Planejamento das Operações com Máquinas Agrícolas ... · 0,8 1,0 1,2 1,4 jun jul/01 jul/02 ago...
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MECANIZAÇÃO AGRÍCOLA
Estudo aplicado das máquinas agrícolas visando sua utilizaçãoracional
Planejamento das Operações com Máquinas Agrícolas
O que fazer? Como fazer?
Quando fazer? Com o que fazer?
Dimensionamento de Máquinas Agrícolas
Conhecer o programa de produção da propriedade
Operações a executar;
Semeadura de soja em sistema convencional
Calagem ⇒ preparo primário ⇒ preparo secundário ⇒
semeadura ⇒ tratamentos culturais ⇒ colheita ⇒ transporte de
grãos ⇒ processamento ⇒ armazenamento.
Área a ser trabalhada;
Mapear e fazer ficha de cada setor ⇒ acidentes geográficos ⇒
área total ⇒ área útil ⇒ obras estruturais ⇒ tipo de solo ⇒ análises
químicas e físicas ⇒ produtividade ⇒ insumos aplicados ⇒
operações realizadas.
Operações agrícolas, lavouras e áreas a serem utilizadasOperaçõesagrícolas
Lavouras queutilizam esta
operação
Soma dasáreas daslavouras
(ha)
Número depassadas da
operação
Área total daoperação
(ha)
Calagem 1 – 2 – 5 - 6 64 1 64
Aração 1 – 2 – 3 - 7 – 9 75 1 75
Gradagem pesada 4 – 5 – 6 – 8 - 10 -
11 44
1
44
Grad. nivelamento 1 – 2 – 3 - 7 – 9 75 3 225
Grad. nivelamento 4 – 5 – 6 – 8 - 10 -
11 44 2 88
Semeadura 1 a 11 119 1 119
Herbicida 1 – 2 – 5 - 6 64 1 64
Capina mecânica 3 – 4 – 7 – 8 – 9 –
10 - 11 55 2 110
Aplic. defensivos 1 a 11 119 1 119
Colheita 1 a 11 119 1 119
Calendário de trabalho (tempo disponível);
Períodos
Rígidos (semeadura e colheita)
Flexíveis
Rotina operacional – lavoura de soja – sistema convencional
2002
Mês => Jun Jun Jul Jul Ago Ago Set Set Out Out Nov Nov Dez Dez
Quinzena => 1-15 16-30 1-15 16-31 1-15 16-31 1-15 16-30 1-15 16-31 1-15 16-31 1-15 16-31
Calagem
Prep. Prim.
Prep. Séc.
Semeadura
Trat. Cult.
2003
Mês => Jan Jan Fev Fev Mar Mar Abr Abr Mai Mai Jun Jun Jul Jul
Quinzena => 1-15 16-31 1-15 16-28 1-15 16-31 1-15 16-30 1-15 16-31 1-15 16-30 1-15 16-31
Trat. Cultur.
Colheita
Manutenções
Capacidade Requerida (CR) ou Ritmo Operacional (RO)
( )
( )dia ou h
ha
diaha ou
hha Tempo
Area = RO ou CR
Tempo Disponível (Td)
( )[ ] JNu+Ndf-N=Td ×Onde:
Td ⇒ tempo disponível (h)
N ⇒ número total de dias do período
Ndf⇒ número de domingos e feriados no período
Nu ⇒ número de dias indisponíveis por umidade
J ⇒ número de horas da jornada de trabalho (h)
Como obter Nu?
- Série de dados meteorológicos e conhecimento do solo e região;
- Schlosser (1998)
Soja Nu = Ndc x 1,2 Arroz irrigado Nu = Ndc x 1,45
Ndc ⇒ número de dias de chuva
Exemplo fictício de dias chuvosos e dias úmidos
para uma propriedade.
MêsNúmero dedias com
chuva(Ndc)
Períodosde chuva
(Pc)
Dias paradosapós chuvas
(Dp)
Total dedias úmidos
(Nu)
Janeiro 10 3 2 16Fevereiro 8 2 2 12
Março 8 3 2 14Abril 7 2 2 11Maio 6 3 2 12
Junho 8 3 2 14Julho 8 2 2 12
Agosto 9 2 2 13Setembro 8 3 2 14Outubro 8 2 2 12
Novembro 7 3 2 13Dezembro 7 2 2 13
Nu = Ndc + (Pc x Dp)
Planilha para o cálculo do RITMO OPERACIONAL
Operações N Ndf Nu Td(dias)
J (horas)
Td(horas)
Área(ha)
R.O.(ha/dia)
R.O.(ha/h)
Calagem 45 07 18 20 10 200 64 3,20 0,32Aração 47 06 22 19 12 108 75 3,95 0,33Grad.Pesada 47 06 22 19 12 108 44 2,32 0,19Grad. Nivel. 45 09 16 20 12 240 313 15,65 1,30Semeadura 61 10 25 26 12 312 119 4,58 0,38Herbicida 46 08 15 23 08 184 64 2,78 0,35Capina Mec. 46 08 15 23 08 184 110 4,78 0,60Apl. Defens. 46 08 15 23 08 184 119 5,17 0,65Colheita 44 08 16 20 08 160 119 5,95 0,74
02468
1012141618
Calage
m
Grad.Pes
ada
Grad.N
ivel.
Semea
dura
Herbicid
a
Capina
Mec
.
Apl. D
efens
.
Colheit
a
Operações
RO
(ha/
dia)
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
Calage
m
Grad.Pes
ada
Grad.N
ivel.
Semea
dura
Herbicid
a
Capina
Mec
.
Apl. D
efens
.
Colheit
a
Operações
RO
(ha/
h)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
junjul/0
1jul/0
2ag
o set
out/01
out/02
novdez
/01dez
/02 janfev
/01fev
/02 mar
Período (mês)
Ritm
o O
pera
cion
al (h
a/di
a)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
junjul/0
1jul/0
2ag
o set
out/01
out/02
novdez
/01dez
/02 janfev
/01fev
/02 mar
Período (mês)
Ritm
o O
pera
cion
al (h
a/h)
ηv10ROtrabalho de Largura (m) ×
×=
Onde:
RO ⇒ Ritmo Operacional (ha/h)
v ⇒ Velocidade de deslocamento (km/h)
η ⇒ Rendimento ou Eficiência de campo
Eficiência de campo, velocidade de deslocamento e vida útil deequipamentos agrícolas.
Eficiência decampo
Velocidade dedeslocamento
Vida útilestimada
Faixa(%)
Típico(%)
Faixa(km/h)
Típico(km/h) (h)
Preparo do solo e semeaduraArado de aivecas 70-90 85 5,0-10,0 7,0 2000Arado de discos 70-90 85 5,5-10,0 7,0 2000Grade de disco tandem 70-90 80 6,5-11,0 10,0 2000Arado escarificador 70-90 85 6,5-10,5 8,0 2000Cultivador de campo 70-90 85 8,0-13,0 11,0 2000Grade de dentes 70-90 85 8,0-13,0 11,0 2000Rolo picador 70-90 85 7,0-12,0 10,0 2000Picador de resíduos 70-90 80 6,5-11,0 8,0 2000Grade dentes rotativos 70-85 80 13,0-22,5 19,0 2000Cultivador de linha 70-90 80 5,0-11,0 8,0 2000Enxada rotativa 70-90 85 2,0-7,0 5,0 1500Semead. fluxo contínuo 50-75 65 6,5-11,0 9,0 1500Semeadora de precisão 55-80 70 6,5-11,0 8,0 1500Fonte: ASAE D230.4, 1988.
Eficiência de campo, velocidade de deslocamento e vida útil deequipamentos agrícolas.
Eficiência decampo
Velocidade dedeslocamento
Vida útilestimada
Faixa(%)
Típico(%)
Faixa(km/h)
Típico(km/h) (h)
ColheitaPicadora de milho 60-75 65 3,0-6,5 4,0 2000Colhedora automotriz 60-75 65 3,0-6,5 5,0 2000Ancinho enleirador 75-85 80 5,0-10,0 8,0 2000Ancinho condicionador(rot.)
75-90 80 8,0-19,0 11,0 2500
Rastilho enleir. lateral 70-90 80 6,5-13,0 10,0 2500Enfard. fardos retang. 60-85 75 4,0-10,0 6,5 2000Enfard. fardos redond. 55-75 65 5,0-13,0 8,0 1500Colhedora de forragem 60-85 70 2,5-8,0 5,0 2500Colhedora de beterraba 50-70 60 6,5-10,0 8,0 1500Colhedora de batatas 55-70 60 2,5-6,5 4,0 2500Colhedora de algodão 60-75 70 3,0-6,0 4,5 3000
OUTROS EQUIPAMENTOSDistrib. fertilizantes 60-80 70 8,0-16,0 11,0 1200Pulverizador de barras 50-80 65 5,0-11,5 10,5 1500Atomizador 55-70 60 3,0-8,0 5,0 2000Reboque forrageiro 2000Reboque 3000
TRATORES2 rodas motrizes 120004 rodas motrizes 16000Fonte: ASAE D230.4, 1988.
Dimensionamento dos implementos a serem usados na propriedade
OperaçõesVelocidade de
operação(km/h)
Rendimentoou eficiência
(%)
Larguratrabalho
(m)Recomendação
Fluxo do planejamento da mecanização agrícola
Determinação das operações e áreas
Construção do gráfico de GANTT
Determinação do tempo disponível para as operações eá
Cálculo do ritmo operacional
Dimensionamento de máquinas, implementos, tratores
Construção do gráfico do ritmo
Correções:Dias doperíodo;
domingos eferiados;jornada;
ritmooperacional
CONCEITOS IMPORTANTES
Capacidade de Campo (Cc)
Aplicada as máquinas e implementos que para executarem umaoperação necessitam deslocar-se no campo cobrindo uma determinada área.
tempo de Unidadetrabalhada Área = Cc
Capacidade de Campo Teórica (CcT)
Obtida a partir de dados relativos às dimensões dos órgãos ativos dasmáquinas, especificamente largura de corte e velocidade de deslocamento.
to deslocamen de velocidade x teórica corte de Largura = CcT
Capacidade de Campo Efetiva (CcE)
Capacidade efetivamente demonstrada pela máquina no campo.
produção de Tempotrabalhada Área = CcE
Capacidade de Campo Operacional (CcO)
Capacidade da máquina ou implemento no campo incluindo efeitos deordem operacional (tempos consumidos no preparo da máquina e eminterrupções).
máquina Tempotrabalhada Área = CcO
Rendimento Operacional
Indica as perdas provenientes do não aproveitamento integral dacapacidade operacional da máquina.
Rendimento de campo teórico (RcT) 100 CcTCcE = RcT
Rendimento de campo efetivo (RcE) 100 CcECcO = RcE
DIMENSIONAMENTO DE TRATORES
Potências
Máxima
Na TDP
Na Barra de tração
( )
( )
( )
( )
270
vFt
=Pt ou 3,6
vFt
=Pt hkmkgf
CVh
kmkN
kW
××
Onde:
Pt = Potência na barra de tração (kw ou CV)
Ft = Força de tração (kN ou kgf)
V = velocidade de deslocamento (km.h-1)
Carga extra em função da declividade
( )( ) ( )
100 d Mt
=Ce %kgkg
×
Onde:
Ce = Carga extra (kg)
Mt = Massa total do conjunto (trator+implemento+operador) (kg)
d = Declividade do terreno (%)
Potência consumida para vencer a declividade
( )
( )
367,2
v CePd h
kmkg
kW
×
=
Onde:
Pd = Potência consumida para vencer a declividade (kW)
Ce = Carga extra (kg)
Determinação da potência requerida pelo implemento
( )
( )
( )
( )
270
vF=Pr ou
3,6
vF=Pr h
kmkgf
CVh
kmkN
kW
××
Onde:
Pr = Potência requerida (kW ou CV)
Ft = Força de tração (kN ou kgf)
V = velocidade de deslocamento (km.h-1)
Potência requerida pelo implemento econsumida pela declividade
( ) ( ) ( )kWkWkW PrPdPti +=
Onde:
Pti = Potência total requerida pelo implemento e declividade
Pd = Potência consumida pela declividade
Pr = Potência requerida
Potência exigida no motor de trator
a = Potência no motor
b = a x 0,86 ⇒ Potência máxima na TDP
c = b x 0,86 ⇒ Potência máxima na B.T. (concreto)
d = c x 0,86 ⇒ Potência máxima na B.T. (solo firme)
e = d x 0,86 ⇒ Potência útil na B.T.(solo firme)
f = e x 0,86 ⇒ Potência útil na B.T. (solo cultivado)
g = f x 0,86 ⇒ Potência útil na B.T. (solo solto)
Exemplo um trator com 75 kW a 2200 RPM de pot. máxima no motora = Potência máxima disponível no motor 75kWb = Potência máx. na TDP: 75 kW X 0,86 64,50kW;c = Potência máx. na B.T(concreto): 64,50 X 0,86 55,47kW;d = Potência máxima na B.T. (solo firme): 55,47kW X 0,86 47,71kW;e = Potência usável na B.T. (solo firme): 47,71kW X 0,86 41,03kW;f = Potência usável na B.T. (solo cultivado): 41,03kW X 0,86 35,28kW;Potência usável na B.T. (solo solto):35,28kW X 0,86 30,35kW
Para motores aspirados, perde-se aproximadamente 1% dapotência no motor a cada 100m de altitude. Para motores turbinadosesta perda pode ser desconsiderada. Este aumento na potência domotor do trator é adicionado após o cálculo da potência totalexigida pelo implemento e da potência perdida pelo sistema detransmissão e contato roda-solo.
Equipamentos para movimentação de insumos e grãos
Carretas agrícolas (2 a 10ton)
Carretas graneleiras (3 a 16ton)
Carretas tanque (1.000 a 6.000L)
Caminhões (6 a 70ton) Classificação de caminhões quanto a capacidade de tração.
Classificação Capacidade de tração (kg)
leve de 6.000 a 10.000
médio de 19.000 a 19.500
médio-pesado de 21.100 a 22.500
pesados de 32.000 a 36.000
extra-pesados de 50.000 a 70.000Fonte: Silveira, 1991.
Capacidade dos equipamentos para transporte
Coeficiente de ocupação (Cocup)
Relação entre a distância percorrida com carga completa edistância percorrida vazio.
Ex.1:
Caminhão na ida leva carga completa e retorna vazio tem Cocup = 0,5
Ex.2:
Caminhão com capacidade de 20ton, na ida leva 8ton e retornavazio tem Cocup = 0,2
2,05,0208Cocup =×=
Ex.3:
Se o mesmo caminhão ao voltar transportar 10ton terá Cocup = 0,45
45,05,020105,0
208Cocup =
×+
×=
Cálculo da capacidade para transporte
Em distância por unidade de peso
( ) ocuph
kmtonhkm.ton CvCgC ×××=
η
Onde:C = capacidade de transporte;Cg = capacidade de carga do veículo;v = velocidade de deslocamento;
η = eficiência;Cocup = coeficiente de ocupação.
Em peso por unidade de tempo
Distância pré-fixada e demanda contínua de transporte (transporte a granel dacolheita, colhedora para unidade de beneficiamento)
( )
( )( )h
hkm
km
ton
hton
Dv
d2NCg
C+
××
=
Onde:C = capacidade de transporte;Cg = capacidade de carga do veículo;N = número de veículos;d = distância do transporte da carga (média entre o local de carga edescarga);V = velocidade de deslocamento;D = demoras. Perdas de tempo devido a esperas, carga e descarga para cadaviajem.Obs. o Cocup desta fórmula é de 0,5 e a vel. de deslocamento igual na viajem de ida e volta.
Para viagens com velocidades de deslocamento de ida e voltadiferente, a fórmula será a seguinte (Cocup = 0,5):
( )
( ) ( )( )h
hkm
km
hkm
km
ton
hton
Dvvd
vcgd
NCgC
++
×=
Onde:Vcg = velocidade do veículo carregado;Vv = velocidade do veículo vazio.
Exemplo de dimensionamento do transporte dos grãos dapropriedade à unidade de beneficiamento.Cultura: sojaProdutividade: 3.000kg.ha-1
Colheita: 2 colhedoras SLC – 6200, largura da plataforma de 3,96m.
Quantidade de produto colhido por dia:
Capacidade de produção colhedora = 7,53ton.h-1
Jornada = 12,0h.dia-1
Colheita = 7,53ton.h-1 x 12h.dia-1 = 90,8ton.dia-1
Opção de CAMINHÃO:
Caminhão meio-pesado - Capacidade de 20,0 tonNúmero de cargas - caminhão:
90,8ton.dia-1 / 20ton.carga-1 = 4,54 ⇒ 5cargas.dia-1
Carga do caminhão:
Início das atividades: 10:00h20ton.carga-1 / 7,53ton.h-1 = 2,7h = 2 h e 40 min
Tempo para deslocamento até a Unidade de beneficiamento:
Velocidade média do caminhão = 50km.h-1
Distância para a unidade de beneficiamento = 45kmTempo = 45km / 50km.h-1 = 0,9hTempo estimado de espera para descarregamento = 1hTempo de descarregamento da carga = 0,2hTempo de retorno para a fazenda = 0,9hTempo total de transp. e descarregamento dos grãos = 3,0h.
Previsão de horários - caminhão 1:
Chegada na propriedade: 10hTempo de carregamento do caminhão = 2 h e 40 minSaída das áreas de colheita : 12:40hTransporte e descarregamento dos grãos = 3hHorário possível de retorno à área de colheita = 15:40hPróximo horário disponível para carregamento = 17:30h
Controle operacional da mecanização agrícola
Medir os trabalhos realizados
Verificar se o trabalho ocorre de acordo com o planejado
Requisitos para implantação
Identificação das máquinas
Identificação das áreas de trabalho
Codificação das operações de campo
Identificação das máquinas
Para tratores: números (1, 2, 3...)
Para grades: letra G e números (G1, G2, G3...)
Para arados: letra A e números (A1, A2, A3...)
Pintados no chassi com cores contrastantes em partes visíveis
Identificação das áreas de trabalhoDevem ser cadastradas com informações de interesse
Planta plani-altimétrica
Caracterização físico-química
Épocas das operações, etc...
Codificação das operações de campo
Codificar as diversas operações realizadas pelas máquinas
agrícolas para facilitar o preenchimento dos documentos decontrole
Adaptado de Mialhe, 1974.
Levantamento de tempos consumidos e trabalho realizado
Operador ou tratorista
Fiscal
Operações: Paradas:
1 Aração A Abastecimento2 Gradagem C Café3 Semeadura O Oficina4 Aplicação de defensivos Ch Chuva5 Limpeza L Limpeza... ... ... ...
Documentos de controle operacional
FICHA DE CONTROLE OPERACIONAL
Trator n.o: Turno: Data:______ / ______ /______
Local: Operador: Implemento: Código da Tempo emmovimento:
Tempo parado
Tipo: No. operação: Início: Fim: Total: Início: Fim: Total:
Operador Tempo total em movimento:
Responsável: Tempo total parado:
Horímetro Início: Fim: Total:
Observações: Verso da folha Jornada de trabalho:Fonte: Adaptado de Mialhe, 1974.
Controle da manutenção dos tratores e das máquinas
Controle de abastecimento e manutenção periódica
Exemplo de planilha de controle de abastecimento pelo operador
FAZENDA TRÊS FIGUEIRAS LTDA.
Descrição dos serviços: Tempo:Tarefa efetivamente realizada
Viagens
Paradas
Manutenção
Total de horas
Descrição do consumo Quantidade:Combustível
Óleo lubrificante
Motor
Transmissão
Hidráulico
Graxas
Trator
Implemento
Horímetro ⇒Fonte: Adaptado de Mialhe (1974).
Exemplo de planilha de controle de abastecimento por comboio
FAZENDA TRÊS FIGUEIRAS LTDA.
CONTROLE DIÁRIO DE ABASTECIMENTO DE COMBUSTÍVEIS E LUBRIFICANTESData:_____/_____/_____
Comboio n.o: _________ Tanque: __________(Litros)
Tempo de abastecimento Responsável:N.o do tratorabastecido:
Início: Final: Total: Horímetro Tipo de abastecimento: Litros ou kg
Fonte: Adaptado de Mialhe (1974).
Exemplos de planilha de manutenção periódica
Diária
FAZENDA TRÊS FIGUEIRAS LTDA.Data: _____/_____/_____ Trator: ________ Horímetro: ________
Horário Início:_____ Final:_____ da manutenção Serviço de ________ horas
Serviços executados: Meterial consumido:
Ordem Especificação: Especificação (Marca/modelo) Quantidade
Encarregado da manutenção: ___________________ Operador: __________________________________
Fonte: Adaptado de Mialhe (1974).
Periódica
FAZENDA TRÊS FIGUEIRAS LTDA.PLANILHA DE MANUTENÇÃO PREVENTIVA - REVISÃO DE 10 HORAS
Data: _____/_____/_____ Trator N.o: _________
Horímetro: _______________ Executado por: _________________________________________
Número: Descrição da tarefa a ser realizada: X
1 PURIFICADOR DE AR - Limpar o pré-purificador
2 MOTOR - Verificar o nível do óleo e completar
3 RADIADOR - Verificar o nível da água e completar
4 PNEUS - Verificar as pressões
5 PEDAIS DO FREIO - Engraxar (1 pino)
… …
X Checagem geral em torno do equipamento
Marcar com X os pontos verificados e deixar em branco os ítens não realizados.⇒
Fonte: Adaptado de Mialhe (1974).