3/4 - Taxa 1 (b) SEM56 1.3/4 - Taxa 2

(c) SEMAN 1.3/4 - Taxa 1 (d) SEMAN 1.3/4 - Taxa 2

(e) SEM25 1 - Taxa 1 (f) SEM25 1 - Taxa 2

(g) SEMAN 1 - Taxa 1 (h) SEMAN 1 - Taxa 2



SEM56 1.3/4, 1.3/4” - taxas 1 e 2; (c) e (d) SEMAN 1.3/4, 1.

3/4” - taxas 1 e

2; (e) e (f) SEM25 1, 1" - taxas 1 e 2 e (g) e (h) SEMAN 1, 1" - taxas 1 e 2

em função de diferentes inclinações longitudinais.

y = 5.3504x + 195.74 R² = 0.9743**

0

100

200

300

400

500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 13.97x + 609.03 R² = 0.9954**

300

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 3.5735x + 207.72 R² = 0.9213**

0

100

200

300

400

500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 7.1212x + 608.86 R² = 0.9702**

300

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 6.3298x + 196.44 R² = 0.9512**

0

100

200

300

400

500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 14.68x + 630.28 R² = 0.9873**

300

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 3.9262x + 207.81 R² = 0.9157**

0

100

200

300

400

500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 8.9996x + 621.7 R² = 0.8993**

300

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


45

Na Figura 17, têm-se as análises de regressões dos mecanismos

dosadores de fertilizantes SEM36 2 e SEMAN 2 em função de diferentes inclinações

longitudinais. Os mecanismos SEM36 2 e SEMAN 2, taxas 1 e 2, apresentaram

comportamento semelhante aos demais, contudo, foi o primeiro que demonstrou uma

semelhança razoável entre os modelos antigo (SEMAN 2) e o novo (SEM36 2).

(a) SEM36 2 - Taxa 1 (b) SEM36 2 - Taxa 2

(c) SEMAN 2 - Taxa 1 (d) SEMAN 2 - Taxa 2



SEM36 2, 2" - taxas 1 e 2 e (c) e (d) SEMAN 2, 2" - taxas 1 e 2 em função

de diferentes inclinações longitudinais.

Vale frisar, que alguns modelos demonstraram retrocesso na

eficiência da precisão de dosagem de produto (fertilizante). No caso do mecanismo

SEMAN 2, a diferença entre o modelo antigo (SEMAN 2) e novo (SEM36 2), foi de 426,7

e 424,8 kg ha-1

respectivamente (Figura 17c). Em trabalho realizado por Ferreira et al.

(2010) comparando 4 mecanismos dosadores helicoidais, os maiores percentuais de

variação, ocorreram no passo de 25,4 mm (2”) para os quatro dosadores, quando

considerados estes qualitativamente em combinações de passo e mecanismo de liberação

do fertilizante. Segundo Bica e Souza (2009), a vazão mássica dos dosadores de

y = 13.239x + 636.63 R² = 0.9327**

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 17.193x + 1025.2 R² = 0.9446**

600700800900

100011001200130014001500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 12.925x + 642.48 R² = 0.9296**

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 17.213x + 1029.5 R² = 0.9632**

600700800900

100011001200130014001500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


46

fertilizantes do tipo rotor helicoidal, varia com a alteração da velocidade de rotação e, com

o passo de rosca do helicóide. Contudo, o que se pode afirmar, é que a maior variação do

volume é causada pelas inclinações longitudinais, apresentando em alguns casos erros

inadmissíveis do ponto de vista de engenharia e fertilidade.

Em trabalho realizado por Bedin et al. (2010), avaliando as

variações na distribuição de Cloreto de Potássio (60% de potássio) com dois modelos de

dosadores, em cinco inclinações longitudinais, (-10°, -5°, 0°, 5° e 10°) e em duas

velocidades, 60 e 90 rotações por minuto, os resultados demonstraram que as maiores

inclinações longitudinais (-10º e 10º) provocaram as maiores alterações na vazão mássica

dos dosadores, que diferiram significativamente em relação às inclinações menores (-5º e

5º), que por sua vez, tiveram diferenças significativas da posição em que os dosadores

estavam nivelados, dados estes, que ratificam os dados apresentados das avaliações dos

mecanismos dosadores.

Na Figura 18, têm-se as análises de regressão dos mecanismos

dosadores de fertilizantes PLAN 3/4, PLAN 1 e PLAN 2 nas taxas 1 e 2, em função de

diferentes inclinações longitudinais. Verifica-se que o mecanismo helicoidal PLAN ¾

apresentou a maior diferença em entre as taxas. A diferença observada foi de 228,0 kg ha-1

e CV de 37,8% para a taxa 1 e de 479,2 kg ha-1

e CV de 26,1% para a taxa 2. Este

mecanismo é tido no mercado como mecanismo “genérico”, sendo o mais barato

atualmente. Em contrapartida, o mesmo não possui confiabilidade de dosagem. Observa-se

a falta de itens, que poderiam contribuir para um melhor desempenho do equipamento, tais

como: barreira para estabilização do fluxo do fertilizante, helicoidal com maior

profundidade e, menor folga entre o helicóide e o corpo do mecanismo e, etc.. Diferente do

observado por Siqueira (2008), onde o autor cita que com os menores passos ocorrem

menores oscilações na dosagem de fertilizante quando a semeadora é submetida a


Os resultados comprovam as observações de Altmann et al. (2010), o

qual cita que os principais fatores que influenciam o funcionamento dos mecanismos

dosadores de fertilizantes são: inclinação de trabalho, velocidade de acionamento e o tipo

de fertilizante. Pois, quanto maior as inclinações, maiores serão os erros de dosagens de

fertilizantes e, quanto maior a taxa de dosagem, maior será o erro também.

47

(a) PLAN 3/4 - Taxa 1 (b) PLAN 3/4 - Taxa 2

(c) PLAN 1 - Taxa 1 (d) PLAN 1 - Taxa 2

(e) PLAN 2 - Taxa 1 (f) PLAN 2 - Taxa 2



3/4, ¾" - taxa 1 e 2 ; (c) e (d) PLAN 1, 1" - taxa 1 e 2 e (e) e (f) PLAN 2, 2"

- taxa 1 e 2 em função de diferentes inclinações longitudinais.

Na Figura 19, são apresentadas as análises de regressão dos

mecanismos dosadores de fertilizantes PLASDAP 1 e PLASA 1, nas taxas 1 e 2, em

função de diferentes inclinações longitudinais, os quais apresentaram até o momento os

melhores desempenhos. Como pode ser observado na Figura 19, principalmente o

mecanismo PLASDAP 1 (a), apresentou uma curva linear significativa, ao nível de 1% de

probabilidade e, com R2 de 95%. Além de apresentar baixa diferença das doses entre os

ângulos de -15 e +15° de apenas 58,7 kg ha-1

para a taxa 1 e de 131,9 kg ha-1

para a taxa 2.

y = 7.1897x + 213.03 R² = 0.9617**

0

100

200

300

400

500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 15.344x + 643.41 R² = 0.9715**

300

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 4.0506x + 269.03 R² = 0.9079**

0

100

200

300

400

500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 8.1878x + 599.93 R² = 0.9615**

300

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 6.7468x + 610.79 R² = 0.9916**

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 10.722x + 1033.6 R² = 0.9836**

600700800900

100011001200130014001500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


48

(a) PLASDAP 1 - Taxa 1 (b) PLASDAP 1 - Taxa 2

(c) PLASA 1 - Taxa 1 (d) PLASA 1 - Taxa 2



PLASDAP 1, 1" - taxas 1 e 2 e (c) e (d) PLASA 1, 1" - taxas 1 e 2 em

função de diferentes inclinações longitudinais.

Na Figura 20, são apresentadas as análises de regressão dos

mecanismos dosadores de fertilizantes PLASDAP 2 e PLASA 2, nas taxas 1 e 2, em

função de diferentes inclinações longitudinais, assim como os mecanismos PLASDAP 1 e

PLASA 1 (mesmo fabricante) apresentaram os melhores desempenhos. Vale frisar, que os

mecanismos PLASDAP 2 e PLASA 2 possuem passo de rosca de 2”.

Após a avaliação, o mecanismo PLASDAP 1 obteve o melhor

resultado entre os modelos de mecanismos dosadores de fertilizantes do mercado nas

diferentes inclinações longitudinais, no quesito de amplitude da curva de regressão.

Apresentando a menor diferença de dosagem de fertilizantes, quando submetidos a

inclinações, sendo o erro de 58,7 kg ha-1

, obtendo CV de 8,9%. O principal fator que

contribuiu para estes resultados foi o fato dos modelos desta empresa, trabalharem com

rosca sólida, além, de possuir comporta de regularização de fluxo, o que contribui para a

menor variação dos erros de dosagem. Dos mecanismos apresentados até o momento,

apenas o JD 2 e PLASDAP 1 obteve desempenho regular, apresentando as menores

variações.

y = 1.6621x + 205.82 R² = 0.9559**

0

100

200

300

400

500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 3.6594x + 598.76 R² = 0.9271**

300

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 1.9607x + 202.22 R² = 0.9898*

0

100

200

300

400

500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 3.5861x + 605.01 R² = 0.9830*

300

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


49





PLASDAP 2, 2" - taxas 1 e 2 e (c) e (d) PLASA 2, 2" - taxas 1 e 2 em

função de diferentes inclinações longitudinais.

Um problema, identificado nos mecanismos comerciais, diz

respeito aos espaços (folgas) entre a rosca e o corpo dos mecanismos e, também, os

espaços no centro da rosca “helicóide vazado”, onde acaba por escorrer o fertilizante

“produto”, quando as semeadoras estão em sentido de aclive no terreno (+15°) (Anexo 2).

Na Figura 21, são apresentadas as regressões dos dosadores

helicoidais de fertilizantes para os mecanismos: PROT 1, PROTSEG 1, PROT 2 e

PROTSEG 2, nas taxas 1 e 2, em função de diferentes inclinações longitudinais. Como

pode ser observado no gráfico, os resultados dos protótipos foram satisfatórios, obtendo

bons resultados, quando comparados aos demais mecanismos. Como exemplo, tem-se o

erro médio na dosagem utilizando o protótipo de helicoidal de 1” (PROT 1) foi de 59,6 e

114,4 kg ha-1

para as taxas 1 e 2. Outro fato, que chama a atenção, é que a inclinação da

curva de regressão diminuiu consideravelmente em relação aos demais helicoidais

(mecanismos) testados e apresentando uma menor variação de dosagem nos ângulos de -5

e +5º, quando comparado aos demais mecanismos avaliados.

y = 3.6705x + 619.52 R² = 0.905**

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 6.0654x + 1012 R² = 0.9532**

600700800900

100011001200130014001500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 6.5798x + 615.94 R² = 0.9537**

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 8.4455x + 1022.6 R² = 0.9836**

600700800900

100011001200130014001500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


50

(a) PROT 1 - Taxa 1 (b) PROT 1 - Taxa 2

(c) PROTSEG 1 - Taxa 1 (d) PROTSEG 1 - Taxa 2

(e) PROT 2 - Taxa 1 (f) PROT 2 - Taxa 2

(g) PROTSEG 2- Taxa 1 (h) PROTSEG 2 - Taxa 2


Figura 21. Análise de regressão dos mecanismos dosadores de fertilizantes (a) e (b) PROT

1, 1" - taxas 1 e 2; (c) e (d) PROTSEG, 1" - taxas 1 e 2; (e) e (f) PROT 2, 2" -

taxas 1 e 2 e (g) e (h) PROTSEG 2, 2" - taxas 1 e 2 em função de diferentes


y = 1.3881x + 223.84

R² = 0.6649**

0

100

200

300

400

500

-15 -5 5 15

kg

ha

-1)


y = 3.0121x + 633.25

R² = 0.8458**

300

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg

ha

-1


y = 1.3911x + 235.36

R² = 0.56**

0

100

200

300

400

500

-15 -5 5 15

kg

ha

-1


y = 2.8386x + 682.23

R² = 0.4807**

300

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg

ha

-1


y = 3.7309x + 620.4

R² = 0.9309**

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg

ha

-1


y = 4.455x + 1003.4

R² = 0.656**

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

-15 -5 5 15

kg

ha

-1


y = 4.4676x + 619.44

R² = 0.8937**

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg

ha

-1


y = 6.6988x + 1040.9

R² = 0.8742**

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

-15 -5 5 15

kg

ha

-1


51

6.2.2 Avaliação de dosagens em inclinação transversal

Na Tabela 8, têm-se as diferenças em kg ha-1

de fertilizantes

dosados nos diferentes ângulos de inclinações transversais. As menores diferenças de

dosagem foram observadas nos mecanismos FAP 2, com respectivos 3,93 e 3,03 kg ha-1

,

taxas 1 e 2, respectivamente, e média de entre as taxas 1 e 2 de 3,5 kg ha-1

. E o mecanismo

que apresentou o maior erro médio de dosagem foi o PROTSEG 2, com média de 56,4 kg

ha-1

.

Tabela 8. Diferenças observadas nas diferentes inclinações transversais.

Mecanismos Diferença (kg ha

-1)

Taxa 1 Taxa 2

FNG 1 4,09 21,82

FAP 1 4,09 22,83

FNG 2 6,90 39,26

FAP 2 3,93 3,03

JD 1 8,02 17,61

JD 2 15,98 39,03

SEM56 1.3/4 1,12 6,67

SEMAN 1.3/4 6,95 4,04

SEM25 1 6,45 13,12

SEMAN 1 2,24 9,31

SEM36 2 2,92 9,03

SEMAN 2 16,66 25,01

PLAN 3/4 21,65 36,29

PLAN 1 22,55 29,28

PLAN 2 7,29 12,56

PLASDAP 1 9,03 23,61

PLASA 1 3,25 11,67

PLASDAP 2 1,57 10,09

PLASA 2 0,22 21,93

PROT 1 3,87 9,98

PROTSEG 1 13,52 23,89

PROT 2 23,33 3,48

PROTSEG 2 42,29 70,55

Analisando, as diferenças de dosagem nas taxas 1 e 2, têm-se o

menor erro observado pelo mecanismo PLASA 2 com 0,22 kg ha-1

. As características

construtivas (eixo sólido, folgas mínimas entre o eixo e o corpo do mecanismo), conferem

os bons resultados apresentados, não somente nos ângulos transversais, como nos

52

longitudinais, como já mencionado anteriormente. Porém, este tipo de mecanismo

apresenta maior dificuldade no sistema de autolimpeza, podendo, apresentar entupimentos

do sistema, quando utilizados fertilizantes úmidos.

Na Figura 22, têm-se as análises de regressão para os mecanismos

dosadores de fertilizantes FNG 1, FAP 1, taxas 1 e 2, em função das diferentes inclinações

transversais. Observa-se que os mecanismos FNG 1 e FAP 1, apresentaram grande

semelhança nas dosagens, principalmente na taxa 1, ambos apresentaram valores

próximos, com 4,09 kg ha-1

de erro médio. Já na taxa 2 o erro observado foi de 21,82 e

22,83 kg ha-1

.




Figura 22. Análise de regressão dos mecanismos dosadores de fertilizantes (a) e (b) FNG 1,

1" - taxas 1 e 2 e (c) e (d) FAP 1, 1" - taxas 1 e 2em função de diferentes

inclinações transversais.

Embora, os dados sejam considerados estatisticamente

significativos para os erros de dosagem transversais, as diferenças (erros) entre as doses

são menores (Tabela 8), que os erros nas avaliações realizadas com inclinações

longitudinais.

y = 0.0551x2 - 0.1094x + 205.46 R² = 0.7772*

0

100

200

300

400

500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 0.0222x2 - 0.89x + 612.2 R² = 0.7588*

300

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 0.0352x2 - 0.1296x + 200.17 R² = 0.9799*

0

100

200

300

400

500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = -0.013x2 - 0.705x + 592.88 R² = 0.9246*

300

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


53

Na Figura 23, têm-se as análises de regressão para os mecanismos

dosadores de fertilizantes FNG 2, FAP 2, taxas 1 e 2 em função das diferentes inclinações

transversais. Os mecanismos apresentaram maior dispersão dos dados quando comparados

com os mecanismos da Figura 22. A diferença entre os mecanismos FNG 2 e FAP 2, em

relação aos mecanismos FNG 1 e FAP 1, é justamente o passo de rosca. No primeiro é 2” e

no segundo 1”.




Figura 23. Análise de regressão dos mecanismos dosadores de fertilizantes (a) e (b) FNG 2,

2" - taxas 1 e 2 e (c) e (d) FAP 2, 2" - taxas 1 e 2 em função de diferentes


Semelhante os gráficos de regressões da Figura 23, os gráficos da

Figura 24 apresentaram comportamentos semelhante de erro nas dosagens de fertilizantes,

quando submetidos a trabalho em inclinações transversais. No caso do mecanismo JD 1, os

erros foram menores na taxa 1 (Figura 24a) em relação a taxa 2 (Figura 24b). Vale frisar

que os mecanismos JD 1 e JD 2 possuem uma comporta lateral ao sentido do eixo dosador,

fazendo com que o fertilizante seja liberado após transbordá-la, diminuindo assim o efeito

de vazio, provocado pelo fim de cada pulso do espiral do helicóide. Apresentaram também

comportamento de dosagem mais próximo entre os mecanismos de 1” (JD 1) e 2” (JD 2).

y = 0.0298x2 - 0.3853x + 623.16 R² = 0.4466*

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = -0.0313x2 + 1.1491x + 1023.4 R² = 0.4606**

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 0.0337x2 + 0.3382x + 602.92 R² = 0.3765*

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 0.0322x2 + 0.0034x + 994.56 R² = 0.1452*

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

-15 -5 5 15

kg h

a-1


54

Com destaque para o mecanismo JD 2 apresentando correlação de 89%. Outro detalhe é

que estes mecanismos apresentam os maiores comprimentos de helicóide, quando

comparados aos demais.

(a) JD 1 - Taxa 1 (b) JD 1 - Taxa 2

(c) JD 2 - Taxa 1 (d) JD 2 - Taxa 2


Figura 24. Análise de regressão dos mecanismos dosadores de fertilizantes (a) e (b) JD 1,

1" - taxas 1 e 2 e (c) e (d) JD 2, 2" - taxas 1 e 2 em função de diferentes


Na Figura 25, são apresentados os gráficos de regressões para os

mecanismos SEM56 1.3/4, SEMAN 1.3/4, SEM25 1 e SEMAN 1, taxas 1 e 2, em função

de diferentes inclinações transversais. Os mecanismos SEM56 1.3/4 e SEM25 1, na taxa 2,

apresentaram as maiores dispersão dos valores. Contudo, na média os erros foram de 3,9 e

9,8 kg ha-1

. Assim, como os erros ocorridos nas inclinações longitudinais, os mecanismos

com menor passo de rosca apresentam os maiores erros nas dosagens nas inclinações

transversais. Dentre os fatores que possam estar contribuindo para tal evento, destaca-se a

velocidade de rotação dos mecanismos, necessários para mantém a mesma taxa de

dosagem. Contudo, dentre os mecanismos de passo menores, há grade variação entre os

diferentes modelos avaliados.

y = -0.0035x2 - 0.2642x + 199.92 R² = 0.6385*

0

100

200

300

400

500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = -0.0817x2 - 0.535x + 632.2 R² = 0.3608*

300

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15kg

ha-1


y = -0.0384x2 - 0.5872x + 624.51 R² = 0.763*

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = -0.0269x2 - 1.2434x + 1005.5 R² = 0.8998**

600700800900

100011001200130014001500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


55

(a) SEM56 1.3/4 - Taxa 1 (b) SEM56 1.3/4 - Taxa 2

(c) SEMAN 1.3/4 - Taxa 1 (d) SEMAN 1.3/4 - Taxa 2

(e) SEM25 1 - Taxa 1 (f) SEM25 1 - Taxa 2

(g) SEMAN 1 - Taxa 1 (h) SEMAN 1 - Taxa 2

(*) Significativo ao nível de 5% de probabilidade



1.3/4, 1.¾” - taxas 1 e 2; (c) e (d) SEMAN 1.3/4, 1.¾” - taxas 1 e 2; (e) e (f)


diferentes inclinações transversais.

y = 0.0343x2 + 0.0202x + 189.97 R² = 0.4793*

0

100

200

300

400

500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 0.0018x2 + 0.3281x + 607.48 R² = 0.408*

300

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 0.0504x2 + 0.2389x + 199.65 R² = 0.5996**

0

100

200

300

400

500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = -0.0081x2 + 0.0236x + 612.34 R² = 0.0228**

300

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 0.0484x2 + 0.212x + 186.76 R² = 0.3222* 0

100

200

300

400

500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 0.0575x2 + 0.3247x + 621.84 R² = 0.6266* 300

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 0.058x2 + 0.1396x + 198.53 R² = 0.5372ns

0

100

200

300

400

500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 0.1491x2 + 0.3415x + 597.52 R² = 0.5466ns

300

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


56


mecanismos SEM36 2 e SEMAN 2, taxas 1 e 2, em função de diferentes inclinações

transversais. Foram observados erros mais acentuados, com maior dispersão dos valores,

como pode ser observado na Figura 26a e b. Semelhante ao apresentado pelo mecanismo

SEM56 1.3/4 e SEM25 1, o mecanismo SEM36 2 apresentou erro de 6 Kg ha-1

. E o

mecanismo SEMAN 2 apresentou valor de 20,8 Kg ha-1

. Vale ressaltar, que ambos os

mecanismos possuem passo de 2” e, o mecanismo SEMAN 2 é o modelo atual, ou seja,

deveria ser mais preciso que o mecanismo SEM36 2. Porém, o que se observa é o

contrário. Dentre os fatores que podem contribuir para o aumento dos erros de dosagem em

inclinações transversais, sendo um dos mais importantes é o sentido de rotação da rosca

(helicóide), ou seja, se ela é esquerda ou direita, principalmente nos mecanismos que

possuem a comporta de saída na lateral do mecanismo, a exemplos do modelos JD 1 e JD

2. Vale ressaltar, que todos os espécimes avaliados possuem sentido de rotação direita.

(a) SEM36 2 - Taxa 1 (b) SEM36 2 - Taxa 2

(c) SEMAN 2 - Taxa 1 (d) SEMAN 2 - Taxa 2




SEM36 2, 2" - taxas 1 e 2 e (c) e (d) SEMAN 2 , 2" - taxas 1 e 2 em função

de diferentes inclinações transversais.

y = 0.1392x2 - 0.0942x + 612.71 R² = 0.4551*

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 0.1542x2 + 0.3516x + 994.86 R² = 0.3094* 600

700800900

100011001200130014001500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 0.1294x2 - 0.4711x + 620.23 R² = 0.475*

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 0.1524x2 - 0.5401x + 1009.9 R² = 0.7144*

600700800900

100011001200130014001500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


57


mecanismos PLAN 3/4, PLAN 1 e PLAN 2, taxas 1 e 2, em função de diferentes

inclinações transversais. A menor amplitude de erro de dosagem, em função das

inclinações transversais, foi obtido pelo mecanismo PLAN 1 (Figura 27c) na taxa 1. Nota-

se, que o mecanismo PLAN 3/4, com passo de rosca de 3/4" apresentou o maior erro de

dosagem quando comparado com os mecanismos PLAN 1 e PLAN 2. Sendo de 29, 25,9 e

9,9 Kg ha-1

respectivamente.

(a) PLAN 3/4 - Taxa 1 (b) PLAN 3/4 - Taxa 2

(c) PLAN 1 - Taxa 1 (d) PLAN 1 - Taxa 2

(e) PLAN 2 - Taxa 1 (f) PLAN 2 - Taxa 2



3/4, 3/4" - taxa 1 e 2; (c) e (d) PLAN 1, 1" - taxa 1 e 2 e (e) e (f) PLAN 2, 2" -

taxa 1 e 2 em função de diferentes inclinações transversais.

y = 0.0591x2 - 0.7857x + 202.98 R² = 0.6844**

0

100

200

300

400

500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 0.0934x2 - 1.3292x + 631.33 R² = 0.9132**

300

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 0.0545x2 - 0.7201x + 262.47 R² = 0.9723**

0

100

200

300

400

500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 0.0493x2 - 1.0583x + 591.9 R² = 0.8268**

300

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 0.0197x2 - 0.2759x + 609.99 R² = 0.647** 400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 0.0334x2 - 0.5838x + 1030.4 R² = 0.6461**

600700800900

100011001200130014001500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


58


mecanismos PLASDAP 1 e PLASA 1, taxas 1 e 2, de passo de rosca de 1” em função de

diferentes inclinações transversais. Os mecanismos PLASDAP 1 e PLASA 1, apresentaram

menor dispersão dos valores de dosagem de fertilizantes. Os erros observados foram de

16,3 e 7,5 kg ha-1

respectivamente. A diferença na taxa 1, foi superior a observada na taxa

2 e, o menor erro, foi observado para o mecanismo no modelo antigo. A diferença entre

modelo antigo e novo é a presença de comporta utilizada para a regularização do fluxo de

fertilizante e, base de apoio do eixo do helicóide. Isto pode estar comprometendo seu

desempenho. De todos os mecanismos avaliados, até o momento, o mecanismo PLASA 1

não apresentou diferenças significativas de dosagem nos diferentes ângulos de inclinação.

Ou seja, a dosagem de fertilizante não sofreu nenhuma influência, quando submetidos as





(ns

) Não significativo ao nível de 5% de probabilidade


PLASDAP 1, 1" - taxas 1 e 2; (c) e (d) PLASA 1, 1" - taxas 1 e 2 em função


y = 0.0085x2 + 0.2776x + 204.96 R² = 0.9442**

0

100

200

300

400

500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = -0.0042x2 + 0.6175x + 599.85 R² = 0.5859**

300

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 0.0093x2 + 0.101x + 201.14 R² = 0.964ns

0

100

200

300

400

500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = -0.0028x2 + 0.4004x + 605.61 R² = 0.9771ns

300

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


59

Esta variação, entre o modelo antigo e o novo, já foi observado

anteriormente em outros mecanismos. Este fato demonstra a falta de ensaios, por parte da

própria empresa, para se verificar as atualizações nos equipamento e evitar erros que

possam prejudicar os usuários. Embora, os erros de dosagem em ângulos transversais são

menores, o mesmo ocorre, como os apresentados nas avaliações realizadas nas simulações

de inclinações em ângulos longitudinais, em que apresentaram os maiores erros e podem

implicar prejuízos ao processo de semeadura.


mecanismos PLASDAP 2 e PLASA 2, taxas 1 e 2, em função de diferentes inclinações

transversais. Semelhante ao observado na Figura 28, os mecanismos PLASDAP 2 e

PLASA 2 apresentaram comportamento semelhante aos modelos com passo de rosca de

1”. O modelo PLASDAP 2 (atual) apresentou erro de 5,8 kg ha-1

contra 11,1 kg ha-1

do

modelo PLASA 2 (antigo). Apresentando melhora na precisão de dosagem em relação a

versão anterior.








y = 0.003x2 - 0.0791x + 616.16 R² = 0.3243**

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 0.0013x2 + 0.5132x + 1015.2 R² = 0.3005**

600700800900

100011001200130014001500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 0.056x2 - 0.0067x + 608.34 R² = 0.8135**

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg h

a-1


y = 0.0046x2 + 0.8362x + 1021.9 R² = 0.8741**

600700800900

100011001200130014001500

-15 -5 5 15

kg h

a-1


60

Na Figura 30, são apresentadas as análises de regressões para os

mecanismos PROT 1 e PROTSEG 1, em função de diferentes inclinações transversais.

Observam-se menores variações de dispersão dos dados de erros de dosagens,

apresentando valores mais próximos entre si para cada ângulo de inclinação avaliado,

principalmente quando comparados aos apresentados pelos mecanismos PLANT 3/4,

PLANT 1 e PLAN 2, nas taxas 1 e 2, apresentados na Figura 27. Valores estes, próximos

aos obtidos pelos mecanismos com bom desempenho.





1, 1" - taxas 1 e 2 e (c) e (d) PROTSEG 2, 1" - taxas 1 e 2 em função de


Os mecanismos PROT 1 e PROTSEG 1, apresentaram

comportamento semelhante na dispersão dos valores de dosagem de fertilizante. Porém,

quando analisado os dados em números absolutos, o mecanismo PROTSEG 1 apresenta

erros médios de dosagens mais elevados, com valores de 18,7 contra 6,9 kg ha-1

respectivamente. O modelo PROTSEG 1 apresenta pequenas folgas nos encaixes entre os

segmentos de helicóide (protótipo segmentado), fica evidente, que em se tratando do

y = 0.0217x2 + 0.0824x + 219.97

R² = 0.7814** 0

100

200

300

400

500

-15 -5 5 15

kg

ha

-1


y = 0.0111x2 + 0.2036x + 631.65

R² = 0.8189** 300

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg

ha

-1


y = 0.02x2 + 0.3971x + 231.74

R² = 0.6882** 0

100

200

300

400

500

-15 -5 5 15

kg

ha

-1


y = 0.0195x2 + 0.6629x + 675.66

R² = 0.5828** 300

400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg

ha

-1


61

trabalho em ângulos de inclinação longitudinal e transversal, os protótipos de helicoides

segmentados, apresentam, maior erro de dosagem quando comparado com o mesmo

protótipo de helicóide único. Contudo, tais erros são menores que alguns modelos

comerciais avaliados.

Na Figura 31, são apresentadas as análises de regressões para os

mecanismos PROT 2 e PROTSEG 2, em função de diferentes inclinações transversais.

Semelhante ao observado para os mecanismos PROT 1 e PROTSEG 1, os mecanismos

PTOR 2 e PROTSEG 2 apresentaram o mesmo comportamento, demonstrando que se

segmentar o helicóide, aumenta-se o erro de dosagem de fertilizante. Os erros observados

foram de 13,4 e 56,4 kg ha-1

respectivamente.






2, 2" - taxas 1 e 2 e (c) e (d) PROTSEG 2, 2" - taxas 1 e 2 em função de


Vale ressaltar que, mesmo sendo menores os erros de dosagem dos

mecanismos dosadores de fertilizantes, quando submetidos a trabalho em inclinações

y = -0.0487x2 + 0.5771x + 627.64

R² = 0.5461* 400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg

ha

-1


y = -0.1359x2 - 0.0589x + 1021.5

R² = 0.831* 600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

-15 -5 5 15

kg

ha

-1


y = 0.023x2 + 1.4655x + 617.78

R² = 0.9785** 400

500

600

700

800

900

-15 -5 5 15

kg

ha

-1


y = -0.0144x2 + 2.3656x + 1046.8

R² = 0.9033** 600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

-15 -5 5 15

kg

ha

-1


62

transversais, comparando-os aos erros de dosagem em inclinações longitudinais, os

mesmos ainda existem e, tais erros, ainda que menores, podem causar problemas em

consequência da sub ou super fertilização do solo.

6.3 Classificação geral dos mecanismos dosadores

No gráfico da Figura 32 são apresentados os coeficientes de

variação, obtidos para os mecanismos dosadores de fertilizantes, do tipo helicoidal,

avaliados no ensaio, classificados segundo Gomes (1990), onde ao estudar os coeficientes

de variação em ensaios agrícolas, classificou-os como: baixos, quando inferiores a 10%;

médios, entre 10 e 20%; altos, quando estão entre 20 e 30%; e muito altos, quando são

superiores a 30%. Na primeira classe (CV baixo) têm-se os mecanismos JD 2, PLASDAP

2, PROT 1, PROT 2, PROTSEG 1, PROTSEG2, PLASDAP 1 e FAP 2.

Figura 32. Coeficiente de variação obtido para os mecanismos dosadores de fertilizantes:

verde - classe 1 (CV < 10%); amarelo - classe 2 (CV > 10 e < 20%) ; laranja

classe 3 (CV > 20%) e vermelho classe 4 (CV > 30%).

O menor coeficiente de variação foi obtido pelo mecanismo JD 2,

com CV médio de 5,1%, seguido dos mecanismos PLASDAP 2 e PROT 1 com CV de 6,5

5,1 6,5 6,9 7,1 7,3 7,7 7,7

9,7 10,1 10,3 10,3 10,5 11,3 11,6 12,9 13,2 15,6 15,7

19,9 20,4

26,0

30,1 30,8

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Coef

icie

nte

de

Vari

açã

o (

%)

Mecanismo Dosadores

Coeficente de Variação Geral

63

e 6,9% respectivamente. De acordo Portella et al. (1998), o coeficiente de variação indica o

percentual de irregularidade de uma determinada variável observada. Sendo assim, quanto

menor o seu valor, melhor é o desempenho do mecanismo.

Dentre os fatores, possíveis para explicar a menor variação de

dosagem, e consequentemente menor coeficiente de variação do mecanismo JD 2, uma

delas é a posição de saída do fertilizante. No caso do mecanismo JD 2, a comporta se

localiza transversalmente (lateralmente) ao eixo do mecanismo dosador e, ha presença de

um tubo de pvc rígido no centro do mecanismo (como se fosse um eixo sólido), contribui

para a diminuição do espaços vazios, evitando assim, o escorrimento de fertilizantes

quando operado em ângulos de inclinação positivas (simulando a semeadura em

ascendendo a rampa). Já o mecanismo PLASDAP 2, apresenta orifício de saída

posicionada de forma longitudinal ao eixo do mecanismo, Porem, seu helicóide é sólido,

contribuindo para um menor erro de dosagem, principalmente nos ângulos de inclinação

longitudinal.

Observa-se, com exceção dos mecanismos PROT 1, PROTSEG 1 e

PLASDAP 1, em ordem de classificação de CV (Figura 31), os mecanismos com passo de

rosca de 2” apresentam menor variação das dosagens, quando comparadas aos mecanismos

de 1”.

Outro fato observado é a presença dos protótipos na primeira

classe, com valores inferiores de coeficiente de variação da ordem de 7,7%, demonstrando

desempenho excelente, quando analisado o protótipo como um todo. Outra vantagem do

uso do protótipo é seu custo de fabricação, em grande quantidade (acima de 10 peças), seu

valor é de, aproximadamente, R$ 50,0, se tornando uma opção economicamente viável e

com qualidade e, precisão, quando comparado aos demais, com preços variando de R$ 40 a

96,0 por unidade, dependendo do modelo.

Os mecanismos classificados na classe 4 (CV muito alto) foram:

SEM56 1.3/4, e PLAN 3/4, com coeficiente de variação na ordem de 30,1 e 30,8%

respectivamente. Ambos os mecanismos possuem passo de rosca de ¾”, o fator que

contribuiu para o aumento do CV, foi a questão que mecanismos com passo de roscas

menores, apresentam maior rotação quando comparados aos mecanismos de passo de rosca

com maior, exemplo 1 ou 2”, assim, a questão de fluxo de alimentação pode estar sendo

influenciada, originando os erros de dosagens. Visto que, com alta rotação do helicóide, a

mesma não é preenchida por completo pelo fluxo de fertilizante.

64

Na Tabela 9, são apresentadas as variações em percentuais dos

erros de dosagens dos mecanismos, em relação aos ângulos de inclinações positivas e

negativas. Na média as menores variações percentuais foram observadas nos mecanismos

JD 2 e PLASDAP 2 com 8,5 e 9,8%. Apresentando conexão com os dados de coeficiente

de variação apresentados na Figura 33, onde ambos os mecanismos, apresentaram os

melhores coeficiente de variação.

Tabela 9. Percentual de variação na dosagem dos mecanismos dosadores helicoidais

em função dos ângulos de inclinação.

Mecanismos Ângulo Negativo Ângulo Positivo Média

(%)

JD 2 8,3 8,7 8,5

PLASDAP 2 9,7 9,9 9,8

PROT 2 10,2 10,5 10,4

PROT 1 8,9 13,4 11,1

PLASA 1 12,4 12,4 12,4

PLASDAP 1 12,3 13 12,7

PROTSEG 1 12,2 13,1 12,7

PROTSEG 2 12,8 14,7 13,8

FAP 2 13,5 15,6 14,6

FNG 2 14,0 16,4 15,2

PLASA 2 13,7 17,0 15,3

PLAN 2 16,4 18,2 17,3

JD 1 20,1 17,0 18,6

FAP 1 19,6 21,0 20,3

FNG 1 18,2 22,5 20,4

SEMAN 1.3/4 20,1 26,3 23,2

PLAN 1 20,5 30,6 25,6

SEMAN 1 20,4 31,9 26,1

SEM36 2 24,0 35,8 29,9

SEMAN 2 24,4 35,9 30,2

SEM56 1.3/4 36,2 42,0 39,1

SEM25 1 38,3 49,6 44,0

PLAN ¾ 40,1 50,7 45,4

Os mecanismos que apresentaram as maiores variações percentuais

de variação de dosagem foram: SEM56 1.3/4” (39,1%), SEM25 1 (44%) e PLAN 3/4

65

(45,4%). Analisando a Tabela 8, nota-se, que as inclinações com ângulos positivos

apresentaram tendência de incremento dos erros, com exceção do mecanismo JD 1,

apresentando comportamento inverso, ou seja, nos ângulos negativos, os erros de dosagem

foram maiores, que os erros apresentados quando submetido a trabalho em ângulos

positivos, e no caso do mecanismo PLASA 1, que se manteve estável, o erro em ambos os

ângulos.

6.4 Análise estatística

Como pode ser observado, houve inúmeras interações significativas

a 1% de probabilidade pelo teste t. Ainda, de acordo com a Tabela 10, as interações

mecanismo x repetição não apresentaram diferenças estatísticas significativas.

Tabela 10. Análise de interações significativas entre os tratamentos ao nível de 5% de

probabilidade pelo teste t.

Fonte GL Tipo III SS Quad. Médio Valor F Pr > F

Mecanismos dosadores 22 3198361,73 145380,07 4955 <,0001**

Mecanismos*repetição 69 511,24 7,40 0,25 1,000ns

Inclinação longitudinal 4 497289,20 124322,30 4237,3 <,0001**

Inclinação transversal 4 800,84 200,21 6,82 <,0001**

Taxa de dosagem 1 3004741,71 3004741,71 102411 <,0001**

Mecanismos x longitudinal 88 155725,02 1769,60 60,31 <,0001**

Mecanismos x transversal 88 11118,59 126,34 4,31 <,0001**

Mecanismos x Taxa 22 47692,53 2167,84 73,89 <,0001**

Longitudinal x transversal 4 1162,47 290,61 9,91 <,0001**

Longitudinal x Taxa 4 16102,40 4025,60 137,21 <,0001**

Transversal x Taxa 4 72,39 18,09 0,62 0,6506ns

Mecanismos x longitudinal x

transversal 88 14095,04 160,17 5,46 <,0001**

Mecanismos x transversal x Taxa 88 2514,18 28,57 0,97 0,5496ns

Longitudinal x transversal x Taxa 4 135,61 33,90 1,16 0,3287ns

Mecanismos x longitudinal x

transversal x Taxa 173 12599,09 72,82 2,48 <,0001**

(ns

) Não significativo


66

Na Tabela 11, é apresentada a análise de variância para os

mecanismos dosadores de fertilizantes (helicóide) avaliados e suas interações.

Fato de destaque é a observação de significância para os

tratamentos envolvendo inclinações transversais. Pressupunha-se, com a montagem dos

mecanismos dosadores de fertilizantes, no sentido longitudinal ao deslocamento das

semeadoras (semeadoras atuais), este efeito de erro, seria evitado, contudo, os erros

apresentados anteriormente, foram considerados significativos. Observou-se que, mesmo

sendo menor, o erro na dosagem de fertilizantes causado pela inclinação transversal existe

(Tabela 8).

As interações entre mecanismos x ângulos longitudinais são

facilmente compreendidas, quando se analisam os gráficos de regressões dos mecanismos

apresentados anteriormente. Estes efeitos, também foram comprovados por trabalho de

Ferreira et al. (2010), onde se avaliou 4 mecanismos dosadores, submetidos a inclinações

positivas ao sentido de deslocamento, os quais, ocasionaram maiores variações percentuais

na quantidade de fertilizante distribuído, para cada dosador avaliado.

Com exceção dos mecanismos SEMAN 1 e PLASA 1, os demais

foram considerados estatisticamente significativos para as inclinações transversais. No

caso do mecanismo SEMAN 1, o mesmo apresentou valores expressivos (amplitude) nos

erros de dosagem de fertilizante, em todos os ângulos de inclinações transversais, não

sendo possível identificar diferenças, ou mesmo tendências, sendo este tipo de erro

randômico. Para o mecanismo PLASA 1, o fator que contribuiu para a não significância,

foi a baixa variação a que o mecanismo apresentou dos erros de dosagem (Figura 19c e d),

apresentando, comportamento de baixa dispersão dos dados de peso, observado nos

gráficos de regressões.

As taxas de dosagens utilizadas foram consideradas altamente

significativas (Pr > F; 0,0001). Mesmo com os expressivos erros de dosagens de

fertilizantes, principalmente nos ângulos de inclinações longitudinais.

Apenas três mecanismos não apresentaram interações entre as

inclinações longitudinais e transversais, sendo eles: SEMAN 1, PLASA 1 e PROT 2. Os

mecanismos SEMAN 1 e PLASA 1 possuem passo de rosca de 1” enquanto o mecanismo

PROT 2 possui passo de rosca de 2”.

67

Tabela 11. Desdobramento as interações estatísticas identificadas entre as fontes de variações.

Mecanismos

Inclinações Taxa de

Dosagem

Interações

Longitudinal Transversal Long. x Tran. Long. x Taxa Tran. x Taxa Long. x Tran. x Taxa

Pr > F;

FNG 1 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001

FAP 1 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 0,3094

FNG 2 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001

FAP 2 <,0001 <,0001 <,0001 0,0016 <,0001 <,0001 <,0001

JD 1 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001

JD 2 <,0001 <,0001 <,0001 0,0004 <,0001 <,0001 0,0004

SEM56 1.3/4 <,0001 0,0114 <,0001 0,0066 <,0001 0,1878 0,0183

SEMAN 1.3/4 <,0001 <,0001 <,0001 0,0008 <,0001 <,0001 0,0003

SEM25 1 <,0001 0,0503 <,0001 0,0016 0,4301 0,9808 0,9805

SEMAN 1 <,0001 0,3041 <,0001 0,0849 0,4703 0,9998 0,9886

SEM36 2 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 0,0002 0,0468

SEMAN 2 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 0,0074 <,0001

PLAN 3/4 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001

PLAN 1 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001

PLAN 2 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 0,1196 0,0044

PLASDAP 1 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001

PLASA 1 <,0001 0,4234 <,0001 0,2935 0,4866 0,5712 0,1866

PLASDAP 2 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001

PLASA 2 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 0,0013

PROT 1 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 0,4255 0,0085

PROTSEG 1 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001 <,0001

PROT 2 <,0001 0,0352 <,0001 0,1757 0,4466 0,3109 0,1426

PROTSEG 2 <,0001 <,0001 <,0001 0,2764 <,0001 <,0001 0,0005

Não significativo

Significativo ao nível de 5% de probabilidade

Significativo ao nível de 1% de probabilidade

67

68

Contudo, o mecanismo PROT 2 apresentou a menor percentagem

de erro de dosagem com apenas 10,4%. Enquanto, os mecanismos SEMAN 1 e PLASA 1

apresentaram valores médios de variação nas dosagens de 26,1 e 12,4% (Tabela 9). Vale

ressaltar, como comentado anteriormente, os mecanismos com passo menor, apresentaram

maiores variações de dosagem de produto, quando comparados, com os mecanismos com

passo de rosca maiores 2”.

De acordo com os dados da Tabela 11, apenas dois mecanismos

não apresentaram influencia das inclinações transversais sobre as taxas de dosagem.

Novamente, o mecanismo PROT 2 apresentou o melhor comportamento, com 10,4% de

variação de dosagem. Enquanto, os mecanismos PLASA 1, SEMAN 1 e SEM25 1

apresentaram percentual de erro na dosagem na ordem de 12,4; 26,1 e 44%. O fator que

contribuiu para o alto percentual de erros, nas doses de produto, foi à má qualidade

apresentada, por este mecanismo quanto ao acabamento. Este espécime, apresenta muita

folga entre o helicóide e o mecanismo (Anexo 2), impossibilitando até mesmo uma

calibração perfeita no simulador. Por outro lado, em casos de fertilizantes de má qualidade,

com presença de fertilizante empedrado, este tipo de mecanismo, acaba por quebrar com

maior facilidade os mesmos e, facilita a auto limpeza do helicóide pelo atrito do mesmo

com o corpo do mecanismo dosador.

Ainda, observando os dados das interações entre as inclinações

transversais e a taxas de dosagem (Tabela 11), apenas 30,4% dos mecanismos não

apresentaram interações significativas. No grupo têm-se os mecanismos SEM56 1.3/4,

SEM25 1, SEMAN 1, PLAN 2, PLASA 1, PROT 1 e PROT 2. Deste grupo, apenas dois

mecanismos apresentaram passo de rosca de 2”, sendo eles: PLAN 2 e PROT 2. Outro

detalhe, diz respeito ao tipo de rosca do helicóide dosador. Com exceção dos mecanismos

PLASA 1, PROT 1 e PROT 2, que possuem rosca com eixo do tipo sólido, os demais,

apresentam roscas do tipo vazado, ou seja, o helicóide é constituído apenas de um espiral

de aço carbono.

As interações triplas são difíceis de serem explicadas, contudo,

como observado na Tabela 11, apenas 21,7% dos mecanismos não apresentaram interações

significativas entre as inclinações longitudinais x transversais nas diferentes taxas de

dosagem. Nota-se, que dentre estes grupos, os mecanismos SEM25 1, SEMAN 1, PLASA

1 e PROT 2 apresentaram baixo nível de interações. Pode se afirmar, que tais mecanismos

69

apresentam comportamento diferenciado dos demais. E novamente, o mecanismo PROT 2

de 2” de rosca, apresentou a menor percentagem de variação, com 10,4%.

Os demais mecanismos foram influenciados pelas interações entre

inclinações longitudinais, transversais e taxa. Esta interação ocorre em campo, pois durante

a operação de semeadura, as máquinas são submetidas a várias interações e, tais

mecanismos sendo susceptíveis a esta interações resultam em variações de dosagem.

Uma solução para mitigar e/ou reduzir os erros de dosagem, visto

que todos os mecanismos dosadores de fertilizantes sofrem interferências, quando

submetidos a trabalhos em solo inclinado, seria a prática de plantio em nível. Largamente

utilizada, na época do plantio convencional e hoje esquecida. Por realizar o plantio

seguindo o nível do terreno, o impacto seria menor, visto que, os mecanismos não seriam

expostos a grandes inclinações de trabalho.

70

7. CONCLUSÕES

Todos os mecanismos dosadores de fertilizante apresentaram erros

na dosagem de fertilizante, quando submetido a simulações de trabalhos em inclinações

longitudinais.

Os maiores erros de dosagem foram obtidos em ângulos de

inclinação positivos, +5 e +15° em relação ao eixo de rotação do mecanismo dosador.

As inclinações transversais apresentam menores erros de dosagem,

quando submetidos a trabalho em inclinações transversais, contudo, foram estatisticamente

significativas.

A proposta de protótipo de helicóide dosador de fertilizante obteve

bom desempenho, quando submetidos a trabalhos em inclinações longitudinais. O

mecanismo PROT 2 apresentou a menor percentagem de erro de dosagem com apenas

10,4%.

Os mecanismos dosadores com passo de 2 polegadas, apresentaram

os menores erros de dosagem de fertilizantes.

Os mecanismos com os menores passos de rosca apresentaram as

maiores variações de dosagem, quando submetida às inclinações longitudinais e

transversais.

71

Os mecanismos dosadores, que apresentaram os menores

coeficientes de variações foram JD 2, seguido dos mecanismos PLASDAP 2 e PROT 1.

Uma solução, para diminuir os erros de dosagens dos mecanismos

dosadores de fertilizantes é, a operação de semeadura em nível, em que os mesmos serão

expostos a menores níveis de inclinações e consequentemente a menores erros.

72

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81

Anexo 2. Detalhamento de folgas, presentes em alguns mecanismos dosadores de

fertilizantes, disponíveis no mercado. (A) folgas nas bordas e cento do

helicóide, e (B) Uso de pvc para minimizar as folgas.

universidade estadual paulista “jÚlio de mesquita … · avaliaÇÃo de mecanismos dosadores de...

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