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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ÁREA DE MECANIZAÇÃO NOTAS DE AULA ASSUNTO: PREPARO PERIÓDICO DO SOLO DISCIPLINA ENG 116 – MÁQUINAS E IMPLEMENTOS AGRÍCOLAS I PROF. NILSON SALVADOR JANEIRO/2012 2 PREPARO PERIÓDICO DO SOLO 1 INTRODUÇÃO Segundo literatura específica, a prática do preparo do solo começou a ser praticado na Mesopotânea, há cerca de 2000 anos antes de Cristo. Inicialmente, era praticado o preparo manual, com o passar do tempo, ele foi substituido pela tração animal, onde se utilizava para isso ferramentas do tipo haste com formato apropriado, construidas primeiramente de madeira e posterormente de ferro. Um grande avanço no preparo foi quando, em 1760, foi inventado na Escócia o arado de aiveca metálico. Atualmente, o preparo periódico é mundialmente, praticado quase que na sua totalidade usando o trator como fonte de potência. Um terreno com sua vegetação natural conserva por si só a sua fertilidade. Esta fertilidade premanente é dedido ao grande nímero de classes de plantas que crescem umas junto a outras e que em conjunto cobrem o solo, protejindo-o dos maiores inimigos da fertilidade: a radiação solar direta e o impacto de gotas. O primeiro contribui para a mineralização do solo, e o segundo tráz como consequência a erosão. O cultivo da terra é necessário para o fornecimento de alimentos e fibras aos seres humanos e outros animais, porém isso tem proporcionado: o culrivo de apenas um tipo de planta; a retirada da parte mais rica em nutrientes das plantas na colheita; a exposição da superfície do solo à luz e à chuva por períodos prolongados. A fertilidade do solo se baseia fundamentalmente na atividade das bactérias, algas e demais organismos do solo, que tranforman de tal maneira os materiais nutritivos em conteudos que podem ser diretamente absorvidos pelas raízes das plantas. A radiação solar direta mata as bactérias. Por isso, nos solos nús as partículas de terra da camada superficial se desfazem. A água capilar se evapora e a superfície do terreno fica seca. Os elementos menores são arrastados pela água das chuvas e conduzidas para as camadas inferiores do solo, entupindo os macroporos, impedindo a circulaçào de ar e a retirada do gás carbônico, prejudicando, desta forma, a vida dos microorganismos. A agricultura tem buscado compensar essas perdas por meio da rotação de culturas e da adubação. Um bom solo é aquele que, normalmente, é constituido de 50% em volume de materiais térreos; uns 25% de vazios maiores, capazes de permitirem a circulação do ar e; 25% de condutos capilares específicos para a circulação de água. Durante o preparo, uma série de variáveis são modificadas com a passagem das ferramentas ativas. Essas variáveis modificadas podem ser agrupadas em; a) Edáficas – caracterizam o tipo e o estado do solo. Dentro deste grupo encontram-se: a textura, a estrutura, o teor de matéria orgânica, fertilidade do terreno, porosidade, densidade, umidade, etc.; b) Mecânicas – somente se manifestam quando o terreno é submetido à ação do preparo. Dependem fundamentalmente das variáveis edáficas e também do teor de água no solo. São elas: - esfosço cortante (caracterizado pela coesão e ângulo de atrito interno); - resistência a compressão; - deformação, - adesão; etc.; c) De desenho das ferramentas – definem a morfologia das ferramentas de trabalho. Suas características geométricas influenciam grandemente na qualidade final do trabalho executado e no requerimento energético. Incluem-se neste item: curvaturas, ângulos de posição e de ataque, larguras, comprimentos, rugosidade do material de trabalho, etc.. 3 d) Globais – caracterizam-se no estado final do trabalho executado, tendo por base os objetivosdo mesmo, assim como das forças que atuam sobre as ferramentas ativas. Representam o resultado da inter-relação dos três grupos anteriores. Entre os mais importantes, temos: tamanho, forma e distribuição de agregados, rugosidade da superfície e afofamento. A mobilização do solo, obtida através do preparo periódico, surge da necessidade que se tem de dar condições, as mais próximas às ideais, para que a cultura a ser implantada venha a desenvolver-se adequadamente. Entende-se por Solo – todo o meio material sobre o qual se baseia a produção de alimentos para a humanidade e é constituido por um complexo conjunto de fatores bióticos e abióticos que possibilitam a germinação de sementes, o desenvolvimento e a produção de vegetais. Inicialmente as razões de se realizar o preparo periódico do solo foram para: melhorar a temperatura do solo; melhorar a absorção e a retenção de água; melhorar a fertilidade do solo e; reduzir o impedimento mecânico. Com o tempo, outras razões foram acrescentadas, tais como: controlar plantas daninhas; incorporar plantas e resíduos vegetais; controlar insetos e doenças; preparação de leito de semeadura; incorporar fertilizantes e corretivos; configurar a superfície do terreno para permitir a execução de determinadas operações, tais como: plantio, irrigação, colheita mecanizada, etc. e; reduzir a erosão do solo por meio da execuçào das operações seguindo as curvas de nível do terreno e também por deixar a superfície com sulcos perpendiculares ao escorrimento das águas. 1.1 Efeitos do preparo periódico do solo sobre Busca-se com o preparo periódico do solo, proporcionar um ambiente favorável á germinação, crescimento, desenvolvimento e produção de uma determinada espécie vegetal, o que será possível melhorando-se as condições do solo no que diz respeito a sua capacidade de absorção e retenção de água, seu arejamento, e sua fertilidade, a qual pode ser traduzida por uma adequada atividade biológica. Essas condições ideais serão obtidas a partir do momento em que através da mobilização do solo, sejam controladas as plantas que concorrerão com a cultura em termos de luminosidade, umidade, nutrientes e espaço. Isso é considerado, principalmente, pelo corte da vegetação presente, incorporação de suas partes aéreas e exposição do seu sistema radicular, permitindo que elas também sirvam como adubação verde, o que proporciona a reestruturação do solo, melhoria de suas condições de arejamento e umidade, nutrientes e espaço. Pois, se o solo foi peparado corretamente, ele passará a ter mais macroporos e com os poros melhor distribuidos. Consequentemente com maior capacidade de armazenamento de água, ar e nutrientes, com mais ação microbiana, proporcionando também a melhoria da fertilidade. Da mesma forma, a resistência á penetração das raízes das plantas é minimizada, permitindo que elas venham a se deslocar mais facilmente absorvendo, assim, uma maior qualidade dos nutrientes presentes no solo. É evidente que o preparo do solo feito erroneamente acarreta problemas, de tal forma que mesmo os solos mais férteis poderão torna-se improdutivos. Os problemas de um mau preparo são trazidos pela sua desestruturação, a qual proporciona dificuldades ao desenvolvimento radicular da planta, encharcamento rápido e formação de uma camada de solo compacta a uma determinada profundidade, chamada pe-de-arado ou pe-de-grade. Esses fatores facilitam o processo erosivo e dificultam muitas vezes o desenvolvimento do sistema radicular de plantas. 4 O pe-de-arado origina-se pela passagem do arado sempre a uma mesma profundidade de trabalho ao longo de vários anos. Sua formação faz com que o solo tenha diminuída sua capacidade de retenção e absorção de água, saturando-se rapidamente, já que a água é impedida de atingir as camadas mias profundas. Isso faz com que as plantas sejam prejudicadas por falta de ar, pois os poros passam a ser ocupados por água. Da mesma forma, o rápido encharcamento do solo facilita, em casos de chuva intensa, o escorrimento da camada superficial do solo, a qual é, geralmente, a mais fértil. O excesso de preparo secundário faz com que o solo fique totalmente desestruturado superficialmente, ocasionando menor aeração e menor capacidade de absorção, devido a microporosidade. Isso facilita a ação dos agentes erosivos, chuva e vento, e propicia maior compactação do solo, visto que, muitas vezes na ocasião de ocorrência de chuvas, forma-se uma crosta compacta na sua superfície, dificultando que, nas próximas chuvas, a água venha á penetra-lo. Quando isto ocorrer, poderá haver, também uma maior dificuldade para a emergência das plântulas, caso já se tenha feito a semeadura. Concomitantemente, abaixo da profundidade de trabalho dos discos da grade, na camada subsuperficial, forma-se uma zona compactada, reduzindo a infiltração de água no solo, fazendo com que ele fique rapidamente saturado, ocasionando os mesmos problemas verificados anteriormente. Portanto, o preparo periódico do solo tem efeito no: Consumo energético, tempo de operação e capacidade de trabalho das máquinas; Rugosidade superficial; Cobertura do solo; Densidade, resistência a penetração e porosidade; Fertilidade; Propriedades hídricas; - Infiltração; - Retenção; - Evaporação; Temperatura do solo; Agregados; - Distribuição dos tamanhos - Estabilidade Germinação e emergência; Incidência de plantas daninhas; Produtividade das culturas. a) O consumo de energia, tempo de operação e capacidade de trabalho. - compactação; - tipo de equipamento; - número de operações; - seqüência das operações; - sistema de preparo; - regulagens. b) A rugosidade superficial do solo. - profundidade de operação ou de mobilização; 5 - tipo de ferramenta utilizada; - tipo de equipamento; - sistema de preparo. c) A cobertura do solo - tipo de equipamento; - regulagens; - número de operações secundárias; - sistema de preparo do solo; - profundidade de operação. - d) A densidade, resistência à penetração e porosidade. - textura; - estrutura; - teor de matéria orgânica; - preparo em anos anteriores; - práticas de manejo. A densidade do solo influi na disponibilidade de oxigênio, na compactação e na resistência mecânica. A densidade expressa a relação entre a massa e o volume total de uma amostra de solo seco. Para a maioria das plantas cultivadas, o volume limitante de aeração é de 10%. O preparo reduz a densidade, a resistência à penetração e aumenta a porosidade. A densidade e resistência são cíclicas, isto é, diminuem com o preparo e posteriormente seus valores voltam a aumentar, devido a desagregação dos agregados e ao rearranjamento das partículas, em função do ressecamento das mesmas. - d) A fertilidade - disponibilidade de nutrientes; - superfície de contato dos agregados; - suprimento de água; - incorporação de fertilizantes; - incorporação de calcário. e) As propriedades hídricas - na infiltração - na retenção - na evaporação f) A temperatura - A temperatura é uma das características mais importantes solo, devido aos seus efeitos sobre o crescimento e desenvolvimento de vegetais. Diretamente, afeta a germinação, a emergência, o crescimento radicular, a absorção de nutrientes e o desenvolvimento de plantas. Indiretamente, afeta o teor de água, a aeração, a estrutura, a disponibilidade de nutrientes e decomposição de resíduos vegetais, (WIERENGA et al, 1982). A temperatura do solo depende de condutividade térmica e da capacidade de calor volumétrica, bem como da quantidade de calor que incide e que é emitida na superfície do solo (BEAUMER & BAKERMANS, 1973). Neste sentido, a rugosidade e a cobertura com resíduos são importantes. 6 Em geral a germinação é melhor em solos onde a temperatura se encontra entre 18 e 24 o C. A temperatura mínima que pode ocorrer a germinação é muito variável em função da cultura, como exemplo, para a cevada e o trigo é de 3,5 o C e para o milho é de 9 o C. Já o crescimento de plantas é melhor para temperaturas próximas de 25 o C. A temperatura do solo depende da insolação que recebe e absorve. A temperatura do solo depende da condutividade térmica do solo (densidade e umidade); do calor específico do solo (umidade e composição do solo) e; da radiação recebida (ângulo de incidência dos raios solares, natureza da cobertura superficial e altitude). g) Os agregados - De acordo com JORGE (1986), a estrutura do solo, proveniente da agregação dos componentes sólidos, influencia os vegetais de diversas maneiras, regulando a aeração, o suprimento de água, a penetração das raízes, a disponibilidade de nutrientes, a atividade biológica e a temperatura do solo. Segundo OJENIYI & DEXTER (1979), o conteúdo de água ótimo para produzir maior número de agregados pequenos e a mínima quantidade de poros grandes, nas operações de preparo primário, está em torno de 90% do limite plástico inferior. O solo deve ser preparado quando sua consistência se encontra no estado de sazão. Em geral, isso acontece nos solos argilosos quando os teores de água estão em torno de 70% da capacidade de campo, isto é de, aproximadamente, 25%. Neste item é importante: A distribuição dos tamanhos e a estabilidade dos agregados. h) A germinação e a emergência de plântulas- A germinação somente é obtida quando o suprimento de água e oxigênio, além da luz e temperatura forem apropriados. A perda de água, o contato solo-semente, a presença desuniforme de resíduos na superfície do solo afeta a profundidade de semeadura e a germinação naqueles sistemas de preparo que mobiliza ao mínimo o solo como o conservacionista, o que compromete a produtividade das culturas. Por outro lado, esse preparo ajuda na produtividade em anos de baixa precipitação, haja vista a maior retenção de água proporcionada pela presença de resíduos vegetais na superfície do solo. O manejo conervacionista, mesmo que em anos chuvosos afete a produtividade, pode ser vantajoso por contribuir na redução das perdas de solo por erosão, redução no custo de produção pela redução do número de equipamentos e de operações, bem como na redução dos gastos com combustível. Em anos chuvosos, com a cultura bem conduzida a produtividade, no sistema de preparo conservacionista, pode superar à obtida no sistema convencional em até 30%. Para ARNDT (1965), a energia proveniente do impacto das gotas de chuva ou de irrigação, causa a ruptura das ligações entre as partículas na superfície do solo, provocando a redução do diâmetro dos agregados, seu deslocamento para as depressões do microrelevo e sua compactação. Conseqüentemente, a superfície do solo tende a tornar-se mais nivelada e coberta por uma camada contínua de partículas finas e compactadas, denominada crosta superficial. Esta conduz a diversos problemas, como a redução da taxa de infiltração de água e do volume de água armazenado no solo, maiores perdas de solo por erosão e redução da taxa de difusão de gases, o que pode afetar a respiração das sementes em germinação e das plântulas emergentes. A crosta representa impedimento mecânico para a germinação das plântulas, retardando a emergência e reduzindo a densidade de plantas na lavoura. 7 O excessivo destorroamento do solo, aliado ao tipo de solo e variações térmicas e presença de precipitações afetam consideravelmente o encrostamento. i) As plantas daninhas - Os sistemas de preparo podem interagir com as condições ambientais e interferir na dinâmica das populações de plantas daninhas, resultando em alterações do comportamento das comunidades infestantes. As operações de preparo superficiais, segundo SEGUY et al (1984), colocam as sementes de plantas daninhas em condições ideais de germinação, enquanto que o preparo profundo dificulta a germinação por deixar o banco de sementes em condições desfavoráveis. O sistema, a profundidade de preparo e a rotação e manejo de culturas têm grande importância no controle das infestações, assim como na eficiência dos herbicidas (PPI e pré- emergentes). j) A produtividade das plantas -VIEIRA (1984) relata que os efeitos do sistema de preparo sobre o desenvolvimento e produtividade das culturas variam muito, dependendo das condições edafoclimáticas, e que entre sistemas de preparo com revolvimento do solo as diferenças não têm sido significativas. 1.2 Conceito de Preparo periódico do solo - pode ser definido como a manipulação física, química ou biológica do solo, buscando atingir as condições para a germinação de sementes, emergência de plântulas, bem como para o estabelecimento e para o desenvolvimento de plantas cultivadas. Segundo Mialhe (1974) o preparo peródico do solo pode ser distinguido em: preparo primário e; preparo secundário. Preparo primário: São as operações iniciais de mobilização da camada de solo na qual se desenvolverão as raízes das plantas, visando a criação de melhores condições físicas e químicas para o crescimento e produção da cultura. Essa operação, normalmente, é executada por arados (de aivecas ou discos), escarificadores, enxadas rotativas e grades agrícolas pesadas. Preparo secundário: Trata-se do nivelamento e destorroamento da camada de solo que já sofreu o preparo primário, a fim de que se tenha facilitada a semeadura; é indicado que seja executado pouco tempo antes da semeadura. Os equipamentos utilizados neste tipo de operação são principalmente, as grades (de dentes ou discos)e, em alguns casos, os rolos destorroadores e enxadas rotativas. 1.3 Sistemas de preparo - O tipo de equipamento utilizado, o número e a sequência das operações caracterizam o sistema de preparo. Os sistemas de preparo são: Convencional; Mínimo ou reduzido; Conservacionista e; Semeadura direta. O sistema de preparo convencional é caracterizado, em quase todo o país, como aquele realizado com uma aração (preparo primário) e duas gradagens (preparo secundário), conforme ilustra a figura 1. 8 FIGURA 1 – Solo preparado pelo sistema convencional. O sistema de preparo conservacionista, caracteriza-se pela pouca mobilização do solo, de forma que dos resíduos existentes, seja mantido após o preparo, pelo menos 30% na superfície do terreno, para ajudar na proteção e manutenção das boas condições do solo, figura 2. Esse sistema de preparo, normalmente é ralizado com escarificadores, os quais não fazem a inversão do solo e, nem tampouco tem grande capacidade de incorporação de resíduos vegetais, como os arados. Para AMBROSI & ZENTNER (1991), o sistema de preparo conservacionistas contribui para manter ou até aumentar a produtividade e amenizar os riscos ambientais, enquanto que a rotação de culturas contribui para diminuir o risco econômico. FIGURA 2 - Preparo de solo no sistema conservacionista, usando escarificador. 9 O sistema de preparo de cultivo mínimo ou reduzido caracteriza-se pela mínima atividade de mobilização do solo, de forma a procurar fazer um preparo primário não muito intenso, sendo que, muitas vezes, numa mesma passada, executam-se o preparo primário e o secundário, figura 3, a fim de se evitar problemas de erosão, tanto eólica quanto hídrica, compactação superficial e a desagregação total do solo, que se deve, principalmente, ao excesso de preparo. A semeadura direta é uma técnica que vem aumentando expressivamente no Brasil e, que por sua vez, busca mobilizar o mínimo possível o solo e obter uma maior economia de combustível, na qual, normalmente, faz-se a implantação de uma cultura para se proteger o solo (cobertura) e após a aplicação de produtos químicos (dessecantes) ou após o corte do mato através da passagem de um rolo-faca ou roçadora, cria-se as condições para a semeadura, que neste caso, é realizada com semeadora específica, figura 4. Pelo exposto, a escolha dos equipamentos, do número de operações e, consequentemente do sistema de preparo periódico a ser adotado, permitirá partir de uma condição inicial e chegar numa condição final, desejável para o desenvolvimento produtivo da cultura que se está sendo implantanda, figura 5. Se escolhido e realizado corretamente, inúmeras vantagens serão obtidas, caso contrário, prejuízos incalculáveis poderão advir. FIGURA 3 – Preparo do solo no sistema de cultivo mínimo, com aração e destorroamento conjuntamente. 10 FIGURA 4 – Cultivo de soja em sistema de semeadura direta. FIGURA 5 – Caracterização da operação de aração com aivecas. 1.3 Classificação das máquinas e implementos de preparo do solo Pode-se classificar as máquinas e implementos de preparo do solo da seguinte maneira: a) Quanto á fonte de potência Tração animal: São as máquinas ou implementos de preparo do solo que utilizam, como fonte de potência, animais de tração. Tração mecânica: São as máquinas ou implementos de preparo do solo que utilizam fonte de potência mecânica. b) Quanto ao engate á fonte de potência De arrasto: São máquinas ou implementos de preparo do solo cujo acoplamento à fonte de potência ocorre através de um único ponto. No caso de usar-se um trator como elemento tracionante, este acoplamento dá-se por meio da barra de engate para tração. 11 Montados: são máquinas e implementos de preparo do solo nos quais a união ao elemento tracionante dá-se por meio de três pontos. A união à fonte de potência (trator) é feita pelo sistema de engate de três pontos do trator. Semimontados: são máquinas ou implementos de preparo do solo nas quais o acoplamento à fonte de potência ocorre em dois pontos. Em tratores, este acoplamento dá-se através dos dois braços inferiores de sistema de engate de três pontos, sendo que a parte traseira do equipamento é sustentada por uma ou mais rodas. c) Quanto à aplicação Máquinas e implementos para preparo primário do solo: são aqueles destinados à realização das operações iniciais de mobilização do solo. Como exemplos destes equipamentos, pode-se citar: arados, grades agrícolas de discos pesadas e intermediárias, escarificadores, enxadas rotativas e subsoladoras. Máquinas e implementos para preparo secundário do solo: são equipamentos cuja função principal é nivelar e destorroar o solo mobilizado pelas máquinas e/ ou implementos de preparo primário. São elas: grades agrícolas de discos intermediárias ou médias, grades agrícolas de discos leves, grades agrícolas de dentes e enxadas rotativas. Máquinas e implementos para sistematização e conservação do solo: são as máquinas e implementos agrícolas utilizados para realização dos trabalhos complementares de preparo do solo, que vem, em muitos casos, também visam a sua conservação. São exemplos destes equipamentos: sulcadores, valetadoras, plainas, lâminas, rolos compactadores e entaipadoras. 1.4 Teoria geral da aração A fim de seja possível identificar-se e diferenciar-se o que vem a ser preparo do solo do que seja a aração, torna-se necessário o conhecimento da Teoria geral da aração, a qual se baseia em alguns princípios, que são: - necessidade de reestruturação da camada arável; - melhoria da aeração e umidificação do solo; - homogenização das condições de fertilidade do solo; - controle das plantas concorrentes com a cultura a ser implantada, principalmente através do enterrio de suas partes aéreas; - controle de insetos, seus ovos, larvas e ninhos. A teoria geral da aração prevê que o arado deverá cortar uma fatia de solo (leiva) de secção retangular, elevá-la, fraturá-la e volteá-la até uma nova posição, que deverá formar em ângulo de aproximadamente, 135º com a sua posição inicial, conforme se observa na figura 6. É evidente que na prática essa posição será variável, tendo-se em conta a relação existente entre a largura e profundidade de trabalho do arado, a velocidade de deslocamento do conjunto trator/arado, dentre os outros. O valor de 135º para o ângulo de inversão da leiva é desejado porque vêm a ser aquele que permite uma maior faixa de exposição desta aos agentes externos, que permitirão uma melhor decomposição de uma matéria orgânica, além de facilitarem a quebra do solo através das diferenças de temperatura ocorridas entre o dia e a noite, bem como através da ação do impacto da gota da chuva sobre ele. 12 FIGURA 6 – Maneira como se processa o tombamento lateral da leiva, conforme a Teoria Geral da Aração. A aração portanto, preconiza a mobilização do solo, de forma a invertê-lo parcialmente, criando assim, condições adequadas à aeração, umidificação , homogeneização da fertilidade e combate as plantas concorrentes e insetos prejudiciais. Dessa forma, nota-se que toda a aração vem a ser um preparo de solo, mas nem todo o preparo de solo é uma aração. Está idéia é importantíssima, pois, muitas vezes, estes conceitos são confundidos, o que leva a maioria das pessoas, quase que sempre, a falar em fazer-se uma aração mesmo quando são utilizados outros implementos ou máquinas de preparo do solo, que não os arados. 1.5 ARADOS O arado é a máquina ou implemento agrícola 1 constituído de um ou mais órgãos ativos capaz, de executar, simultaneamente, corte, elevação, fraturamento e inversão parcial da leiva. É sua função realizar as operações primárias de preparo do solo. Portanto, com a utilização dos arados, busca-se controlar as plantas que concorrerão com a cultura a ser implantada em termos de espaço, fertilidade, umidade e luminosidade, bem como propiciar, ao solo, melhores condições de aeração, infiltração, armazenamento de água e homogeneização da fertilidade. 1.5.1 Classificação Os arados podem ser classificados segundo vários aspectos, que são: a) Quanto ao tipo de órgão ativo Arados de aivecas: São os implementos agrícolas cujo o corpo de arado é constituído por relha, aivecas e costaneira, fixadas a uma coluna, devendo apresentar facão ou sega circular. Arados de discos: São máquinas agrícolas cujo corpo de arado é constituído por disco e cubo fixados a uma coluna, possuindo roda estabilizadora. b) Quanto à fixação dos órgãos ativos 1 Segundo Mialhe (1974), o termo máquina agrícola refere-se a um conjunto de órgãos constrangidos em seus movimentos por obstáculos fixos de resistência suficiente para transmitir o efeito de forças e transformar energia( arado de disco, semeadora, trator, motor,etc.); enquanto que implemento agrícola é um conjunto constrangido de órgãos que não apresentam movimentos relativos, não tendo capacidade de transformar energia e sendo, seu único movimento o de deslocamento (arado de aiceca, sulcador, grade de dentes,cultivador de enxadinhas,etc.). Ferramentas são elementos que compõemuma máquina ou implemento (disco, aiveca, relha,rastro, ponteira, facas, etc.) ou apetrechos manuais (enxada, foice,martelo, Chade de fenda, etc.). 13 Independentes: São arados cujo o corpo é acoplado, individualmente, ao chassi, formando ângulo horizontal com a direção de deslocamento e ângulo vertical diferente de zero. Interdependentes: São arados compostos de um conjunto porta discos, formando ângulo horizontal com a direção de deslocamento e ângulo vertical igual a zero. c) Quanto à reversibilidade Arado fixo: arado no qual os corpos de ardo são fixos movimentando a leiva somente para a direita. Arado reversível: arado no qual os corpos de ardo são reversíveis, movimentando a leiva tanto para a direita quanto para a esquerda. 2. Arados de aivecas Os arados de aivecas são implementos agrícolas constituídos por uma superfície torcida (aivecas), uma borda afilada (relha) e uma extensão inferior (costaneira). As quais são fixadas a uma coluna, devendo possuir, também um facão ou sega circular. Desde que bem projetado e construído este implemento é capaz de realizar um trabalho de preparo do solo (aração) de excelente qualidade, dentro do que preconiza a Teoria Geral da Aração, já que é capaz de cortar, fraturar e inverter, parcialmente, a porção de solo, denominada de “leiva”. 2.1 - Classificação dos arados de aiveca Os arados de aiveca podem ser classificados da seguinte forma: a) Quanto a fonte de potência: - tração animal, (figura 7); - tração mecânica, (figura 8). Considerando a disponibilidade de equipamentos no mercado para aplicação na agropecuária, as facilidades atuais para aquisição desses equipamentos, o baixo rendimento da tração animal, entre outros fatores, a tração animal vem sendo praticada somente em situações bem específicas ou em pequenas áreas de exploração agrícola, principalmente naqueles locais onde a tração mecânica é dificultada em função da declividade. O rendimento da tração mecânica é bem maior, quando comparado a tração animal de mesma faixa de potência, e devido à capacidade trativa da tração mecânica pode-se produzir muito mais trabalho na unidade de tempo, com melhor qualidade, menor custo/benefício e maior rapidez. 14 FIGURA 7 – Arado de aiveca tração animal: 1- rabiças; 2- timão ou apo; 3- aiceca; 4- roda de profundidade e; 5- cabeçlho. b) Quanto ao acoplamento: - arrasto; - montado; - semi-montado. Os arados montados, são também chamados de arados integrais, haja vista que ele e a fonte de potência operam como uma só unidade. Esses arados operam hidrailicamente, são fáceis de ser manejados ou operados, principalmente em áreas pequenas. Os arados de arrato, são presos ao trator apenas por um pino da barra de tração, conferindo-lhes maior independência da fonte de potência em relação aos arados montados. Embora sejam fáceis de oprar, devido a esta independência, exigem mais conhecimento do operador para proceder as regulagens normais. Para o seu abaixamento e levantamento durante as manobras de cabeceira, os arados mais atuais são equipados com sistema hidráulico de engate rápido e de cilindros externos. Possuem maior número de corpos, têm maior comprimento, principalmente quando se consirera o conjunto trator-arado, o que dificulta o seu transporte e requer mais área para manobras de cabeceira. Por essas razões e por possuir maior capacidade de trabalho, são indicados para trabalhos em grandes áreas. Os arados semi-montados são um mixto entre os montados e de arrasto. São acoplados ao trator somente pelas duas barras de levante do sistema hidráulico de três pontos, onde buscou-se reunir, nesse equipamento, as vantagens do arado montado e do arado de arrasto. Com isso, trata-se de um arado de capacidade de trabalho intermediária. É pouco usado no Brasil. Durante as manobras de cabeceira, a parte da frente do arado é erguida pelos braços de levante do sistema hidráulico do trator , enquanto a parte traseira desliza verticalmente para cima sobre o eixo de sustentação da roda traseira. 15 FIGURA 8 – Arado de aiveca de tração mecânica, reversível e de arrasto. FIGURA 9 – Arado de aiveca de tração mecânica, fixo e semi-montado. c) Quanto ao movimento do orgão ativo: - fixo; - reversível. Os arados fixos tombam a leiva somente para uma direção, normalmente para a direita. Os arados reversíveis têm os corpos dispostos de tal forma que após serem manejados para tombar a terra para um lado numa passada , são manejados novamente ao iniciar a passada de volta, de forma os corpos do arado mudem de posição para que possam tombar a leiva para o mesmo lado, permitindo dessa forma que na aração de uma área se tenha as leivas tombadas apenas para um lado. d) Quanto ao número de orgãos ativos: - monocorpo; - multicorpos. 16 O número de corpos do arado determina sua capacidade de trabalho, em termos de produção. Normalmente, o arado com apenas um corpo (monocorpo) é usado para pequenos tratores, onde a potência disponível é limitada ou então, para traç 2.2 – Constituição dos arados de aiveca Os arados de aiveca montados são constituidos de: chassi; dispositivos de acoplamento; coluna; corpo (aiveca, relha, rastro ou costaneira); mecanismos de segurança e de regulagens e; acessórios (sêga, mini-aiveca, roda de controte de profundidade, extensão posterior da aiveca, extensão superior da aiveca, cobridor de hervas, cortador de raizes e diopositivos de segurança). O chassi é a parte estrutural e mais resistente do arado de aiveca, que serve para dar sustentação a todos componentes que integram o arado. As colunas unem o corpo do arado ao chassi. Os arados de arrasto são constituidos, além dos itens já mencionados para os arados montados, de roda de direção, roda de sulco e roda de terra. Nesses, o dispositivo de acoplamento se trata de um cabeçlho que se prende à barrade tração do trator. Os dispositivos de regulagens e nivelamentos encontram-se no próprio arado ( placa vertical, barra transversal, barra de direcionamento, manivelas para regulagem de profundidade e de nivelamentos). As categorias de engate do arado ao trator, encontradas no mercado são: Categoria I (para arados com até 3 corpos); categoria II e III (para arados com 4 ou mais corpos). . Quando bem projetado não necessita de peso adicional para penetrar no solo, devido ao formato do corpo do arado e à chamada “sucção vertical”, a qual lhe confere excelente capacidade de penetração. FIGURA 10 – Arado de aiveca com seus componentes. 17 FIGURA 11 – Corpo de arado de aivecas: A) relha; B) aiveca; C)rastro ou costaneira; D) talão do rastro ou costaneira; E) suporte. 2.2.1 – Aiveca Estes arados são caracterizados por uma superfície torcida, denominada aiveca (figura 12), a qual é responsável pela continuidade da elevação e da torção iniciada pala relha, fraturamento e a inversão parcial da leiva, colocando-a laterlmente em sua posição definitiva. Pode-se caracterizar a aiveca através de dois setores. O inicial que é responsável pela continuação da elevação e fragmentação da leiva, iniciada pela relha, denominado de “frente”, já o setor final, denominado de “ala” , tem a função de concluir a inversão parcial e o fraturamento da leiva, depositando-a lateralmente em sulco contiguo. A forma da ala da aiveca e a velocidade de deslocamento influenciarão fortemente no aiveca cumprimento principal da aiveca, que é a inversão e o lançamento lateral da leiva, de forma mais ou menos suave. Além do corte, elevação inversão da leiva, também tem sido objeto de preocupação para o projeto da aiveca, o fácil deslizamento do prisma de terra sobre sua superfície, a boa cobertura dos restos vegetais, a velocidade operacional e o grau de inversão, entre outos. Tipos de aiveca A qualidade da inversão provocada na leiva caracteriza o formato da aiveca. Não obstante a diversidade existente de tipos, pode-se reunir as aivecas usadas no Brasil, Figura 8, em: cilindrica, helicoidal e as cilindrica-helicoidal. Essas aivecas, segundo Ortiz-Cañavate & Hernanz (1998), possuem uma relação comprimento (L)/altura (H), Figura 9. 18 FIGURA 12 – Vistas lateral e superior dos diversos tipos de formatos de aivecas. A) cilíndrica; B) helicoidal; C) mista. Cilíndricas – As aivecas deste formato iniciam o giro da leiva, sendo ele completo devido a força da gravidade e devido a isso ocorrem várias tensões no prisma de solo, provocando o seu maior fraturamento, o que proporciona uma boa porosidade e capacidade de armazenamento de água, além de deixar a superfície do terreno com menor rugosidade. Este tipo de aiveca adapta-se bem a solos leves, haja vista seu menor tempo gasto em todo o processo de aração, isto é, do corte à liberação da leiva invertida. Nos solos leves, a inversão e liberação da leiva deve ocorrer rapidamente devido ao risco de fragmentação do prisma de terra e do mesmo voltar a ocupar seu lugar no sulco. Daí a razão das aivecas cilindricas terem maior largura em relação a altura, com grande ângulo de liberação da leiva (45° e 47°), comparativamente aos demais tipos mencionados e serem indicadas para baixas velocidades. Helicoidais – As aivecas deste formato fazem com que a leiva de um giro completo, proporcionando sua inversão parcial. São indicadas para solos pesados ou compactados e úmidos, onde o excesso de água da chuva possa ocasionar problemas de encharcamente e naqueles casos em que se faz necessário um maior enterrio da cobertura vegetal. A grande coesão superficial existente nesses solos permite um maior tempo de contato da leiva com a superfície da aiveca sem risco de fragmentação. Daí a razão da largura de seu corpo ser bem menor que o seu comprimento, o que possibilita uma inversão mais suave do prisma de terra. Essa aiveca produz leivas de arestas mais vivas, ficando o solo com uma maior superfície exposta ao sol, facilitando a secagem rápida dessa superfície. O ângulo de liberação da leiva é menor (24° a 28°) e a velocidade operacional pode chegar a 9 km/h. Prara operar a maiores velocidades de deslocamento tem-se diminuido o ângulo de liberação da leiva, no projeto do arado. Nesse caso, o conjunto relha e aiveca resulta num triedro com ângulos pequenos ou pronunciados (α e β), onde o lado inferior forma uma cunha (vista superior); o lado lateral oposto ao de tombamento da leiva forma outra (vista lateral) e; interligando estas, tem-se uma superfície que pode ser obervada laterlmente do lado da terra já arada. Relacionando a largura (l) com o comprimento (L) do corpo do arado, observa-se que esse resultado é menor para a aiveca helicoidal, haja vista seu menor ângulo de liberação ou de saída da leiva, figura 13. 19 FIGURA 13– Aração a tração animal, com aiveca helicoidal e,distância necessária para inversão da leiva com as aivecas helicoidal e cilindrica. Cilindróide – Também chamada de universal, mista ou cilindrico-helicoidal. trata-se da união entre uma aiveca de formato cilíndrico na sua porção inicial com outra, de formato helicoidal na sua parte final. É o modelo mais utilizado para tração motora. FIGURA 14– Características de uma aração com aivecas cilindricas. 20 FIGURA 15 – Relação comprimento (L)/altura (H) da aiveca: - cilindrica L/H=0,7 a 0,8; - helicoidal L/H=1,1 a 1,4 e; - cilindroide L/H=0,8 a 1,0. O comprimento total do corpo do arado acompanha a relação L/H, isto é, para um maior valor de de L/H tem-se um maior comprimento de corpo. Já a largura do corpo do arado, normalmente, diminui à medida que a relação L/H aumenta. Existem, ainda, aivecas de formatos especiais para trabalhos a grandes velocidades e em solos com alto teor de argila e umidade, extremamente pegajosos. Para este último caso, recebem o nome de aivecas de lâminas ou de superfície descontínua. Como o prisma de terra argiloso e úmido é mais aderente sobre a superfície da aiveca ele fica, com isso, mais tempo deslizando sobre a superfície. Por outro lado, sabe-se que grande parte do esforço tratório deve-se ao atrito so solo com a superfície da aiveca. Sabendo-se que a leiva constituida de solo pegajoso é capaz de ficar mais tempo em contato com a superficie sem se desfazer e com e com grande possibilidade de aderir à mesma, aliada a necessidade de redução do esforço tratório surgiu a aiveca descontínua. Como nesse tipo de aiveca a área de contato com o solo é menor, o esforço de tração reduz,e a adesão solo/metal também diminui, sem que o prisma de terra se desfaça. Todavia, a maior pressão de contato do solo na superfície aumenta, o desgaste da peça também aumenta, necessitando com isso mais manutenção. FIGURA 16 - Aivacas: contínua, com a parte frontal substituível e; descontínua. Como a aiveca vem a ser a parte mais importante do arado e responsável pela correta inversão da leiva, talvez seja o componente mais estudado. Apesar disso, não existe uma aiveca que trabalhe bem em todos os tipos de solo, já que cada solo possui condições próprias. Desta forma, existe sempre um tipo específico de aivéca, que atende melhor as especificidades do terreno em conformidade com a qualidade do trabalho desejado. 21 Perfil da aiveca A medida que a leiva vai deslizando sobre a aiveca sua inversão vai se concretizando. A suavidade e qualidade dessa inversão, como dito anteriomente é influenciada pela forma e velocidade de deslocamento da aiveca. Além disso, os maiores ângulos da parte posterior da ala tem papel importante. No perfil da aiveca existem quatro partes fundamentais, cujas funções são: ÓA – bordo da parede do sulco. Esta linha deve estar próximo da parede do sulco. Os corpos de arado que não possuem sêga, o corte certical da leiva é realizado nessa parte, constituindo asim numa zona de grande desgaste. AC – perfil superior. Constitui o guia do prisma de terra sobre a aiveca,segundo ses valores máximos de largura, profundidade e velocidade de deslocamento, evitando assim que o prisma de terra caia no fundo so sulco de onde foi retirado. CD – bordo do sulco. Trata-se do perfil mais importante da aiveca, que pode ser reto ou curvo dependendo do tipo de aiveca. Constitui a última parte da inversão da leiva, considerando o ângulo do talude do prisma de terra ou leiva, o qual deve ficar a uma distância de, aproximadamente, 2cm da leiva anterior de modo a não tocar ou se arrastar no “canto” do prisma liberado e com isso, aumentar o esforço de tração. DÓ – Trata-se da linha de união da relha com a aiveca. Deve ser perfeitamente reta para que haja uma boa união das ferramentas mencinadas. A superfície de unão da relha para a aiveca deve também estar sempre no mesmo plano e adaptado à curvatura do corpo do arado, evitando com isso, o acúmulo de terra entre o que prejudica o trabalho final do arado, haja vista o atrito solo/solo. FIGURA 17 – Partes que compõem o perfil da aiveca, com destaque do tombamento da leiva. 22 Para obter um tombamento ou inversão da leiva adequado, deve-se, observar a relação largura de corte(b)/profundidade de corte(d), conforme mostra a figura 18, lembrando-se que ao arar, tombando para cima, um terreno com declive deve-se considerar o ângulo de inclinação do terreno e a relação b/d para obter o ângulo de inversão desejado (α). Observa-se que para que haja a inversão num terreno plano a largura da leiva tem que ser 1,27 vezes maior que a profundidadeessa. Considera-se que uma boa aração seja aquela que: - resulta numa boa desagregação; deixa a matéria orgânica prese entre as leivas consecutivas; deixa o microrelevo variando de 5 a 10 cm; seja feita em velocidade compativel com o projeto do arado, obedecendo seus ângulos e curvaturas; faça boa inversão da leiva. A inversão mais recomendada é com: ângulo de 45°, tendo em vista o uso da velocidade de deslocamento correta, o uso da aiveca adequada para o serviço, adequada relação profundidade largura de corte e’arado nivelado. A inversão com ângulo de 70° é considerada ruim, devido a: velocidade de deslocamento baixa; uso de aiveca com pouca curvatura; profundidade de aração muito elevada; arado desnivelado transversalmente com pendente para o lado do terreno não arado e; arado desnivelado com pendente para frente. Já a inversão com ângulo de 35°, também é considerada ruim, devido: uso de velocidade de deslocamento muito alta; uso de aiveca com curvatura excessiva; profundidade de aração muito baixa e; arado desnivelado tranversalmente com pendente para o terreno arado. O ângulo de inversão da leiva pode ser determinado pela expressão . Senα = d/b FIGURA 18 – Reelação profundidade de corte (d) / largura de corte (b), no ângulo de inversão da leiva. 2.2.2 – Relha À frente da aiveca, encontra-se a relha (A), com a função de cortar, horizontalmente, o prisma de solo ou leiva, iniciando ao mesmo tempo, seu levantamento. Aparte mais importante da relha e que sofre maior desgaste é a ponta, pois é ela que penetra no solo mais duro, onde o esforço é maior. Em razão do desgaste que estão sujeitas as relhas, estas devem ser resistentes a impactos, daí a importância de seu material de fafricação. Normalmente, a relha tem duas camadas, a superior resistentes a abrasão e a inferior resistente às cargas nela impostas ou impactos, o que requer durezas Brinell de 500 a 700 e 300, respectivamente. São muito utilizados aço 23 carbono-manganês, com a seguinte composição: C (0,34 a 0,43); Mn (0,7 a 1,0); Si (0,7 a 0,9); P (máx. de 0,045%) e; S (máx. de 0,05%). Tipos de relha Existem, basicamente, três tipos de formato de relhas, (figura 19), utilizadas, principalmente, em função do tipo de solo a ser trabalhado. Relha normal (reta) – Sua utilização dá-se em solos leves é médios, istó é, naqueles fáceis de se trabalhar, onde o esforço necessário ao corte inicial da leiva não seja muito elevado, portanto, não produzido um excessivo desgaste nesta peça. Para aumentar a sua vida útil, ela apresenta, na parte posterior da ponta, material de reserva, a fim de que , após ocorrido o desgaste, esta ponta venha a ser novamente conformada através de um trabalho de ferreiro. Relha pontiaguda (bico de pato) – É caracterizada pelo formato de sua ponta. Apresenta a vantagem de romper melhor o solo, sendo, por esse motivo, mas utilizada atualmente em tração mecânica e em condições de solo onde a penetração do arado reserva abaixo da ponta, a fim de que, após desgastada, ela possa vir a ser novamente conformada. Relha com formão – É utilizada, principalmente, em condições de solos duros e abrasivos. O formão é a parte que penetra inicialmente no solo, preparando-o para o corte da relha. Esta peça é regulável, isto é, a relha pode apresentar a ponta maior ou menor, dependendo do solo que será trabalhado, bem como pode ser ajustado de acordo com o desgaste sofrido. Possui, também, a possibilidade de ser invertida, dobrando-se, portanto, a sua vida útil. FIGURA 19 – Vista frontal dos diversos formatos de relha. A) normal; B) pontiaguda; C)com formão. Ângulos da relha Ângulo Horizontal da relha (α) – É o ângulo formado entre a linha que contém a borda da relha e a linha de deslocamento do arado. Quando maior este ângulo, maior a largura de corte da relha, figura 20. A fim de reduzir a força necessária à tração do arado, a relha é colocada inclinada com relação alinha de deslocamento, sendo que, segundo Conti (1950), as melhores condições são obtidas com o ângulo horihontal que varia de 35º a 50º. As relhas com ângulo de 35º são indicadas para solos compactados e as de50º para solos soltos. O ângulo mais frequente é o de 45º, indicado para solos de textura media. 24 FIGURA 20 – Vista superior – ângulo horizontal da relha (AH) Ângulo de corte da relha, também denominado de ângulo vertical (β) – É o ângulo formado pelo plano de corte que contém a base da relha e a linha que une a ponta da relha ao centro de resistência da aiveca, Figura 21. A superfície côncava da parte inferior da relha, isto é, a que esta em contato com o fundo do sulco no sentido longitudinal, é utilizada para definir o ângulo de corte da relha ou vertical, formado pela horizontal inferior e a linha que, partindo de sua ponta é tangente a sua superfície convexa ou superior ou, a linha que une a ponta da relha ao centro de resistência do corpo do arado. Este ângulo varia de 15º a 25º. O ângulo menor, isto é, de 15º , é uasado em relhas apropriadas para solos compactados, enquanto o de 25º é indicado para condições opstas. FIGURA 21 – Vista lateral – ângulo de corte da relha, onde: AC – Ângulo de corte e CR – Centro de resistência do corpo de arado. Independente da influência que o ângulo β possa ter sobre o esforço de tração total exigido pelo arado, deve-se levar em conta que um solo compactado permite uma inversão mais lenta do prisma de terra que um solo solto, que pelas suas características tem maior risco de não completar sua inversão pela desestruturação prematura, em razão da escassa aderência entre suas partículas. È aí que o ângulo β, definido também como ângulo de penetração da relha, evidencia sua importãncia com o comprimento total do arado e com a velocidade na qual este pode deslocar. A existência dos ângulos α e β explica o fato da relha do arado ser como uma dupla cunha; a primeira pode ser visualizada quando ela esta apoiada e a olhamos de cima, isto é, vista superior, aparecendo assim a magnitude de α. A segunda, quando se observa lateralmente, no sentido solo arado, a relha na posição de trabalho, destacando- se assim o ângulo β. Largura de corte da relha 25 Normalmente, a largura de corte da relha é dada em polegada, e as mais comuns encontradas são: 10” (0,254m); 12” (0.305m); 14” (0.356m) e; 16” (0.406m). As duas primeiras são recomendadas para uso em tração animal, enquanto as dua últimas são recomendadas para uso em tração mecânica. A projeção do fio de corte da relha sobre a ’’soleira’’ ou plano disposto na direção de deslocamento condiciona a largura de corte (L) da mesma. Nas relhas de de bordo cortante reto, a largura de corte é obtida multiplicando-se o comprimento do fio de corte pelo ângulo α antes mencionado. Nas relhas côncavas, o comprimento do fio de corte, para determinação da largura de corte, é obtido projetando-se seus extremos sobre um plano. Para obter a largura de corte do arado basta multiplicar a largura de corte de uma relha pelo número de relas existentes no arado.Portanto, o comprimento do fio de corte da relha, esta condicionado aos seguintes fatores: a) a relacão pretendida de entre a largura e a profundidade de corte da leiva; b) ao ângulo de ataque da relhas, segundo a natureza do solo. O ângulo (α) de inclinação da leiva é função da relação profundidade/largura de corte, sendo que a inversão aumenta com aumento da largura de corte, figura 22. Considerando, o segundo fator citado (letra b), um exemplo desenvolvido para o trabalho de apenas uma relha de 16 polegadas (tração mecânica), o comprimento do fio de corte da relha é: Solo compactado – α = 35º - comprimento do fio de corte = 0,406 m = 0.71m Sen35º Solo médio – α = 45º - comprimento do fio de corte = 0,406 m = 0.57m Sen45º Solo solto – α = 50º - comprimento do fio de corte = 0,406 m = 0.53m Sen50º FIGURA 22 – Largura de corte da aiveca, em função do ângulo horizontal (α) e do comprimento do fio de corte A diferença de comprimento no fio de corte das relhas condicioa, por sua vez, diferença no resto do corpo, principalmente na aiveca. Considerando a velocidade de deslocamento igual, o comprimento do fio de corte da relha é maior ao arar um solo compactado do que ao arar um solo solto. Em se tratando do fator custo da aração, 26 deve-se fixar a velocidade operacional inferior limite para um determinado arado e a partir desta o comprimento ideal do corpo do arado, de forma a não provocar a desagregação da leiva antes de sua inversão. Esse comprimento ideal ciondiciona o comprimento do bordo anterior da aiveca sobre o qual se adapta a relha. Fixada assim esse comprimento o fio de corte da relha pode ter diferentes medidas para uma mesma aiveca, dando origem assim as relhas: de corte estreito; de corte regular e; de corte completo, figuras 23 e 24. As relhas de corte curto ou estreito, efetuam um corte horizontal do solo 0,1m menor do que a largura de corte do corpo do arado, as de corte regular 0,05m menor, enquanto as do corte completo não têm diferença em relação à largura de corte do corpo do arado. As de corte estreito são indicadas para uso em condições de solo bem favoráveis e desprovidos de raízes; as de corte regular em condições intermediárias, enquanto as de corte completo são indicadas para solos com bastante vegetação, onde a presença de raízes poderia dificultar o rompimento do solo nas faixas de 0.05m (regular) ou 0,1m (estreita), apenas pela elevação da leiva após o seu corte horizontal. . FIGURA 23 – Relhas de corte: regular; curto ou estreito e; completo. Partes da relha As partes da relha são: ponta, fio de corte e ala. A primeira parte da relha é a mais importante e a que sofre maior desgaste. Nas relhas, onde o fio de corte é côncavo, o desgaste da ponta é muito pronunciado e com maiores consequências para a qualidade do trabalho e manejo do arado, uma vez que a ponta passa a ficar “rombuda” e terá dificuldades para penetrar no solo e o fio de corte vai assumindo gradativamente a forma retilínea, até chegar o momento em que necessita ser substituida. As relhas de fio de corte reto, quando muito gasta, necessitam de ser substituda ou reconstituida. Neste caso de reconstrução, o trabalho para deslocar o excesso de material localizado em sua prate inferior para a ponta e fio de corte é feito por ferreirro. O desgaste da ponta e do fio de corte da relha contribuem para aumentar a base de sustentação do arado no solo, todavia, dificulta o corte inferior da leiva e a penetração da ponta no solo. Nos arados de aiveca mais modernos apenas as partes da relha que sofrem maior desgaste, ponta e fio de corte, são substituiveis, não necessitando, portanto, de trocar toda a peça, como é feito com as lâminas de corte em tratores de esteira. Independentemente do tipo de relha e da forma como sua manutenção é feita, há necessidade de manter sempre afiada s as partes que entram em contato com o solo para realizar o corte horizontal ou de base do prisma de terra, tendo em vista a participação da relha na quantidade de energia requerida e, consequentemente no custo horário da 27 aração. Para solos soltos ou com reduzida resistência à penetração recomenda-se deixar 4 mm de folga entre plano de apoio do bordo cortante da relha e aquele em que se assenta a ponta da mesma. Para solos francos 7 mm e para solos compactados 9 mm. FIGURA 24 – Largura de corte de relha: A- Relha de corte completo; B- Relha de cortecurto ou estreito e; C- Relha de corte regular. . 2.2.3 – Rastro ou costaneira Devido a função que executa o corpo do arado, surge uma força de reação que empurra o arado contra a soleira do sulco, devido ao peso e, contra a parede vertical do sulco, devido à inversão do prisma de terra, respectivamente. Para que o arado trabalhe de maneira estável, isto é, sem a tendência de deslocar-se para o lado do solo não arado, permanecendo na profundidade necessária ao trabalho, existe o rastro ou costaneira, 28 cujo formato é o de uma cantoneira ou prancheta. Ele permite ao arado apoiar-se contra a parede e o fundo do sulco, sustentando, assim as forças exercidas pelo solo sobre a aiveca. Sua superfície deve ser grande o suficiente para permitir essa estabilidade, sem entretanto, pressionar, demasiadamente, a parede e o fundo do sulco, evitando, dessa forma, que se tenha um aumento no esforço de tração. Alguns arados, podem apresentar na parte final do rastro uma pequena peça chamada talão, a qual tem a função de proteger a costaneira do desgaste. A presença de rastro nos corpos dos arados assumem maior importancia nos solos argilosos úmidos e nos solos compactados, bem como nos últimos corpos dos arados, onde o efeito das forças se tornam mais pronunciadas. FIGURA 25 – Elementos que compoem o corpo do arado. Sucção no corpo do arado Os arados de aivecas apresentam alguns parâmetros, adiante relacionados, de grande importância para seu adequado funcionamento. Muitas vezes por não terem tais parâmetros observados, tanto pelos fabricantes quanto pelos usuários, estes implementos podem ser mal construídos ou regulados, o que impede que venham a executar seu trabalho de forma adequada. Sucção vertical (SV) - É o espaço compreendido entre as faces inferiores da relha e costaneira e o plano horizontal do fundo do sulco. É verificado deixando-se arado numa superfície plana, com a ponta encostando no solo, e medindo-se a distância entre o talão da costaneira e o solo. Esse espaço deve ser de 1,2cm (1/2”) aproximadamente, figura 26. Valores superiores causariam uma maior tendência de aprofundamento do arado e vice-versa. 29 FIGURA 26 – Vista lateral da sucção vertical (SV) no corpo do arado. Sucção horizontal (SH) – É o espaço compreendido entre as faces laterais da relha e costaneira e o plano vertical da parede do sulco, figura 27. Este espaço, medindo no talão da costaneira deve ser de 1,2cm (1/2”) a 1,8cm (3,4”). Valores inferiores levariam o arado a não apresentar regularidade quanto à largura de corte; valores maiores tenderiam a desloca-lo para a terra não lavrada. No caso de arados de tração animal, tanto a sucção vertical quanto a sucção horizontal vêm a ser curvaturas encontradas na parte inicial da costaneira, próximas à união desta peça com a relha. FIGURA 27 – Vista superior da sucção horizontal (SH) no corpo do arado. 2.2.4 Mecanismos de segurança do arado A presença de um mecanismo de segurança do arado é muito importante,haja vista o formato de cunha do corpo e da possibilidade de exsitência de obstáculos no solo trabalhado. Esse dispositivo de segurança, evita que demais componentes do arado venham ser danificados quando a relha encontrar resistências, como pedras, raizes, etc., além do que reduz as perdas de tempo durante a araçao para reparações no implemento. Os mecanismos de segurança mais comuns, são: - proteção com mola; - proteção com retorno automático e; - proteção com pino fusível. 30 FIGURA 28 – Mecanismo de segurança de mola. FIGURA 29 – Mecanismo de segurança de mola, automático, com movimento de rotação independente. FIGURA 30 – Mecanismo de segurança com pino fusível. 2.2.5 Acessórios Sêga Nos arados de aivecas bem construídos, à frente de cada corpo de arado, encontra- se um facão ou sega circular, figura 31, cuja função é promover o corte vertical da porção de solo. O facão apresenta forma de lâmina, devendo possuir inclinação de 30º com relação à vertical, e sua ponta deve situar-se ligeiramente em direção ao solo não lavrado e acima da ponta da relha. É mais indicado em situações de trabalho a maiores profundidades e em direção ao solo não lavrado e acima da ponta da relha. É mais 31 indicado em situações de trabalho a maiores profundidades e em solos que possuam pedras ou tocos. Já a sega circular apresenta o formato de um disco com a borda afiada, capaz de girar sobre um eixo central. Isso faz com que o esforço necessário à tração seja menor que o exigido pelo facão. Pode possuir formato liso, estriado ou recortado. O elemento de corte vertical no formato de sega circular não é indicado para solos pedregosos ou que apresentam tocos, pois possui a tendência de rolar sobre eles. Posicionamento da sêga no arado - Seguindo a recomendação de alguns autores, a sêga deve estar regulada, no sentido vertical, para realizar o corte de 50% da profundidade ou ficar com aparte inferior de seu bordo inferior de 2 a 5 cm acima da relha, Figura 32. A sêga deve, também deve ser posicionada. A profundidade de corte da sêga deve ser inferior ao seu raio, tendo em vista o seu mancal. No sentido lateral e do lado da terra não arada, cerca de 20mm, paralelamente à linha de deslocamento do arado. Com relação à sua posição no sentido longitudinal, recomenda-se deixar o centro da sêga coincidindo com a ponta da relha ao trabalhar um solo nas condições normais; cerca de 5 cm adiantado em relação a ponta da relha para solos soltos e; cerca de 5 cm recuado, em relação a ponta da relha ao arar solos compactados e duros. Mediante essas informações, espera-se que o chassi do arado ofereça condições para proceder essas regulagens. FIGURA 31 – Vista esquemática do posicionamento lateral, vertical e longitudinal da sêga circular, em relação ao corpo do arado. 32 FIGURA 32 – Regulagens do arado: 1- posição do centro da sêga em relaçãoà ponta da relha e linha de tração (plano longitudinal); 2 – profundidade (plano vertical); 3e4 – regulagem do aprumo (ângulos); 5 – regulagem do alinhamento longitudinal e; 6 – posicionamento correto da sêga. Diâmetro da sêga – Outro fator importante é o diâmetro da sêga. Recomenda-se usar sêga com diâmetro de 18 polegadas (45.7cm) ao se trabalhar em solos com restros de vegetação e em arados, cuja largura de corte é de 16 polegadas. O diâmetro de 15 polegadas (38,0cm) ao se trabalhar em solos com restos de vegetação. No caso de solos compactados e com grande quantidade de restos vegetais, recomenda-se usar sêga de bordos recortados. Em muitos arados, não são encontrados nem a sega circular nem o facão, sendo que o corte vertical do prisma do solo, neste caso, é feito pela borda frontal da aiveca, o que causa um aumento significativo do esforço de tração do arado. Ao se trarar do diâmetro de sêga, cabe ressaltar que sua capacid da sêga com a superfície do terreno, conforme figura 33. Assim sendo, pode-se concluir que quanto maior o diâmetro da sêga menor é o ângulo no ponto de interseção mencionado e, consequentemente melhor é o seu trabalho. FIGURA 33 – Influência do diâmetro da sêga no ângulo de corte: bordo cortante & superfície do terreno. Mini-corpo É normal a presença de plantas daninhas entre as arestas sucessivas e expostas dos prismas de terra, quando se ara um terreno com vegetação. Essas plantas daninhas, podem ser roblemas para as operações posteriores, tais como: embuchamento, aumento 33 no tempo das operações de gradagens e desuniformidade na profundidade de semeadura, principalmente quando esta é feita logo após a aração. Com o objetivo de evitar tais incovenientes, faz-se o uso desse acessório, que tem por finalidade arar uma pequena secção de terra (aproximadamente de 10cm x 3cm), sobre a aresta superior esquerda da leiva antes que ela seja invertida, conforme figuras 34 e 35. Durante a inversão da leiva, a pequena secção de solo cortada, também invertida, é lançada no fundo do sulco, ocupando parte do vazio de secção triangular, enquanto a duperfície do terreno arado fica sem nenhuma vegetação aparente. O mini-corpo é posicionado junto a sêga. FIGURA 34 – Corpo de arado de aiveca com sêgas do tipo facão e circular, identificando o posicionamento da mini-aiveca. FIFURA 35 – Aração em superfície com vegetação: A- sem mini-aiveca e; B- com mini-aiveca. Cobridor de ervas 34 Trata-se de um acessório, constituido de uma ou mais peças (vergalhão) de aço flexível que é posicionado entre a sêga e o corpo do arado, que tem por finalidade ajudar na cobertura da vegetação presente na área trabalhada, de forma que a superfície arada fique limpa ou desprovida dessa vegetação. O cobridor de ervas inclina e direciona a vegetação para o fundo do sulco, imediatamente antes de completar a inversão da leiva, à medida que o arado é deslocado. FIGURA 36 – Arado de aiveca equipado com cobridor de ervas. FIGURA 37 – Aração : A- sem o cobridor de ervas e; B- com o cobridor cobridor de ervas. Extensão posterior da aiveca Posicionando-se na parte posterior de um corpo de arado em operação e olhando o mesmo na direção de avanço, observa-se que a leiva vai sendo invertida gradualmente, até que a aresta em contato com a superfície da aiveca fique totalmente na vertical, completando-se assim uma inversão de 90°. Se a partir desse ponto a aiveca não existisse mais, a leiva poderá voltar a sua posição anterior ou, então, somente a inércia provocada por uma velocidade mais alta poderá complementar os 45°de inversão, 35 totalizando assim 135°. Para evitar isso, pode ser utilizado uma extensão da superfície posterior da aiveca, de forma a acompanhar a inversão da leiva nos 45° restantes, todavia a exigência de tração aumenta em razão da maior superfície de deslizamento solo/metal. A presença da extensão da aiveca pode ser condicionada a estabilidade da leiva, devido principalmente a relação largura/profundidade, a altura e densidade da vegetaçào presente. FIGURA 38 – Aiveca com extensão posterior. Extensão superior da aiveca Nos solos aderentes, onde o destorroamento não é feito com facilidade e por outro lado, existe uma vegetação que dificulta a inversão da leiva, pode-se adicionar a parte superior da aiveca uma extensão com superficie, a qual tem por função ajudar na inversão total da leiva, evitando assim que ela ultrapasse a parte superir da aiveca e caia no sulco. FIGURA 39 – Aiveca com extensão superior. Os arados de aivecas podem apresentar, ainda, uma peça denominada extensão de aiveca, figura 39, que se localiza na parte superior ou posterior da aiveca. Quando localizada na parte superior, sua função é fazer que uma cobertura vegetal alta, presente no solo que se está trabalhando, seja totalmente depositada no fundo do sulco. Já quando localizada na parte posterior da aiveca, tem com função permitir que a leiva sofra um melhor tombamento em arações rápidas. Roda Alguns arados montados são equipados com roda, aqual fica localizada na parte posterior do arado. Essa roda pode ter a função de limitar, apenas, a profundidade de corte ou de absorver as forças laterais impostas ao arado em substituição ao rastro. Nos arados de arrasto, a presença de rodas tornam-se necessárias para sustentação em geral e direcionamento do arado. 36 Cortador de raizes Alguns fabricantes de arado disponibilizam como acessório o cortador de raízes, que é adaptado no rastro e serve para auxiliar no corte de raízes naqueles terrenos, cuja vegetação existente possui sistema radicular abundante, como é o caso da alfafa. FIGURA 40 – Cor[po de um arado de aiveca equiparo com cortador de rizes. 2.3 – Centro de resistência do corpo da aiveca e do arado. As forças que atuam em um arado que desloca à velocidade uniforme, são: - Peso do equipamento; - Esforço de tração necessário ao seu movimento; - Reação do solo. Tem-se adotado os seguintes significados para as diferentes forças: - R = resistência ao corte, destorroamento, elevação e inversão da leiva, segundo os eixos x, y e z.; - L = componente direcional de R, dando origem a Rh: - M = momento resultante, em função das componente R x ; Ry e Rz ; - G = ponto de aplicação das forças; - E = ponto de engate do arado. Resultados de ensaios tem mostrado que S equivale a cerca de 24% de L. Mostram ainda que a relação S/L foi, aproximadamente, duas vezes superior em um solo arenoso (areia fina) em relação a solos argilosos. Os componentes R, L, V e S aumentan de intensidade com o incremento da velocidade. FIGURA 41 – Sistema de forças que atuam sobre o arado e que se reduzem a resultante localizada em G e que passa pelo ponto de engate. 37 O Centro de Resistência ( CR ) é o ponto no equipamento, onde a força resultante, em função de todas as componentes mencionadas, atuam. A localização do CR num corpo de arado de aiveca em operação é: a) No sentido horizontal – 30 cm posterior a ponta da relha (figura 42 C); b) No sentido vertical – alguns autores consideram a 5 cm a partir da soleira do sulco, enquanto outros a 50% da profundidade de corte ( figura 42 C); c) No sentido lateral – alguns autores consideram a 7,6 cm a partir da parede vertical do sulco, enquanto outros a ¼ x a (a= largura de corte da leiva) a partir, também, da parede vertical do sulco (figuras 42 A e B); A distância (d) do Centro de Resistência do arado, em relação a face interna da roda direita do trator (figuras 42 D e E) é dada pela expressão: d = [0,75 + (N – 1) x 0,5] x a Onde: N = número de corpos do arado; a = largura de corte da leiva. 2.4 – Exigência de Potência A força na barra de tração (FBT) requerida por um arado para trabalhar determinado solo numa dada velocidade, depende de alguns fatores, tais como: resistência específica do solo (valor tabelado); da secção de solo mobilizada; da velocidade de deslocamento e; do estado em que o solo se encontra. A resistência do solo é influênciada pelo tipo de solo, grau de consolidação, umidade, presença de materia orgânica e de raízes e, tipo de ferramenta usada, enquanto a secção mobilizada é influenciada pela largura e profundidade de corte da leiva. A potência (P), por sua vez, está condicionada a força de tração requerida e à velocidade operacional. Para estimar a força na barra de tração é usando as equacões: FBT = n ( a x p x µ ) µ = µ0 + λ x V 2 Sendo: n = número de corpos do arado; a = largura de corte, (cm); p = profundidade de corte, (cm); µ = coeficiente de resistência específica operacional, (N/cm 2 ); µ0 = coeficiente relativo ao solo; V = velocidade de deslocamento, (km/h). Em geral, para V menor que 1,0 m/s, µ = µ0. Segundo a ASAE os valores médios de resistência específica para vários solos, são: FBT = 7 + 0,049V 2 , para solo argila siltosa; FBT = 3 + 0,032V 2 , para solo silte arenoso; FBT = 3 + 0,020V 2 , para solo franco; FBT = 3 + 0,053V 2 , para solo franco argiloso; FBT = 2,8 + 0,013V 2 , para solo franco arenoso. 38 FBT = 2 + 0,013V 2 , para solo arenoso. PBT (cv)= FBT x V K K = constante: para V em m/s, K = 75 e; para V em km/h, K = 270. Recomenda-se realizar a aração quanto a umidade do solo se encontrar próximo do limite de plasticidade, preferencialmente no estado friável, tendo em vista que a a a resistência do solo aumenta com o aumento da coesão molecular, como também aumenta à medida que aumenta a adesão solo/interface, em função do aumento da coesão e ainda devido ao aumento da massa do prisma de terra. Em resumo, a aração e 39 FIGURA 42 – posição do Centro de Resistência no corpo de um arado de aiveca segundo diferentes autores. FIGURA 43 – Ajuste da bitola do trator, em função da largura de corte do arado. 40 FIGURA 44 – Linha de tração , unindo o Centro de Gravidade - CG do trator com o Centro de Resistência do arado – CR, estando o trator com as roras direitas dentro do sulco. FIGURA 45 – Linha de tração , unindo o Centro de Gravidade - CG do trator com o Centro de Resistência do arado – CR, estando o trator com as roras direitas fora do sulco. e mesmo qualquer outra operação de preparo periódico do solo deve ser realizada, preferencialmente, na faixa de umidade, onde a resistência dos torrões não é muito grabde e nem tampouco a resistência da massa de solo seja elevada, o que permite reduzir a deterioração do solo, render o trabalho e diminuir o requerimento energético. Já um aumento de 0,1 g/cm 3 na densidade aparente pode aumentar a força de tração em 10%. Considera-se também que 46% da energia requerida pelo arado de aiveca é assim distribuido: 4% devido a resistência ao rolamento; 17% devido a fricção do solo com o rastro e; 25% devido a fricção do solo com a aiveca. Os 54% restantes da potência, são assim distribuidos: 20% devido ao corte horizontal da leiva; 11% devido ao empuxe e aceleraçào e; 23% devido a ruptura, deformação e fricção soso/solo. 2.5 Métodos de aração Arados fixos - Os métodos de aração, mais comumente utilizados com arados fixos em geral são: - aração de fora para dentro e; - aração de dentro para fora. Independentemente de cada uma delas recomenda-se variar a profundidade do sulco e alternar o sentido de aração a cada ano, de forma a dificultar a formação do pé-de- arado e de formar no centro do terreno depressão (aração de fora para dentro) ou camalhão (aração de dentro para fora), o que altera a comformação da superfície do terreno. Para fazer a aração de fora para dentro, deve-se iniciar a aração num ponto do terreno, onde o tombamento da leiva se dá para fora ou para o lado direito do deslocamento do conjunto trator-arado, de forma a contornar toda a área a ser arada de fora para dentro. Em se tratando de talhões de forma retangular ou quadrada, no final de cada “tiro” deve-se erguer o arado ou corpos do arado do solo para proceder a manobra de cabeceira e voltando a abaixá-lo quando o conjunto se encontrar na posição adequada. Esse procedimento deve ser continuado, até chegar no centro do terreno, onde as as leivas de cada uma das duas últimas passadas, em função do sentido de tombamento das leivas, deixam uma depressão no centro da área. 41 FIGURA 46 – Dois sistemas de aração de fora para dentro. A aração de dentro para fora deve ser iniciada no centro do terreno, de forma a tombar as leivas para dentro e continuar a operação até que se chegue nas extremidades do terreno. As leivas das duas primeiras passadas sendo tombadas para dentro, tendem a formar um camalhão. Se na aração anterior foi deixado no centro do terreno uma depressão, nessa aração ela é coberta, acertando assim o superfície do terreno. Arados reversíveis – Esses arados, independentemente da forma de acoplamento à fonte de potência, possibilitam realizar a aração com o sentido de tombamento desejado, uma vez permite a reversão do corpa do arado nas manobras de cabeceiras. Cabe aqui, as mesmas recomendações feitas para arados fixos, com relação a variação da profundidade de trabalho e sentida de tombamento da leiva, ressaltando ainda que as arações devem ser realizadas seguindo as curvas de nível ou perpendicular ao sentido de caminhamento das águas e, se possível sempre no sentido do maior comprimento de “tiro”. FIGURA 47 – Aração com arado reversível. 42 3 – Arado de disco Estes arados surgiram da tentativa de se reduzir o atrito entre a superfície ativa da aiveca e o solo e, conseqüentemente seu esforço de tração, através da substituição à aiveca por um disco. Procurava-se, dessa forma, obter um maior rendimento ou eficiência nos trabalhos de preparo do solo. Entretanto, a diminuição do atrito conseguida devido ao rolamento do disco é compensada pelo maior peso necessário para que o arado possa aprofundar-se no terreno. Nesse tipo de arado, fica, difícil definir-se que vêm a ser a parede e o fundo do sulco, já que o corte provocado pelos discos apresenta o formato semicircular, Figura 48. A massa desses arados varia, normalmente, da seguinte forma: arados de arrasto – de 300 a 1000 kg/disco; arados semi-montados – de 200 a 300 kg/disco; arados montados – de 120 a 175 kg/disco. FIGURA 48 – Formato semicircular dos sulcos abertos por um arado de discos independentes. 3.1 – Classificação do arados de disco a) Quanto a fonte de potência: - tração animal; - tração mecânica. b) Quanto ao acoplamento à fonte de potência: - de arrasto; - montado; - semi-montado. c) Quanto ao movimento do orgão ativo: - fixo; - reversível. d) Quanto ao número de orgão ativos: - monocorpo; - multicorpos. e) Quanto a independência dos corpos: - discos independentes; - discos interdependentes. Arados de discos independentes ou regulares 43 Também chamados de arados regulares, são os equipamentos, comumente usados em operações de aração no Brasil, Figura 49. Trata-se de uma máquina, onde cada corpo contendo a ferramenta ativa ou disco é disposta independentemente numa coluna. Os discos operam formando um ângulo horizontal coma direção de deslocamento e ângulo vertical diferente de zero com a superfície do terreno. Estando os discos inclinados em relação ao sentido de deslocamento e à vertical em relação à superfície do terreno, cortam uma fatia de solo, também denominada de leiva, elevando-a e lançando- a lateral, em função do giro do disco. Embora não realize o melhor trabalho de preparo do solo, este arado apresenta vantagens em relação ao arado de aivecas, tais como manutenção mais simples e capacidade de rolar sobre o terreno onde estiver trabalhando. São indicados paratrabalhar em qualquer tipo de solo e para arações mais profundas, principalmente em terrenos onde a atuação do arado de aivecas é limitada ou até desaconselhável como em terrenos com presença de rocha, raízes resistenter, tocos e solos turfosos. A profundidade de ação dos discos recomendada deve se restr ingir a 1/3 de seu diâmetro. FIGURA 49 – Arado de disco de tração mecânica, montado, recersível e multicorpos, com identificação de seus componentes. Arados de discos interdependentes São também chamados de arados gradeadores ou arados verticais. Trata-se de um equipamento, cujo projeto é um misto entre o arado e a grade, desenvolvido em 1927 para preparo de solo nas grandes planícies dos Estados Unidos, figura 50. Inicilmente, empregado para trabalhos de preparo periódico secundário e posteriormente para preparo periódico primário superficial. Consta de vários discos, com diâmetro entre (40 a 60cm) ou 16” e 24 ”, pouco espaçados entre si,dispostos vertivalmente em um mesmo eixo. Cada disco ,conta com um limpador, cuja função é ajudar na limpeza do disco e na inversào da leiva. Operam ã velocidades de, aproximadamente, 8 km/h e com os discos dispostos de 35° a 45° em relação a linha de tração. Trabalham à profundidade de até 10 cm, picam, incorporam bem os resíduos vegetais, além de fazer uma boa inversào. Em face do esforço requerido na barra de tração ser, relativamente, baixo e ter grande 44 capacidade de trabalho, seu tamanho é consideravelmente maior. São indicados para trabalhos superficiais em solos cultivados, onde a presença de restos culturrais na superfície não afetam a condução da cultura implantada ou para o preparo do solo naquelas regiões semi-áridas, com pouca vegetação e resíduos culturais superficiais por ocasião do preparo. FIGURA 50 – Vista superior de um arado de discos interdependentes. O número de discos normalmente utilizado neste tipo de arado é de seis podendo chegar a dezoito no caso de arados de arrasto. Sua largura de corte pode variar de 1,10m 4m. Segundo Ortiz-Canavate (1984), a potência necessária para tracionar este equipamento encontra-se na faixa de 2 a 2,5KW por disco. Estes arados apresentam discos geralmente um pouco menores que os dos arados de discos independentes, sendo que junto à face interna do disco, encontram-se os limpadores de discos, que nada mais são do que chapas metálicas com a função de evitar que o solo fique acumulado entre eles. Ao conjunto formado por um determinado ao número de discos, montados ao longo um eixo (de seção transversal quadrada) comum a todos, espaçados entre si de maneira uniforme através de separadores, chama-se conjunto porta discos, cujo o giro livre é permitido por meio de mancais. A união entre a estrutura do arado (chassi) e o conjunto porta discos é obtida por meio das hastes. O arado de discos interdependentes também apresenta uma roda estabilizadora, um disco plano com a borda afilada, situado na parte posterior do arado, deslocando-se pelo último sulco. Esta roda é semelhante àquela existente no arado de discos independentes, apresentando a mesma função. 3-2 – Constituição dos arados de disco O arado de discos independentes montados são constituidos de: chassi; corpo (disco, cubo); coluna; dispositivos de acoplamento e de regulagens, roda de sulco, limpadores e dispositivos de reversão, caso ele seja reversível. O arado de arrasto é 45 constituido de forma semelhante ao arado de aivécas, diferindo apenas com relação ao corpo. Disco Os discos são calotas esféricas de aço, em geral com 0.8% de carbono, sendo que alguns fabricantes usam aço-liga para dar maior resistência a choques. Têm dureza muito alta na região do corte e baixa na região central. São em números e tamanhos variados apresentando o formato de uma calota esférica, tendo a função promover o corte, elevação, inversão com destorroamento e o lançamento lateral da leiva. Podem ter borda lisa ou recortada. Os discos de borda lisa são mais comuns e recomendados para a maioria das situações, já os de borda recortada cortam melhor os resíduos vegetais epor isso, são recomendados para terrenos com muita resteva, isto é, com excesso de cobertura morta, principalmente palha de arroz e de milho que são de dificil picagem. Devido ao fato da superfície de corte no disco ser maior do que nos arados de aiveca, o seu desgaste é bem menor e acontece de forma uniforme ao longo de todo o seu fio de corte. Vomo o disco gira à medida que o arada avança no sentido de deslocamento, o atrito solo /interface passa a ser bem menor nesse arado. Todavia, a massa por disco nesse tipo de arado é maior que nos arados de aiveca, uma vez que devido ao seu desenho, necessitam de mais peso para aprofundar no solo que os arados de aiveca. O fio de corte do disco é em forma de bisel, podendo este ser interno ou externo, Figura 46. Quando interno ou do lado côncavo é mais duradouro e facilita a penetração em solo duro e quando externo ou do lado convexo é mais agudo, o que ajuda na penetração dos discos quando se trabalha à velocidades maiores. FIGURA 51 – Borda cortante de disco de arado: a- bisel externo; b – bisel interno e; borda recortado. Diâmetro do disco - A escolha do tipo e tamanho do disco depende, principalmente, do tipo de solo e quantidade de matéria vegetal sobre o terreno. Para solos arenosos, pouco consistentes e limpos, são indicados discos de bordas lisas e de maior tamanho; Já para solos mais duros, com raízes ou restos vegetais, são indicados os discos com borda recortada e de tamanho menor. Apresentam a Tabela 1, relacionando o tamanho dos discos às condições de uso. Em função da finalidade do arado, existem diâmetros que variam de 50 a 95cm (20” a 38”) e para condições muito especiais disco com 125cm ou de 50”, com3/4” de espessura e 10,5” de concavidade. Com a variação do diâmetro, varia-se também a expessura e a concavidade do disco. Normalmente, os discos são especificados em função de seu diâmetro e de sua expessura, exemplo: 28 x 4 ¼” ( 28” de diâmetro e 1 ¼” de expessura). 46 Tabela 1 - Indicação de uso tradiconal de discos de arados de acordo com seu diâmetro. Diâmetro dos discos (polegadas / cm) Condições para uso 24 / 61 Solos extremamente duros, argilosos, com grande quantidade de palhas na superfície, exigindo grande poder de penetração. 26 / 66 Solos duros, argilosos ou argilo-arenosos, com abundância de raízes. 28 / 71 Solos de consistência mediana, arenosos, de penetração relativamente fácil. 30 / 76 Aplicados em arações profundas, em solos de consistência média. Para solos pesados, compactados; seu emprego exige peso adicional ao arado. FONTE: SEGUY et al., 1990 Tabela 2 – Diâmetro e concavidade de discos. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- Diâmetro (poleg.) Concavidade (poleg.) Diâmetro (poleg.) Concavidade (poleg.) ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 20 2 7/8 26 4 1/4 23 3 ½ 28 4 1/4 24 3 3/8 28 5 3/8 24 3 11/16 32 4 1/2 26 3 ¾ 32 6 1/2 26 4 38 6 ½ FONTE: Elementos de Maquinaria Agricola I, 1977. Tabela 3 - profundidade e largura de corte recomendas para aração, em função do diâmetro de discos. Diâmetro do disco Profundidade (cm) Largura (cm) Polegada centímetro 26 65 15 25 28 70 20 30 30 75 25 35 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- Concavidade do disco – A concavidade esta relacionada com o raio de curvatura da esfera que a originou. A concavidade do disco está relacionada com a velocidade de deslocamento, com o destorroamento e inversão da leiva. Menor concavidade permite maior velocidade e profundidade e menor destorroamento e inversão. 47 Profundidade de corte do disco – A profundidade de corte oscila, geralmente entre 10 e 35 cm , dependendo do diâmetro do disco. A profundidade de corte máxima é estimada em 1/3 do diâmetro do disco. Ângulos do disco - Os arados de discos independentes apresentam dois ângulos, cujo adequado conhecimento reveste-se de grande importância no momento de regular o equipamento para o trabalho. Esses ângulos são: a) Ângulo vertical do disco: ângulo formado entre o plano vertical e o plano que contém a borda do disco. Apresenta variação, seguindo Kepner (1982), entre 15º e 25º, sendo responsável pela penetração do disco no solo, Figura 52. Quanto menor for este ângulo, maior será o faturamento do solo e melhor o corte e enterrio da cobertura vegetal. O ângulo vertical indicado para trabalhos em solos argilosos é em torno de 15º, enquanto que, para solos francos, o indicado é um ângulo vertical de 20º, e, para solos arenosos, 25º. A dificuldade de penetração do disco num dado solo aumenta com o aumento do ângulo vertical. FIGURA 52 – Ângulo vertical do disco, onde: PV – plano vertical; PD – plano do disco; - ângulo vertical do disco. b) Ângulo horizontal do disco: ângulo formado entre a linha horizontal que passa pela borda do disco e a linha de deslocamento do arado, também chamado de ângulo de corte do disco, Figura 53. Embora seja mais aconselhavel o uso de ângulos entre 38º a 55º, sendo mais comum aângulos 42º a 45º, conforme Kepner (1982), pode ser encontrado arados com ângulos menores e maiores que essa faixa. Ângulos menores que 42° passam a ter a parte convexa do disco atritando com aparede do sulco , quando se encontra em deslocamento. Já os ângulos maiores que 45° têm passam a ser, em parte, arrastados devido a dificuldade de giro, que aumenta à medida que o ângulo de aproxima de 90°. Quanto maior o ângulo horizontal, maior a largura de corte, maior esforço necessário à tração e maior a tendência do arado de penetrar no solo. Ângulos horizontais menores, em torno de 42º, são mais indicados para trabalhos em solos argilosos, enquanto que os valores em torno de 45º são mais indicados para solos arenosos. 48 FIGURA 53 – Ângulo Horizontal do disco, onde: LT – linha de tração; PD – plano do disco; - ângulo horizontal do disco. Limpadores de discos Junto à face interna do disco, encontram-se os limpadores de discos, de formato semelhante de uma aiveca de geração cilíndrica, cuja função é evitar o acúmulo de solo no disco e complementar o giro que a leiva deve sofre para que sua inversão parcial seja a mais adequada. Para Que os discos possam girar livremente, existem peças, uma para cada disco, chamadas cubos, que nada mais são do que mancais de rolamentos, que se encontram fixados na parte inferior das colunas, cuja parte superior é acplada ao chassi. Portanto, a coluna vem a ser o elo de ligação entre o corpo ativo do arado de discos independentes da estrutura. A coluna deve possibilitar a alteração tanto de ângulo vertical quanto do ângulo horizontal do disco, para que dessa forma, seja possível a adequação da posição dos discos ao trabalho que se pretenda realizar com o arado. Roda estabilizadora ou roda de sulco Na parte posterior do arado, encontra-se a roda estabilizadora, que é um disco plano com a borda afilada deslocando-se pelo fundo e mais próxima da parede do último sulco, sendo responsável por ajudar a regular a profundidade de trabalho do último disco e por ajudar a dar estabilidade lateral ao arado, absorvendo os esforços proveniente da reação da leiva sobre os discos. Sua posição é inclinada com relação ao plano vertical e á linha de tração. A inclinação no arados fixos, com relação a linha de deslocamento deve ser de aproximadamente, 5º em direção ao solo lavrado. Dessa forma, compensa-se a força que o solo exerce sobre os discos do sim, consegue-se o mesmo efeito da sucção horizontal dos arados de aiveca, Figura 54. Levantando-se a roda estabilizadora, diminui-se a pressão ou peso sobre ela e aumenta-se a pressão sobre os discos forçando-os a um maior aprofundamento. Esse efeito é similar à sucção vertical dos arados de aiveca, o que é obtido diminuindo-se a pressão sobre a mola que se encontra-se unida ao parafuso regular desta roda. 49 FIGURA 54 – Posição da roda estabilizadora. A) vista superior; B) vista posterior; LT – linha de tração; PR – plano da roda; PV – plano vertical. Sobre a parte estrutural do arado (chassi) acoplam-se, além das colunas, as rodas e o sistema de engate ao trator. O chassi pode ser de estrutura tubular, a fim de que seja facilitada a adição de peso em seu interior para melhorar o aprofundamento do arado. Em útima análise, está peça serve de elo para ligação do órgão ativo do arado com o trator. Alguns tipos de chassi apresentam a possibilidade de acoplamento, em sua parte posterior, de uma outra coluna, permitindo, assim, que o número de discos e, portanto, a largura de trabalho do arado venham a ser aumentados. Exigência de força e de potência Conforme descrito para os arados de aiveca, a força na barra de tração (FBT) necessária para tracinar um corpo de arado de disco será influenciada pelas condições do solo no momento da aração, regulagens no arado e da velocidade operacional do conjunto (V). - Solo argiloso: FBT = 2,4 + 0,032 x V 2 - Solo franco: FBT = 2,4 + 0,045 x V 2 Sendo: FBT = N.cm 2 V = km/h A estimativa da potência necessária será calculada de forma semelhante à mostrada para arados de aiveca. Entretanto, pode-se adiantar que a exigência de potência nesses arados é , em geral, de 7 a 10 kW/ corpo e que o tempo necessário por corpo para preparar a àrea de 1 ha é de, aproximadamente, de 7 a 12 h/ha. Eixo trnsversal No arado de discos independentes montados e fixos, existe, ainda, uma peça chamada eixo transversal, Figura 55, localizado na parte frontal do chassi, nada mais sendo do que um eixo que possui, nas suas extremidade, pinos de engate deslocados em relação ao seu centro. Esse deslocamento permite alteração no posicionamento em relação ao trator, variando a largura de corte, o ângulo horizontal dos discos e, em parte o nivelamento do arado. A largura de corte do 1° disco pode ser feito deslocando o eixo transversal para o lado direito (3” no caso de discos de 26” e 4” no caso de 28” e 30”) ou ajustando a bitola do trator para o arado em questão. É importante salientar que os 50 arados de disco montados reversíveis não apresentam este eixo, sendo a variação da largura de corte feita através dos batentes. FIGURA 55 – Eixo transversal de um arado montado fixo, com detalhes da roda estabilizadora. 3.4 Regulagens As regulagens dos arados são feitas para que os eles trabalhem o mias corretamente possível, isto é, proporcionando uma aração adequada co mínimo esforço de tração, não havendo tendência de se deslocarem tanto longitudinalmente quanto transversalmente. Na maioria dos casos, os problemas oriundos de uma inadequada regulagem devem-se à falta de conhecimentos, por parte do operador, para a realização dos ajustes necessários ao bom desempenho do equipamento. Todos os arados apresentam mecanismos, que permitem que eles possam trabalhar corretamente; portanto, desde que este implemento ou máquina esteja bem regulado, funcionará em perfeito equilíbrio, de maneira que o único esforço do elemento tracionalmente será vencer sua resistência à tração. Desta forma, o arado será capaz de proporcionar uma melhor mobilização do solo, sofrendo o mínimo desgaste em seus componentes e permitindo uma operação mais adequada e correta do trator. Antes de abordarem-se os vários tipos de regulagens que podem ser feitas nos arados, é importante o conhecimento de três conceitos básicos, os quais proporcionam um melhor esclarecimento acerca de influência das diferentes regulagens no trabalho final desses equipamentos. 3.4.1 Nivelamento do arado Depois de acoplado e centralizado o arado no trator, deve ser realizado seu nivelamento. Os procedimentos adotados são semelhantes para todos os equipamentos (arados de aiveca e de disco, enxada rotativa, escarificador, grades e subsoladores), o qual compreende o: a) nivelamento transversal e; b) nivelamento longitudinal. A ordem de acoplamento de implementos montados é: a) acoplar o 1° Ponto; b) acoplar o 3° Ponto e; c) acoplar o 2° Ponto, sendo que o 1° ponto corresponde à barra de 51 levantamento esquerda do Sistema Hidráulico de Três Pontos, a qual não possibilita em alguns tratores nenhum ajuste vertical. O A centralização do arado tem por objetivo dar estabilidade lateral ao conjunto trator- arado, É realizada usando-se as barras estabilizadoras do trator, Figura 56, as quais permitem afastar as barras de levantamento em relação a face interna do pneu. Considera-se que o implemento esteja centralizado quando as barras de levantamento se encontram à mesma distância das faces internas dos pneus. FIGURA 56 – Vista posterior do trator com a barra de levante do sistema hidráulico de três pontos, com sua respectiva corrente estabilizadora. a) Nivelamento transversal – deve ser realizado com o auxilio do 2°ponto, aumentando ou diminuindo o seu comprimento, com a finalidade de possibilitar que todos os discos do corpo do arado toquem o solo ao mesmo tempo, permitindo assim a uniformidade na profundidade no sentido transversal, Figura 57. Os ajustes do 1° e 2° ponto deverão ficar na mesma altura em relação ao solo. Isto permite que o lado direito e esquerdo trabalhem numa mesma profundidade, portanto os 2 braços devem ter o mesmo comprimento (medir com trena) os braços do sistema hidráulico. FIGURA 57 – Vista posterior do conjunto trator-arado, mostrando o arado nivelado transversalmente. 52 a b c FIGURA 58 – Nivelamento transversal em um arado de aiveca: a – correto; b – desnivelado para o lado do terreno não arado e; c – desnivelado para o lado do terreno arado. b) Nivelamento longitudinal - Deve ser realizado com o auxílio do 3° ponto, aumentando ou diminuindo o seu comprimento, com a finalidade de possibilitar que todos os discos do corpo do arado toquem o solo ao mesmo tempo, permitindo assim a uniformidade na profundidade de corte no sentido do deslocamento. Em se tratando de arado fixo, os nivelamentos devem ser realizados após o conjunto trator-arado ter dado a primeira passada no terreno e estar com a roda direita dentro do sulco. Já para os arados de discos reversíveis os nivelamentos devem ser feitos sobre uma superfície plana. Todavia recomenda-se nesse caso, ao proceder o nivelamento longitudinal deixar o primeiro disco cerca de 3 a 5 cm mais alto que os demais. Esses procedimentos para acoplamento, centralização e nivalamento são aplicados, também, aos arados de aiveca montados, cabendo lembrar as recomendações relativas a altura do primeiro orgão ou ferramenta ativa para o nivelamento longitudinal. a b c FIGURA 59 – Nivelamento longitudinal em um arado de aiveca: a – nivelamento correto; b – dianteira do arado mais baixa e; c – traseira do arado mais baixa. 3.4.2 Centro de resistênciado do arado de disco: é ponto de aplicação da resultante de todas as esforças resistentes à tração do arado e a profundidade de trabalho. Este ponto localiza-se, para arados de aivecas, um pouco acima da linha divisória entre a relha e a aiveca, afastando da parede do sulco cerca de ¼ da largura de corte. No caso de arados de discos, o centro de resistência individual de cada corpo de arado localiza- se na linha superfície do solo e afastado da parede do sulco ¼ da largura de corte. Para arados com mais de um corpo ativo, este ponto localiza-se medianamente entre os centros de resistência individuais de cada corpo de arado. Por exemplo, para todos os três corpos, o centro de resistência do arado como um todo se localiza sobre o centro de resistência do corpo central; já para arados com dois corpos ativos, este ponto localiza- se numa posição intermediária entre os dois centros de resistência individuais. a) Centro de tração: é o ponto de aplicação da resultante das forçastracionantes. Emtratores agrícolas, localiza-se longitudinalmente, na parte central, um pouco à frente do eixo traseiro e na altura de sua barra de tração. 53 b) Ponto de engate: é o ponto no qual ocorre a união entre o elementtracionante e o arado. No caso de um arado de arrasto, este ponto vem a ser a união da barra de engate do implemento à barra de tração do trator. Já para um arado montado, este ponto localiza-se na convergência (prolongamento para a parte frontal do trator) dos três braços que compõem o sistema de engate de três pontos do trator. Portanto, trata-se de um ponto localizado bem à frente da união do trator com o implemento, não sendo um ponto de união físico, e, por isso, chamado ponto virtual de engate (PVE). A união do centro de resistência ao centro de tração, passando pelo ponto de engate ou PVE forma o que se chama de linha de tração, Figura 60, a qual, para que o arado encontra-se bem regulado e em perfeito equilíbrio deve formar uma linha reta e no mesmo plano vertical da linha de deslocamento do elemento tracionante. Caso ocorra o contrário, isto é, se esse pontos não estiverem alinhados tanto longitudinalmente quanto transversalmente, haverá a tendência do arado em não manter a profundidade e estabilidade lateral ideais ao trabalho desejado. Várias regulagens podem ser executadas nos arados, resumidas em dois aspectos principais, o controle da profundidade de trabalho e o controle da estabilidade lateral. A maneira de obterem-se essas regulagens depende do tipo de arado (aivecas ou discos), do sistema de engate à fonte de potência (de arrasto montado e semimontado) e da marca (fabricante). No entanto, um aspecto sempre permanecerá o mesmo, ou seja, a linha de tração deverá ser uma linha reta paralela à linha de deslocamento do conjunto do conjunto trator /implemento. FIGURA 60 – Linha de tração (LT), onde: CT – centro de tração; PE – ponto de engate; CR – centro de resistência. FIGURA 61 – Arado de aiveca de 3 corpos, onde o primeiro está cortando uma leiva de maior largura, devido à bitola desjustada. 54 3.4.3 Profundidade de trabalho O controle de profundidade de trabalho é obtido através de ajustes próprios ao tipo de arados a ser utilizado, conforme relacionados a seguir. a) Arado de discos montado - Através da variação do ângulo vertical: quanto menor este ângulo, maior a tendência de aprofundamento do arado. - Através da variação do ângulo horizontal: quanto maior for este ângulo, maior a tendência de aprofundamento do arado. - Pelo sistema de controle de profundidade do sistema hidráulico de três pontos do trator - Através da roda estabilizadora: reduzindo a pressão sobre a mola dessa roda, faz-se com que a roda absorva menos parte do peso dos discos, e com isso que o arado venha a ter uma maior tendência de penetrar no solo. - Adicionando-se peso à estrutura do arado: se após executadas todas as regulagens acima não tenha sido possível atingir-se a profundidade de trabalho desejada, pode-ser feita a adição de peso ao arado. b) Arado de discos de arrasto - Os dois itens iniciais (ângulo vertical e ângulo horizontal) apontados para arados montados continuam sendo válidos para os arados de arrasto. - Regulando-se a posição da altura das rodas que sustentam o arado, pode-se fazer com que ele tenha uma maior ou menor tendência ao aprofundamento. - Com relação à roda estabilizadora, o que foi salientado no item anterior, para os arados montados, também é válido para o caso dos arados de arrasto. - A adição de peso à estrutura do arado, também pode ser feita neste caso. c) Arado de aiveca montado - Através da variação da sucção vertical, a qual, ao ser aumentada, permite um maior aprofundamento do arado no solo. No entanto deve-se observar os valores máximos e mínimos indicados para essa variação, os quais não devem ser ultrapassados sob pena de se prejudicar o trabalho do arado. - Da mesma forma que nos arados de discos montados, pode-se regular o terceiro ponto, encurtando-o ou aumentando-o, o que faz com que o arado tenha a tendência de penetrar mais no solo ou sair dele, respectivamente. - Através do controle de profundidade do sistema de engate de três pontos do trator. - Caso a arado apresente roda estabilizadora, são válidas as mesmas considerações feitas para os arados de discos. d) Arado de aivecas de arrasto - Através da variação da sucção vertical, da mesma forma que foi salientado anteriormente. - Regulando-se altura das rodas de sustentação do arado, fazendo-se com que ele tenha aumentada ou diminuída sua tendência ao aprofundamento. - Caso o arado apresente roda estabilizadora, são válidas as mesmas considerações feitas para os arados de discos. 55 3.4.4 Estabilidade lateral A estabilidade lateral do arado pode ser obtida através das formas a seguir relacionadas. a) Arado de discos montado - Através do eixo transversal. Variando-se o seu posicionamento, permite-se que o arado venha a deslocar-se lateralmente, isto é, mais para a esquerda ou para a direita do trator. - Através dos braços inferiores ou de levante do sistema de engate de três pontos do trator, pois, alterando-se seu posicionamento, consegue-se fazer com que o arado fique centralizado em relação ao trator. A tensão dada a eles não deve ser demasiada ou muito diminuta, isto é, os braços devem ser capazes de apresentar um pequeno movimento lateral, correspondente a ¼ de volta de cada lado da corrente estabilizadora, pois se esse for muito grande o arado poderá desviar-se de sua trajetória a prejudicar o deslocamento do trator em linha reta. - Pela variação do ângulo que a roda estabilizadora faz com que a linha de deslocamento do conjunto trator/arado, pois, como esta roda funciona como um leme, caso o arado tenha a tendência de deslocar-se mais para a direita (terra lavrada), ela deverá ter seu ângulo aumentado, isto é, deverá ser deslocada mais a direita , pois, dessa forma, o arado fará com que o trator apresente a tendência de movimentar-se para a esquerda. No caso de arados de discos montados, reversíveis a roda estabilizadora desloca verticalmente e paralela a linha de tração. A flange da roda estabilizadora deve posicionar-se no fundo do sulco, tendendo a estar mais próxima da parede do sulco e com um gume cortante de, no mínimo, 3 cm. b) Arado de discos de arrasto - Pelo alinhamento de sua barra de engate com relação ao seu centro de resistência. - As considerações feitas no item anterior com relação a roda estabilizadora também são válidas neste caso. c) Arado de aivecas montado - Através de sucção horizontal, a qual, ao ser aumentada fará com que o arado tenha tendência em de se deslocar mais para o lado do solo que não foi lavrado. Entretanto, deve-se tomar cuidado para essas variações não ultrapassem os limite máximo e mínimo recomendados - Caso o arado apresente roda estabilizadora, as mesmas considerações feitas anteriormente para os arados de discos montados são válidas. - Com relação aos braços inferiores do sistema de engate de três pontos do trator, também são mantidas as observações feitas para os arados de discos montados. d) Arado de aiveca de arrasto - Através do alinhamento de sua barra de engate em relação ao seu centro de resistência. - Pela roda estabilizadora, valendo as observações feitas anteriormente isto é, pela variação do ângulo que esta roda forma com a linha de deslocamento do conjunto elemento tracionante /arado. 56 Um aspecto importante em relação à regulagem dos arados diz a respeito de alguns itens que devem ser observadas no trator, como a bitola do trator, já que está dependerá, principalmente, da largura de corte do arado. Portanto, deve-se Ter o cuidado para que a face interna das rodas traseiras esteja com a mesma posição das faces internas das rodas dianteiras. Isso assume maior importância quando se trabalha com arados montados, pois, o conjunto trator/arado formará uma unidade que necessita manter-se em linha reta e que, normalmente, trabalhará com as rodas de um dos lados dentro do sulco aberto pelo arado. Outro fato que deve ser levado em conta diz a respeito à pressão e lastragem dos pneus do trator, pois, como a aração exige um grande esforço de tração por parte do trator, os pneus devem ser lastrados e estar com a pressão indicada pelo fabricante, a fim de evitar-se que eles venham a patinar em excesso. Quando se trabalha com arados fixos, nos quais os pneus do lado direito sempre estão do sulco, estes devem ter uma calibração com cerca de 0,3kPa (21bf/pol 2 ) a mais que os do lado esquerdo, 2 já que são eles que sustentarão a maior parte do peso do conjunto trator/arado. Ao começarem-se os trabalhos de aração, alguns cuidados com regulagens iniciais devem ser tomadas, podendo-se dividi-los em vários itens, os quais dependem do tipo de arado a ser utilizado. Como exemplo, utilizar-se à um arado de discos do tipo montado. 3.4.5 Abertura do 1º sulco Estando o implemento devidamente acoplado ao trator e este com a pressão dos pneus, lastragem e bitola corretas para iniciarem-se os trabalhos, há a necessidade de fazer-se o sulco inicial, que servirá de base para posterior regulagem do arado e começo dos trabalhos de preparo do solo. Este sulco deve ser aberto através da ação, unicamente, do último corpo do arado, isto é, posicionando-se o arado de forma que apenas o último corpo ativo penetre no solo. Para tanto, procede-se da seguinte maneira: - baixa-se o arado até que os discos toquem no solo; - gira-se a manivela de nivelamento do braço inferior direito do sistema de engate de três pontos do trator, até que fique um pouco acima da posição do braço inferior esquerdo, cerca de 5 cm; - aumenta-se o tamanho do terceiro ponto; isso é obtido girando-se de capa externa. Desta forma, a parte superior da torre de engate do implemento é empurrada para trás. Faz-se essa operação até que ela se torne difícil; - através da alavanca do levante do sistema de engate de três pontos do trator, deve-se erguer o arado e continuar-se a aumentar o tamanho do terceiro ponto até que o último corpo toque no solo. Isso deve ser feito até que o primeiro corpo fique com um espaço livre em relação ao solo de, aproximadamente 10 cm, e o último corpo fique encostado no solo; - se o arado apresentar roda estabilizadora, procede-se ao afrouxamento dessa roda, de maneira que o arado venha a apoiar-se, principalmente, sobre o último corpo; - com uma velocidade superior à que será utilizada na aração, faz-se a abertura do primeiro sulco, que servirá de base para regulagens posteriores do arado. 3.4.6 Complentação das regulageens durante o trabalho 2 1,0kPa=6,895lbf/pol 2 =100,0bar 57 Após aberto no terreno o primeiro sulco de aração, coloca-se o trator com rodas do lado direito dentro do sulco aberto inicialmente e procede-se da seguinte forma: - baixa-se o arado até que ele venha a apoiar-se ao solo; - gira-se a manivela de nivelamento do braço inferior direito dos sistema de engate de três pontos do trator até que ela fique paralela ao braço inferior esquerdo e ambas fiquem niveladas em relação ao solo; - girar a capa externa do 3° ponto, até que o primeiro corpo fique com uma folga em relação ao solo de, aproximadamente, 3cm; - pode-se, agora, dar início à movimentação do trator (aração), aproveitando-se para verificação de possíveis deficiências de regulagem (profundidade, estabilidade), as quais deverão ser corrigidas na próxima passada, e, assim sucessivamente, até considerar-se que o arado encontra-se bem regulado e trabalhando conforme o desejado. 3.4.7 Manutenção Uma adequada manutenção, ajustes corretos e um armazenamento aprorpriado após sua utilização são fatores importantes que vão permitir aos arados trabalharem de maneira correta por um grande período de tempo e com um mínimo de gastos (custos), evitando–se, também, a todas as máquinas e implementos agrícolas. Isso faz com que , muitas vezes, esses equipamentos naõ sejam capazes de trabalhar adequadamente e dentro dos parâmetros estabelecidos pelos fabricantes. A falta de cuidados com os arados evidencia-se pelo fato de encontrar-se com facilidade, nas propriedades rurais, esses equipamentos enferrujados, com suas peças ativas gastas ou quebradas, deixados ao tempo, muitas vezes, servindo de poleiro para galinhas ou guardados junto a adubos. Os arados, como de resto todas as máquinas e implementos agrícolas, necessitam de cuidados especiais para cumprirem, adequadamente, suas funções, visto que seus mecanismos são bastante solicitados e encontram-se expostos a situações muito adversas, Portanto, é previsível verificar-se algumas horas do dia para fazer-se a manutenção e arriscar-se à ocorrência de danos maiores, os quais vão fazer com que se perca muito tempo para saná-los, atrasando-se dessa forma, os trabalhos a serem executados, além de serem de um custo mais elevado. Pode-se dividir a manutenção dos arados em trabalhos que devem ser executados diariamente, previamente e em serviços de conservação. 3.4.8.1 Arados de aivecas Diariamente: - Verificar torções na estrutura; - Manter parafusos e porcas bem apertadas; - No caso de possuírem facão ou sega circular, mantê-los bem afiados, lubrificando-se os cubos das segas circulares; - Verificar o estado das relhas, mantendo-se sua afiação e, em casos extremos (desgaste excessivo), substituindo-as; - Verificar sucções vertical e horizontal. 58 Observações: - A ponta da relha pode ser recuperada por estiramento a quente, ou, em caso de desgaste excessivo, pode ser substituída através da soldagem de uma nova ponta. - É importante manter-se, sempre, um jogo de relhas sobressalentes. - Ao recuperar-se a relha, deve-se tomar cuidados especialmente com a manutenção das sucções vertical e horizontal. Preventivamente: Ao final dos trabalhos de aração, o arado deve-se ser lavado, verificando-se e consertando-se ou substituindo-se, imediatamente, as pecas que se encontrarem danificadas ou desgastadas. No caso de existirem partes móveis, estas devem ser desmontadas, limpas e lubrificadas. A fim de evitar-se o surgimento de pontos de ferrugem deve-se retocar a pintura sempre que necessário. Conservação: Feita manutenção preventiva deve-se guardar o arado em lugar seco, protegido do sol e da chuva, longe de fertilizantes e animais domésticos (galinhas). Para prevenir-se a corrosão (ferrugem) das relhas e rastros, indica-se que o arado fique apoiado sobre calços de madeira, evitando-se seu contato direto com o solo. Consegue-se uma maior proteção, principalmente das aivecas, cobrindo-se o arado com uma camada de graxa fina, óleo ou qualquer tipo de produto anticorrosivo. Para uma melhor compreensão dos serviços de manutenção dos arados de aivecas, montou-se a tabela 2. TABELA 4 – Manutenção periódica de arados de aivecas. Descrição Reapertar Lubrificar Com graxa Verificar Afiar Desmontar Substituir Verificar torções Intervalo Parafusos e porcas X A cada 24h Sucção vertical e horizontal X A cada 24h Cubos das segas circulares X A cada 24h X A cada safra Sega e facão X A cada safra Relha X A cada safra Estrutura X Quando necessário 59 3.4.8.2 Arados de discos Diariamente: - Verificar-se a folga do cubo da roda guia e dos mancais de sustentação dos discos; - Reapertar todas as porcas e parafusos; - Lubrificar todas as partes móveis do arado (mancais, buchas, e parafusos da roda estabilizadora). Para que isso seja feito de maneira correta, todos os pinos graxeiros devem ser previamente limpos; - Verificar se os discos encontram-se limpos e afiados; no caso de apresentarem desgaste acentuado, devem ser substituídos. Preventivamente: Ao final da utilização do arrasto, deve-se fazer a verificação daqueles mecanismos que, por estarem mais protegidos do meio externo, necessitam de uma manutenção mais espaçada. Primeiramente, o arado deverá ser lavado, verificando-se a existência de peças danificadas. Caso existam, deverão ser, imediatamente substituídas ou consertadas.Os cubos de discos e a roda estabilizadora devem ser desmontados e limpos. Também é necessário verificar-se o estado dos rolamentos, eliminando-se possíveis folgas e substituindo-se vedações que se encontram desgastadas. Posteriormente, essas peças devem ser engraxadas e remontadas. Caso haja necessidade, a pintura do arado deve ser retocada, a fim de evitar-se pontos de ferrugem. Conservação: Após executada a manutenção periódica, o arado deve ser guardado em local seco, protegido do solo e da chuva, longe de fertilizantes e animais domésticos (galinhas). Para evitar-se a corrosão (ferrugem) dos discos, é indicado que o arado fique apoiado sobre calços ou pranchões de madeira. É importante, também, cobrir-se, principalmente dos discos, com uma camada de graxa fina, óleo ou qualquer tipo de anticorrosivo. A fim de facilitar-se a compressão dos serviços de manutenção de um arado de discos, estabeleceu-se tabela 3. TABELA 5 - Manutenção periódica de arados de discos. Descrição Reapertar Lubrificar Com graxa Verificar a folga Desmontar Substituir Intervalo Parafusos e porcas X A cada 24h Articulações X A cada 24h Cubos e mancais de rolamento X X A cada 24h X A cada safra Cubo da roda X A cada 24h 60 guia X A cada safra Rolamentos X Quando necessário Discos X Quando necessário 4. ESCARIFICADORES 4.1 Escarificação Escarificar o solo consiste em mobiliza-lo a uma determinada profundidade (no máximo 30cm), tendo-se uma mínima mobilização superficial. A quebra do solo dá-se por vibração do escarificador e no sentido vertical, sendo que isso acontece da melhor maneira quando o terreno encontra-se mais seco, pois, dessa forma, as vibrações dos braços do escarificador tornam-se mais intensas. Por não provocar a inversão do solo, a escarificação causa-lhe uma menor desagregação, sendo que os resíduos vegetais ficam depositados na superfície, facilitando, assim, o controle da erosão e melhorando a infiltração e retenção de água, a estrutura e a porosidade do solo. Devido ao fato de não inverter o solo, alguns profissionais tem-se denominado a escarificação de preparo vertical. Conforme a profundidade de atuação do escarificador, tem-se a escarificação dividida em dois tipos, a saber: escarificação superficial: de 5 a 15cm; escarificação profunda: 15 a 30cm. Nos últimos anos, devido aos graves problemas que têm sido verificados, principalmente pela utilização errônea do sistema convencional de preparo do solo (aração e gradagem), a escarificação, por mobilizá-lo com menor intensidade, e, dessa forma, causar menores problemas de erosão (hídrica e eólica), tem sido amplamente divulgada, juntamente com a subsolagem, como uma técnica capaz de resolver os problemas relativos a preparo do solo. A escarificação possui grande importância principalmente quando o preparo do solo é executado em época e locais que apresentam pluviometria muito elevada ou estejam sujeitos a ventos fortes, pois além da intensidade de mobilização do solo ser menor que no preparo convencional, a cobertura vegetal (matéria orgânica) que fica sobre a superfície, entre outras, cumpre a função de amortecer o impacto da gota da chuva e diminuir a velocidade de escorrimento superficial, permitindo melhor infiltração de água no terreno e proteção contra a erosão eólica. Daí a razão desse equipamento ser muito usado para o sistema de preparo conservacionista. Além desses fatores Martucci apud Coan (1995) afirma que a necessidade energética dos escarificadores é 60% inferior à do arado de discos, quando ambos os equipamentos trabalharem à mesma profundidade. Também Salvador et al. (1995), ao estudarem diferentes sistemas de preparo periódico do solo, observaram que a escarificação proporcionou maior rendimento efetivo e menor requerimento energético. Portanto, nota-se que a escarificação é um tipo de preparo do solo que, se bem conduzido, pode trazer grandes benefícios, tanto no que diz respeito ao aspecto econômico, quanto à conservação do solo. 61 O escarificador é composto por um chassi ou estrutura que é a parte responsável pela sustentação das hastes, as quais servem de meio de ligação entre este elemento e as ponteiras do escarificador, Figura 62. FIGURA 62 - Escarificador FONTE: PEÑGARICANO, 1987. As hastes são dispostas sobre a estrutura do escarificador (chassi), a qual, além de servir de meio de ligação entre o elemento ativo do escarificador (ponteira) e o elemento tracionante, deve permitir um adequado espaçamento entre essas hastes. Um bom chassi deve permitir que a regulagem do espaçamento entre as hastes seja feita de forma rápida e fácil. As hastes, Figura 63, podem apresentar vários formatos e podem ser rígidas ou flexíveis. Normalmente, são flexíveis, pois, através de sua vibração, ao mesmo tempo em que se tem diminuído o esforço de tração necessário ao deslocamento do implemento, obtém-se uma melhor mobilização do solo. FIGURA 63 – Alguns formatos de hastes de escarificadores: A) curva; B) com inflexão; C) espiral de seção quadrada. FONTE: PEÑGARICANO, 1987. A parte ativa do escarificador são as ponteiras, Figura 64, responsáveis diretas pela mobilização do solo, podendo apresentar diferentes formatos, sendo que, de acordo com a sua largura, podem ser divididas em dois tipos, a saber: estreitas: possuem de 4 a 8cm de largura; largas (aladas): acima de 8cm de largura. 62 FIGURA 64 – Formatos de ponteiras de escarificador. A) estreita ou comum; B) larga ou alada. 4.2 Distância entre hastes - A distância entre hastes (D) na operação de escarificação, normalmente não ultrapassa 30cm e está condicionada a alguns fatores, tais como: profundidade máxima de operação (Pmáx); altura de “crista” (Cr); largura de “crista” (Δd); largura da ponteira (Lp); ângulo de atrito interno do solo (αi) e; largura da ponteira (Lp). As Figuras 65, 66 e 67ilustram todo esse procedimento. Como Cr = corresponde de 25% a 30% da Pmáx e há 2 “cristas” entre 2 hastes consecutivas (1 para cada haste), temos: D = 0,6 Pmáx x tgαi + Lp + Δd Na maioria dos casos escarifica-se com várias hastes, sendo estas dispostas na configuração triangular ( com a haste central na parte anterior) e distribuidas em três barras porta-ferramentas do implemento (N), normalmente duas ou três, temos: D = 0,6 Pmáx x tgαi + Lp + Δd Já a distância entre hastes em cada barra porta-ferramentas é: D = N (0,6 Pmáx x tgαi + Lp + Δd) Δd: varia entre 2 e 8 cm. Para exemplificar, temos: Determinar a distância entre hastes na operação de escarificação, sabendo-se que o ângulo de atrito interno solo/solo (αi) do terreno a ser trabalhado é de 45° , o equipamento é contituido de 3 barras porta-ferramentas e 11 hastes com ponteiras de 5 cm de largura. Considerar o Cr=30% de Pmáx. e a profundidade máxima de 25 cm. Então: D = 0,6 x 22 x tg45° + 5 + 7 = 25cm entre hastes na operação. A distância entre hastes em cada uma das 3 barras porta-ferramentas, é: D = 3 (0,6 x 22 x tg45° + 5 + 7) = 75cm FIGURA 65 – Trabalho realizado pelo escarificador. 63 Figura 66 – Distância entre hastes (d), αi , Δd , Cr e Pmáx. FIGURA 67 – Disposição das barras e das hastes nas barras. 4.3 Exigência de potência – Como cada uma das hastes realizam um trabalho simétrico, a componente transversal da resultante de forças que atuam em cada uma delas pode ser considerada, praticamente nula. Cabendo nesse caso tratar apenas das componentes horizontal e vertical. Essas componentes crescem de forma linear com a velocidade, em vez de ser quadrático como acontece com outros equipamentos.Elas crescem também com o quadrado da profundidade de trabalho. Ortiz Cañavate & Hernanz (1989) mostram que a componente horizontal de reação do solo, para hastes espaçadas de 30 cm, operando à velocidade de 8,3 cm, alcançam os seguintes valores: Solo franco F8,3 = 520 +49,2 x V 2 Solo franco argiloso F8,3 = 480 +48,1 x V 2 Solo argiloso F8,3 = 527 +36,1 x V 2 64 Para: F = N/haste e V = km/h Para a profundidade de escarificação “P”, a expressão anterior é modificada para: Fp = F8,3 (P / 8,3) 2 Portanto a exigência de Potência na barra de tração, será: PBT = Fp X V K Sendo: K = constante para as unidades de Fp X V. 4.2 Regulagem As regulagens a serem executadas nos escarificadores dizem respeito, principalmente, à profundidade de trabalho e dist6ancia entre as hastes. Essa distância é diretamente relacionada à profundidade de trabalho do equipamento, a qual por sua vez deve ser baseada no tipo e largura das ponteiras que estão sendo utilizadas, mantendo-se os níveis descritos anteriormente. Spoor, Godwin (1978) afirmam que a profundidade de trabalho encontra-se diretamente ligada à largura da ponteira, devendo ser estabelecida entre cinco e sete vezes essa largura, a fim de que não seja ultrapassada a profundidade crítica. 4.4 Manutenção Da mesma forma que para os arados, a manutenção correta do escarificador permitirá que este implemento venha a ter uma maior vida útil, e custos de utilização mínimos e que seja evitada a ocorrência de contratempos quando da sua utilização. A manutenção dos escarificadores pode, a exemplo do que se fez com os arados, ser dividida em manutenção diária, preventiva e de conservação, conforme estabelecido abaixo. Diariamente: verificar torções na estrutura; manter parafusos e porcas bem apertados; verificar o estado das ponteiras, mantendo sua afiação; em caso de desgaste excessivo, substituí-las. OBS.: No caso de o escarificador apresentar um rolo destorroador na sua parte traseira, deve-se engraxar seus rolamentos e verificar-se seu estado geral. Outro fato importante é que se deve, sempre, ter à mão um jogo de ponteiras sobressalentes. Preventivamente: 65 ao final da utilização do implemento, ele deve ser lavado, verificando-se e consertando-se as peças com problemas e substituindo-se aquelas que apresentarem desgaste excessivo; no caso de o escarificador possuir rolo destorroador, seus mancais devem ser desmontados, limpos e lubrificados, verificando-se o desgaste dos rolamentos e substituindo-os quando necessário. para se evitar o surgimento de pontos de ferrugem, a pintura do escarificador deve ser retocada sempre que necessário. Conservação: após executada a manutenção periódica, o implemento deve ser guardado em local seco, protegido do sol e da chuva, longe de fertilizantes e animais domésticos; para prevenir-se a ocorrência de ferrugem nas ponteiras, é interessante que elas fiquem apoiadas sobre calços de madeira, evitando-se o contato direto com o solo; uma maior proteção do implemento é obtida cobrindo-se o mesmo com uma camada de graxa fina, óleo ou qualquer outro tipo de produto anticorrosivo, principalmente as ponteiras. Com o objetivo de se facilitar o entendimento do processo de manutenção dos escarificadores, apresenta-se a Tabela 4. TABELA 4 – Manutenção periódica de escarificadores. Descrição Reapertar Lubrificar Com graxa Verificar Afiar Desmontar Substituir Verificar torções Intervalo Parafusos e porcas X A cada 24h X X Quando necessário Ponteiras X A cada 24h X X X Quando necessário Mancais e rolamentos (quando existirem) X A cada 24h X A cada safra X Quando necessário Estrutura X A cada safra 5. ENXADAS ROTATIVAS A enxada rotativa é a máquina agrícola dotada de diversas lâminas dispostas, através de flanges, sobre um eixo localizado transversalmente ao sentido de deslocamento da máquina, figura 68, cujo rápido movimento de rotação (normalmente 66 no sentido de avanço) proporciona o corte de uma fatia de solo, a qual é projetada a distância em direção a uma chapa localizada na parte posterior do equipamento, sendo, dessa forma, fraturada em diversas porções menores, Figura 58. A movimentação das lâminas é obtida através do eixo de tomada de potência (TDP) do trator, por meio de um carda, sendo que a rotação dessas lâminas segundo FNH-Howard apud Alonço (1990), pode variar entre 122 e 216rpm. Esta máquina foi projetada, inicialmente, com a função de fazer os preparos primário e secundário do solo, numa única passada, substituindo, dessa forma, o trabalho do arado e grade. Entretanto, como tal procedimento não se mostrou eficaz, ela é mais utilizada, atualmente, no trabalho complementar ao preparo primário do solo, na formação e manutenção de canteiros em horticultura, no controle de plantas concorrentes (principalmente em pomares e entre linhas de culturas), na incorporação de adubos e corretivos e na picagem e incorporação de restos culturais. Ainda uma condição especial de trabalho das enxadas rotativas é a sua eficiente utilização em solos de várzea, deixando-os preparados para a semeadura de arroz irrigado. FIGURA 68 – Enxada rotativa. FONTE: FNH-HOWARD . 67 FIGURA 69 – Enxada rotativa conjugada com um modelador de canteiro. Segundo Ortiz-Cañavate (1984), a largura de trabalho deste equipamento pode variar entre 0,90 e 2,80m, e a profundidade máxima de atuação pode chegar a 0,25m. Já Mazukowiski, Derpsch (1984) informam que essa largura de trabalho pode atingir até 4,5m. Juanos (1980) salienta que a enxada rotativa possui um custo de aquisição e manutenção elevados, exige grande potência do trator e apresenta elevado consumo de combustível. Nesse sentido, Gamero et al. (1992 a) detectaram, em seus estudos, que o consumo horário de combustível aumentou, proporcionalmente, à velocidade de deslocamento, e à quantidade de rotação das lâminas. Já Candelon (1971) afirma que a enxada rotativa exige 20cv de potência para cada metro de largura de trabalho, enquanto que pesquisas alemãs citadas por Silveira (1988) dizem que a potência necessária à tração da enxada rotativa é de 60% a 80% maior que a para arados. FIGURA 70 – Enxada rotativa em operação de preparo de solo para para a cultura do arroz em tabuleiro. 68 Quando se utiliza esta máquina, alguns cuidados devem ser tomados, principalmente no sentido de evitar-se o trabalho sempre à mesma profundidade, pois Poe haver a formação de uma camada compacta (pé-de-arado) proporcionada pela raspagem das lâminas no solo. Outro cuidado que se deve ter é de não utilizar a enxada rotativa em áreas declivosas, pois, devido à grande mobilização que ela causa no solo, corre-se grande risco de haver perdas de solo por erosão (tanto eólica quanto hídrica). Já em solos pedregosos ou muito duros, tem-se um acentuado desgaste das lâminas. Gamero et al (1992 b) observaram que o efeito produzido pela enxada rotativa sobre a estrutura do solo, varia em função, principalmente, das regulagens utilizadas durante a operação da máquina, sendo o fraturamento do solo diretamente relacionado à velocidade de deslocamento do trator, velocidade de giro e número de lâminas (enxadas). Dessa forma, pode-se afirmar que quanto menor a velocidade, maior o giro e quantidade de lâminas e quanto mais baixa a placa de impacto, maior a desagregação do solo. Entretanto, considera-se que a enxada rotativa apresentará um melhor trabalho quando a velocidade de deslocamento e a rotação das lâminas forem baixas. A enxada rotativa compõe-se de uma caixa de transmissão, que recebe o movimento oriundo da TDP do trator, sendo responsável por reduzir e alterar seu sentido de giro, transmitindo esse movimento ao eixo. A alteração da velocidade de rotação, normalmente, é feita através da troca de engrenagens. Perpendicularmente à direção de deslocamento, encontra-se um eixo, responsável por receber movimento da caixa de transmissão e permitir o giro das lâminas. Acoplados a esse eixo existem flanges, cuja função é dar sustentação às lâminas, que são os elementos ativos das enxadas rotativas, responsáveis pela mobilização do solo. Um aspecto importante diz respeito a sua localização no eixo, Figura. 71, a qual deve apresentar um formato helicoidal, pois, dessa forma, um melhor trabalho é obtido. Em resumo, o tamanho do torrão produzido na operação de preparo com enxada rotativa dependerá, entre outros: da rotação do rotor, do tipo de lâmina usada, do número de lâminas usadas por flange, da altura do anteparo traseiro e, da velocidade de deslocamento do conjunto trator-enxada rotativa. FIGURA 71 – Posicionamento das lâminas no eixo da enxada rotativa.FONTE: FNH- HOWARD. As lâminas, Figura 72, podem apresentar vários formatos a seguir descritos. Reto: trata-se de um tipo pouco utilizado, sendo mais indicado para terrenos limpos e leves. Exige pouca potência do trator. Em “L”: muito utilizado para o enterrio de restos vegetais, proporciona um bom fraturamento do solo. Exige um pouco mais de potência que o anterior. Apresenta o 69 problema de alisar, demasiadamente, o solo na profundidade de trabalho, podendo criar um espelhamento do terreno e, conseqüentemente, formar o chamado “pé-de-arado”. Em “C”: trata-se de um formato intermediário entre os anteriores, servindo para aplicações gerais. Faz com que o solo não fique aderido à lâmina e, portanto não exige grande potência para o seu acionamento. Em “T”: utilizado, principalmente, em terrenos difíceis de se trabalhar. Em “U”: é um tipo de lâmina que apresenta um bom trabalho, principalmente, em terrenos secos e duros. Flexível: trata-se de um tipo de lâmina que apresenta vibração ao mesmo tempo em que mobiliza o solo; portanto, provoca um maior fraturamento no terreno. FIGURA 72 – Formatos de lâminas de enxadas rotativas mais usadas no Brasil: A) em “L”; B) reto; C) em “C”. 70 Na parte posterior ou lateral da máquina, estão localizados os patins ou rodas, com a finalidade de controlar a profundidade de trabalho. Atrás do eixo que suporta as lâminas, encontra-se uma placa de impacto, que nada mais é do que uma chapa metálica de altura regulável, a fim de ter-se uma maior ou menor desagregação do solo cortado pelas lâminas. As fatias desse solo são lançadas contra a chapa e, devido ao impacto sofrido, desagregam-se diminuindo de tamanho. Quanto mais baixa estiver esta chapa, menor será o tamanho dos torrões formados. A fim de que seja evitada a danificação das lâminas (enxadas), existe um dispositivo de segurança, o qual, normalmente, é uma embreagem composta por disco de atrito, que são prensados através de parafusos e molas. Deve-se ter o cuidado para que o aperto dos parafusos e a tensão das molas estejam ajustados corretamente, pois, caso contrário, a embreagem poderá patinar com esforços mínimos, ou então, no caso de um aperto excessivo, poderá haver quebra das lâminas sem o acionamento do dispositivo de segurança. FIGURA 73 – Efeito da placa de impacto no tamanho de torrão: levantada e abaixada. 5.1 Regulagem As regulagens que podem ser realizadas nas enxadas rotativas referem-se a três aspectos, que são: velocidade de avanço, rotação das lâminas e profundidade de trabalho. A velocidade de avanço (trabalho) influi, diretamente, na largura das fatias de solo cortadas pelas lâminas (enxadas). Para uma dada rotação das lâminas, uma maior velocidade de deslocamento da máquina irá proporcionar fatias de solo mais largas. A velocidade de trabalho pode variar entre 4 e 9km/h, dependendo do tipo de serviço a ser executado. Essa variação de velocidade sempre deverá ser obtida através de troca das marchas do trator e nunca se alterando a rotação de seu motor. 71 FIGURA 74 – Mordedura, em função do número de facas por flange, da rotação do rotor e da velocidade de avanço. A rotação das lâminas é variável, podendo situar-se, conforme salientado anteriormente, dentro da faixa de 122 a 216 rpm. Uma maior rotação das lâminas para uma mesma velocidade de trabalho proporciona um maior fraturamento do solo. Conforme Alonço (1990), pode-se calcular a rotação das lâminas através da seguinte expressão: V = Vt (E1/E2) 0,3 onde: V = velocidade angular das lâminas; Vt = velocidade angular da TDP do trator; E1 = número de dentes da engrenagem motora; E2 = número de dentes da engrenagem movida. FIGURA 75 – Efeito do desenho da lâmina ou faca no corte e na compactação do solo. 72 A profundidade de operação depende, diretamente, do tamanho dos flanges e das lâminas. Normalmente, a profundidade varia entre 10 e 20cm, entretanto, pode chegar até a 25cm. Sua regulagem é obtida através do levantamento ou abaixamento das rodas de profundidade ou patins laterais. OBS.: um maior ou menor fraturamento do solo pode ser obtido regulando-se a abertura da placa de impacto. Quanto mais aberta encontrar-se essa placa, menor o impacto do solo contra ela e, portanto, menor seu fraturamento. 5.2 Manutenção Da mesma forma que já foi salientado para os demais equipamentos de preparo do solo, uma adequada manutenção das enxadas rotativas permitirá que essas máquinas possuam uma maior vida útil, baixos custos de utilização e que não haja ocorrência de contratempos durante sua operação (Tab. 5). Pode-se, a exemplo dos casos anteriores, dividir-se a manutenção das enxadas rotativas em manutenção diária, preventiva e de conservação. Diariamente: verificar o estado das lâminas, substituindo-se aquelas que se encontrarem muito desgastadas e reapertando-se as que estiverem soltas; lubrificar as partes móveis (articulações e rolamentos). Antes dessa tarefa ser executada, deve-se limpar os pinos graxeiros. Preventivamente Ao final da utilização do equipamento, ele deve ser lavado, a fim de que seja possível desmonta-lo. As peças que se encontrarem danificadas ou desgastadas devem ser, imediatamente, recondicionadas ou substituídas. Deve ser dada especial atenção ao dos rolamentos, eliminando-se possíveis folgas e substituindo-se vedações danificadas. O nível e estado do óleo lubrificante da caixa de transmissão devem ser verificados. Esse óleo deve ser substituído dentro do período recomendado pelo fabricante. Conservação Feita a manutenção preventiva, deve-se raspar os pontos de ferrugem que possam existir e pinta-los posteriormente. O equipamento deve ser guardado em local seco, protegido do sol e da chuva, longe de fertilizantes e de animais domésticos. Da mesma forma que para os arados, é interessante que a enxada rotativa fique apoiada sobre calços de madeira, evitando-se o contato direto das lâminas com o solo. Também é interessante cobri-la com uma camada de graxa fina, óleo ou qualquer tipo de anticorrosivo. TABELA 5 – Manutenção de enxadas rotativas Descrição Reapertar Lubrificar Com Verificar Desmontar Substituir Intervalo 73 graxa Parafusos e porcas X A cada 24h Articulações X A cada 24h Mancais de rolamento X X A cada 24h X A cada safra Rolamentos X Quando necessário Lâminas X A cada 24h X Quando necessário 6. SUBSOLADORES Embora o subsolador seja considerado como um implemento a ser usado para a descompactação do solo e não para o preparo primário do solo, devido à sua semelhança com o escarificador e à grande utilização que vem tendo, nos últimos anos, como um equipamento de preparo do solo, resolveu-se incluí-lo neste capítulo. Considera-se a subsolagem como uma operação de sistematização do solo, cuja finalidade é romper as camadas subsuperficiais compactadas. Portanto, a subsolagem é a mobilização do solo em profundiade (superior a 30cm), provocando pouca mobilização superficial. Assim, o rompimento do solo dá-se no sentido vertical, não havendo inversão de leiva como no caso da aração. Desta forma, através da quebra de camadas subsuperficiais compactadas, busca-se facilitar a penetração no solo tanto das raízes das plantas como de água, o que, em muitos casos, pode evitar a ocorrência de erosão. A compactação nos solos agrícolas tem como consequência grandes prejuizos, uma vez que: - afeta o crescimento das raízes devido ao impedimento mecânico; inibição das operações químicas e; direcionamento no crescimento tradicular. - Aumenta a exigência tratória das operações agrícolas - Aumenta o encharcamento do solo em áreas sem declive - Aumenta o escorrimento superficial em áreas declivosas e - Reduz a produtividade das culturas. As soluções preventivas e relacionadas à mecanização da agricultura, para corrigir ou amenizar a compactação subsuperficial, são: - Reduzir o excesso de tráfego nas áreas agricolas, considerando o tipo de solo, matéria orgâanica, o histórico de uso do solo, etc.; - Reduzir o excesso de peso na maquinaria agrícola, principalmente dos tratores ( lastragem em geral, pressão nos pneus, tipo de pneu, tipo de rodagem, etc.); - evitar a excessiva desestruturação do solo através do uso de ferramentas mais agressivas e o excessivo número de operações de preparo, principalmente do secundário; - Não realizar ou mesmo evitar trabalhar com máquinas no terreno, quando a resistência do solo à deformação, devido ao solo se encontrar com umidade inadequada, poderá ser comprometida com compactação residual. Já as soluções corretivas podem ser entendidas como: 74 - As mecânicas ou de curto prazo e; - As agrícolas ou de médio e longo prazo. As soluções mecânicas para controlar a compactação superficial ou até 30 cm encontram-se no uso de equipamento de preparo periódico primário. Enquanto que para controlar a subsuperficial existente no solo encontram-se no uso de subsoladores e para diminuir a possibilidade dela vir a existir, pode-se utilizar o cultivo mínimo, o preparo conservacionista e principalmente a semeadura direta. As soluções agrícolas ou de médio e longo prazo podem ser aquelas que envolve a adubação verde; o pousio e mesmo a implantação de culturas que tem sistema radicular capaz de romper as camadas compactadas, como é o caso da cultura do feijão guandú. Por ser a subsolagem realizada a grande profundidade, ela exige um esforço de tração relativamente elevado, implicando custos maiores para a sua execução, devido a, por exemplo, maior consumo de combustível, operação com trator de maior potência e equipamento mais robusto. Vários autores recomendam a execução da subsolagem em intervalos de três a cinco anos, o que pode incorrer a erros e prejuizos em função do alto custo da operação. A recomendaçõ mais racional é monitorar o solo e somente partir para subsolagem quando o grau de compactação vir a comprometer o sistema como um todo.Todas as observações feitas para os escarificadores no que se refere a distância entre hastes, formato das ponteiras, condições ideais para trabalho, regulagem e manutenção são, também, válidas para os subsoladores, pois, em linhas gerais, esses implementos são muito parecidos, sendo que os subsoladores, por executarem a sua tarefa a maiores profundidades, necessitam de uma construção mais robusta. Os subsoladores podem ser utilizados com alguns dispositivos especiais, cuja função é realizar outras tarefas que não, apenas, a subsolagem. Dessa forma, pode-se ter: a) subsolador convencional; subsolador acionados; subsolador tipo “ripper”. Nesses subsoladores pode ser acoplado um ou mais depósitos de adubo, cuja função seria permitir a colocação de fertilizante ou corretivo em profundidade ou adaptado uma peça na parte posterior da ponteira, denominada de“torpedo”, cuja função é fazer túneis (canais) de drenagem subterrâneos, especialmente em solos argilosos e úmidos, cujos canais feitos dessa forma e nessas condições, segundo Stone, Gulvin (1976), podem durar de sete a oito anos. Também podem receber adaptações para enterrar tubos plásticos destinados à drenagem. FIGURA 76 - Subsolador usado com um expansor preso à ponteia para drenagem de selo argilosos. 75 Existem ainda os chamados subsoladores acionados ou vibratórios, nos quais as hastes apresentam oscilação no sentido transversal, a qual é obtida pela TDP do trator. Conforme Silveira (1988), este tipo de subsolador apresenta uma redução do esforço de tração em mais de 30%. Recebem energia da fonte de potência por dois meios: barra de tração e TDP, daí a razão de serem menos exigentes em força de tração e de propiciarem mais trincas no solo e, consequentemente maior desagregação. FIGURA 77 – S ubsolador acionado ou de hastes vibratórias: a) haste com movimento alternativo e; b) pocnteira com movimento alternativo. 6.1 Constituição do subsolador O subsolador, Figura 64, a exemplo do escarificador, é composto por uma parte estrutural, chamada chassi ou estrutura, que serve de sustentação às hastes, responsáveis pela união entre o chassi e a parte ativa do subsolador, as ponteiras, figura 78. FIGURA 78– Subsolador convencional montado, com identificação de seus componentes. A estrutura do subsolador convencional consta de um chassi, com suas barras porta-ferramentas, nas quais são acopladas as hastes do subsolador. A exemplo do chassi dos escarificadores, deve permitir que se façam as regulagens de localização das hastes. Colocadas lateralmente ao chassi, estão as rodas, normalmente de aço, sendo sua 76 função permitir que o implemento trabalhe na profundidade escolhida, isto é, regular sua profundidade de trabalho. As hastes podem ter as seguintes formas: reta; inclinada; curva e; parabólica. As hastes podem ainda ser: rígidas e vibratórias. Estudos tem mostrado que a haste parabólica, seguida da curva, inclinada e reta, tem proporcionado melhores resultados com relação a quantidade de energia requerida/unidade de volume de solo mobilizado. Segundo Lanças (1988) as hastes de formato parabólico devem ser utilizadas de forma que seu trecho curvo fique totalmente fora do solo Também tem mostrado que a melhor configuração de montagem das mesmas na estrutura do subsolador é a triangular, com a central na frente eas outras duas atráz, como no caso das hastes escarificadoras. A parte superior da haste é fixada ao chassi. Na sua parte inferior é fixada a ponteira, Figura 79 . Sua construção é bastante rígida a fim de que suporte esforços provocados pelo solo durante o trabalho do equipamento. FIGURA 79 – Hastes gígidas de subsolador: A) reta; B) inclinada; C) curva; D) parabólica. As ponteiras, à semelhança do escarificador, também pode ser de formato retangular ou comum e com asas ou alada, Figura 80. A diferença fundamental entre ambas diz respeito a seu aspecto construtivo, pois, esta última tem de ser mais robusta que a do escarificador. A largura da ponteira retangular ou comum é de 7 a 8 cm e da ponteira alada é de 30cm. O formato das ponteiras influencia, diretamente, a resistência oferecida à tração do implemento e a quantidade de solo mobilizado. Lanças (1988) demonstrou que as ponteiras aladas embora ofereçam uma maior resistência à movimentação do implemento, proporcionam uma área de solo mobilizado muito maior do que as estreitas, possibilitando, dessa forma, uma maior eficiência de trabalho. Machado (1992), estudando diversos formatos de ponteiras aladas e sua influência nas forças que atuam sobre elas, sobre a área transversal de solo mobilizado e sobre a resistência específica operacional, observou que a ponteira com bordas retas e ângulo de ataque igual a 20 o apresentou melhor eficiência operacional quando comparada às ponteiras com bordas côncavas e convexas e ângulo de ataque igual a 15 o . 77 FIGURA 80 – Formatos de ponteiras de subsolador: A) alada ou com asas e; B) comum ou estreita. FONTE: PEÑAGARICANO, 1987. 6.2 Profundidade crítica Spoor, Godwin (1978) definiram o que vem a ser a profundidade crítica, Figura 81, que é a máxima profundidade de atuação de uma ponteira, de forma que ela execute, adequadamente, o seu trabalho de mobilização do solo. Essa profundidade encontra-se diretamente relacionada à largura da ponteira, sendo que esses autores, através se seus estudos, concluíram que ela se situa entre cinco e sete vezes a largura da ponteira. FIGURA 81 – Profundidade crítica (Pc) a partir do nível do solo (NS). Alguns subsoladores apresentam discos de corte, que vão localizados na parte frontal de cada haste e servem para facilitar o corte do solo em terrenos que apresentem grande quantidade de cobertura vegetal. 6.3 Operação de subsolagem Para que seja realizada a operação de subsolagem, torna-se necessário obter algumas informações, tais como: Qual é o objetivo da subsolagem? Existe no terreno camada subsuperficial compactada? Se existe, qual é o grau de compactação? Onde essa camada subsuperficial compactada se encontra: profundidade inicial e final, espessura da camada? 78 Qual é o subsolador a ser usado: tipo de haste e ponteira, distância entre hastes, configuração de montagem, etc.? Qual trator será usado: potência disponível, rodado, tipo, lastreamento, bitola, etc.? Quando deverá ser feita a operação: umidade do solo? Qual será a sequência das operações: subsolagem-preparo ou preparo- subsolagem? Objetivo da subsolagem - Como no Brasil o uso de subsoladores é, quase que na sua totalidade, usado para descompactação de camadas subsuperficiais compactadas, todos os comentários serõa direcionados para esse fim. FIGURA 82 – Efeitos das operações mecanizadas na compactação subsuperficial e desta no desenvolvimento da plantas. 79 Verificação da existência de camada subsuperficial compactada - A verificação no terreno da existência de camada subsuperficial compactada, pode ser feita utilizando-se dos recursos disponíveis no local de trabalho. Desde os mais simples ou menos precisos até os mais precisos. Em geral, pode-se recorrer a um dos seguintes métodos: Visual, pelo comportamento de cultura nas estiagens e nos períodos chuvosos; Uso de estilete em trincheiras; Uso de pulverizador em trincheiras; Sistema radicular de certas plantas; Uso de penetrômetros ou de penetrógrafos; Retirada de amostras de solo para determinação de densidade e porosidade em camadas do solo. Grau de compactação - Independentemente do método usado, pode-se ao verificar sua existência, também, identificar o início e final da camada e, consequentemente a sua espessura e o seu grau de comprometimento com a produção de agrícola, Figura 70. Profundidade de operação - Para definir da profundidade de operação ou de subsolagem há necessidade de primeiramente verificar a profundidade inferior da camada subsuperficial compactada, e a partir daí acrescer uma faixa de 5 ou 10 cm de profundidade, Figura 83, a qual serve para assegurar que toda a camada subsuperficial compactada será rompida em todo o terreno. Nesse caso, se a base inferior da camada subsuperficial compactada se encontra a 40 cm a profundidade da operação deverá ser de 45 a 50 cm. Essa profundidade excedente assegura que mesmo com as prováveis variações na profundidade da camada subsuperficial compactada no terreno, toda essa camada será rompida pela ponteira. FIGURA 83 – Profundidade de subsolagem. 80 FIGURA 84 – Àrea de produçãoagrícola, com identificação da cultura do milho e da presença de camada subsuperficial compactada. Subsolador a ser usado – O subsolador a ser usado numa dada operação é função da disponibilidade do mesmo no empreendimento agrícola, da potência disponível, etc,. Deve-de dar preferência para o uso de hastes parabólicas, ponteiras aladas e configuração triangular por serem mais eficientes energeticamente. A distância entre hastes nos subsoladores é semelhante à dos escarificadores, estando relacionada, diretamente, com a profundidade de trabalho e com a largura das ponteiras. Todas as observações feitas neste aspecto para os escarificadores são válidas para os subsoladores, Figura 85. Segundo Spoor, Godwin (1978), está diretamente relacionado à profundidade de trabalho e ao formato da ponteira, sendo que, para ponteiras comuns, ele deve situar-se entre 1 e 1,5 vezes a profundidade de trabalho. Já para ponteiras aladas, deve ser de 1,5 a 2 vezes a profundidade de trabalho. Assim sendo, a distância (D) entre hastes para uma profundidade de 40 cm, e: - para ponteiras comuns D pode variar de 40 a 60 cm; - para ponteiras aladas D pode variar de 60 a 80 cm. 81 FIGURA 85 – Distância entre hastes, em conformidade com: a profundidade de subsolagem, ângulo de atrito interno solo/solo e, o valor da “crista”. Fonte de potência – A escolha do trator a ser usado depende de inúmeros fatores, dentre eles: da exigência de potência efetiva do subsolador no local de trabalho, considerando uma reserva; e da sequência operacional, do tipo de rodado e distribuição de peso (4 x 2; 4 x 2 TDA, 4 x 4 e, esteira). Os tratores 4 x 2 somente devem ser indicados para realizar subsolagem antes do preparo periódico, tendo em vista seu menor desempenho em superfícies muito soltas. Os tratores 4 x 2 TDA e 4 x 4, bem como os de esteira, preferencialmente as de borracha, podem em ser indicados tanto para realizar subsolagem antes como depois do preparo, uma vez que pela suas características de projeto apresentam bom desempenho na condição de solo solto. Como trata-se de uma operação muito exigente em força e potência, o lastreamento correto torna-se muito importante. A bitola do trator deve ser aquela que permite o deslocamento das rodas somente nas entre-linhas, a fim de evitar o retorno da compactação e de garantir melhor condição de tráfego motriz. Teor de água no solo ideal para realizar eficientemente a subsolagem – A eficiência da operação de subsolagem é quantificada em função das trincas produzidas no solo. Quanto menor o teor de água num solo argiloso mais propicio ele se encontra para o trincamento, todavia, trabalhar o solo quando este se encontrar no estado sólido terá como resultado torrões muito grandes e de difícil desagregação posterior. Para evitar a produção de torrões demasiadamente grandes, recomenda-se realizar a subsolagem quando o solo se encontrar no estado friável, com teor de água próximo do Limite de Contração, onde o trincamento do solo é considerável devido a coesão molecular ser maior, os torrões têm menor resistência e não são tão grandes e a deformação do solo no estado sólido-elástico é recuperável. Entretanto, chama-se atenção para o fato de que o teor de água aqui referido é da camada subsolada e não da camada superficial. Alguns produtores vem praticando a operação de subsolagem, considerando apenas o baixo teor da água na camada superficial sem a preocupação de verificar a umidade nas camadas inferiores, a qual pode se encontrar no estado plástico, Figura 86. Caso isso oconteça, na camada superficial ou mais seca acontecerá o trincamento, enquanto qua na camada inferior estará sendo feito canal de drenagem, Figura 84. Aconselha-se determinar em laboratório especializado a pressão de pré-consolidação de cada talhão usado no processo produtivo e relacionar seu resultado com as operações e as máquinas usadas em cada caso. A pressão de preconsolidação deve ser a pressão máxima aplicada ao solo para que a compactação adicional seja evitada. Cabe ressaltar que Compactação é diferente de Adensamento. 82 FIGURA 83– Subsolagem com parte do solo no estado friável e outra no plástico. FIGURA 84 – Estados de um solo argiloso, com identificação dsa curvas de resistência dos torrões, da massa de solo e da adesão solo metal. Sequência operacional – A operação de preparo periódico com ferramentas do tipo disco depois da subsolagem exige maior esforço tratório e potência, haja vista o maior volume de terra movimentado pelas ferramentas ativas com formato de “bacia” frente às 83 dificuldades de manutenção da profundidade de corte. Por outro lado, o esforço tratório requerido na operação de subsolagem depois do preparo é menor, tendo em vista que parte da camada dura se solo tenha sido trabalhado no preparo. Dessa forma, a sequência preparo primário do solo-subsolagem torna-se, conforme Salvador et al. (1995), bem mais vantajosa energeticamente. Além disso, essa sequência propicia a redução do tráfego no terreno depois de realizada, considerando que dependendo da cultura a ser instalada pode-se fazer a operação de semeadura-adubação sem a necessidade de gradear (preparo secundário). Tabela 6 – Requerimento energëtico em sequências operacionais envolvendo preparo periódico – subsolagem. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- ENERGIA REQUERIDA ( kW-h/ha) SISTEMAS DE SEQUÊNCIAS OPERACIONAIS DIFERENÇA PREPARO ----------------------------------------------------------- (%) SP PS ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- D 97,7 C b 81,6 BC a - 16,5 Dn 109,4 C b 86,4 CDa - 21,0 G 92,4 B b 77,0 AB a - 16,7 Gn 101,8 C b 88,0 Da - 13,6 E 69,2A a 73,4 A a 5,2 MÉDIA 94,2 b 81,3 a - 13,1 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- Médias seguidas de mesma letra maiúscula na coluna e de mesma letra minúscula na linha não difrem entre si ao nível de 5% de probabilidade pelo teste de Tukey. Fonte: salvador (1992). 6.4 Manutenção A manutenção correta do subsolador permitirá que ele apresente uma adequada vida útil, evitando a ocorrência de contratempos durante a sua utilização. Da mesma foram que para os outros implementos, a manutenção dos subsoladores pode ser dividida em manutenção diária, preventiva e de conservação, conforme segue. Diariamente: verificar torções na estrutura; manter parafusos e porcas bem apertados; verificar o estado das ponteiras, mantendo sua afiação, em caso de desgaste excessivo, substituí-las; lubrificar os rolamentos das rodas de profundidade. Preventivamente: 84 ao final da sua utilização, o subsolador deve ser lavado, verificando-se e consertando-se as peças que apresentarem problemas, substituindo-se aquelas que possuírem desgaste excessivo; os rolamentos das rodas de profundidade devem ser desmontados, limpos e lubrificados. Caso apresentem alguma danificação ou excessivo desgaste, devem ser substituídos; verificar a existência de torções na estrutura; a fim de evitar-se o surgimento de pontos de ferrugem, sua pintura deve ser retocada sempre que necessário. Conservação Após a manutenção periódica, o subsolador deve ser guardado em local seco e protegido do solo e da chuva, ficando longe de fertilizantes e de animais domésticos. Deve, também, ficar apoiado sobre calços de madeira, a fim de evitar-se o contato direto das ponteiras com o solo, o que provoca, nelas a ocorrência de pontos de ferrugem. Para que o implemento fique melhor protegido, até sua nova utilização é interessante cobri-lo com uma camada de graxa fina, óleo ou um produto anticorrosivo. Para facilitar a compreensão da manutenção dos subsoladores, tem-se a Tabela 6. TABELA 7 – Manutenção periódica dos subsoladores. Descrição Reapertar Lubrificar Com graxa Verificar Afiar Desmontar Substituir Verificar torções Intervalo Parafusos e porcas X A cada 24h X Quando necessário Ponteiras X A cada 24h X X Quando necessário Rolamentos das rodas de controle de profundidade X A cada 24h X A cada safra X Quando necessário Estrutura X A cada safra 7. GRADES AGRÍCOLAS As grades agrícolas são equipamentos destinados, fundamentalmente, ao preparo secundário do solo, isto é, proporcionar o destorroamento (desagregação dos torrões) e nivelamento do terreno após o preparo primário, permitindo que se tenham condições 85 adequadas para a realização da semeadura. Entretanto, devido aos vários tipos de grades agrícolas existentes, este equipamento pode adaptar-se a várias outras funções dentro da propriedade rural, diferentes daquelas referentes ao preparo secundário do solo. Dentre elas, pode-se citar: preparar o solo (preparo primário), em substituição aos arados ou escarificadores (grades pesadas); desmatar vegetação fina; picar e incorporar, superficialmente, restos de cultura; incorporar sementes, adubos orgânicos, adubos minerais e corretivos após aplicados com semeadora/adubadora a lanço; escarificar ou quebrar as camadas de solo superficiais que se encontrem adensadas ou compactadas. Portanto, nota-se que a grade agrícola é um equipamento com utilização bastante diversificada dentro da propriedade. No entanto, quando for usada no preparo secundário do solo, deve-se ter o cuidado de reduzir-se ao máximo o seu trânsito, isto é, o número de passadas da grade sobre o solo deve ser o mínimo possível. Caso a gradeação seja feita de forma excessiva (acima do necessário), além de essa operação tornar-se mais cara (maior consumo de combustível), ocasionará um outro problema que é a desagregação demasiada do solo, a qual pode provocar sua total desestruturação (pulverização), tornando-o bastante suscetível ao processo erosivo, além do fato de que um maior trânsito do trator sobre o terreno causa maior compactação em menor espaço de tempo. Pode-se definir a grade agrícola como uma máquina ou implemento agrícola constituído por diversos órgãos ativos, discos ou dentes, sendo sua principal função nivelar e destorroar o solo (preparo secundário). Pode, também, ser utilizada para a incorporação de sementes, restos culturais, adubos e corretivos, desmatamento de vegetações finas, quebra de camadas de solo adensadas superficialmente, e no preparo primário do solo. Existem diferentes tipos de grades agrícolas, cada qual sendo mais adequada para uma determinada função. Entretanto, genericamente, pode-se caracteriza-las, através de seu órgão ativo, em grades agrícolas de dentes e grades agrícolas de discos. 7.1 Grade agrícola de dentes - Nas grades agrícolas de dentes, o órgão ativo, isto é, aquele responsável pela execução do trabalho em solos leves e com pouca quantidade de resíduos vegetais, sendo, geralmente, de baixo custo de aquisição e manutenção. De acordo com o tipo de dente estas grades podem ser divididas em grades agrícolas de dentes rígidos, grades agrícolas de dentes flexíveis, grades agrícolas de dentes oscilantes (móveis) e em grades agrícolas de dentes giratórios. 7.1.1 Grade agrícola de dentes rígidos. É uma grade simples, barata e de fácil construção. Geralmente, é composta por uma armação de madeira ou aço que forma a sua estrutura, na qual são acoplados os dentes. A estrutura poderá ser rígida ou flexível; neste último caso, permitirá uma melhor adaptação do equipamento aos desníveis do terreno, facilitando, portanto, a ação dos dentes, figura 85. São capazes de executar um bom trabalho em solos mais leves e com pouca cobertura vegetal e de combater invasoras que estiverem em sua fase inicial de desenvolvimento. Alguns tipos apresentam a possibilidade de variar-se o ângulo de inclinação dos dentes a fim de eles 86 terem uma maior ação. Seu trabalho é muito semelhante ao dos escarificadores, sendo apenas bem mais superficial, já que a profundidade de trabalho depende do tamanho dos dentes e do peso da grade. FIGURA 85 – Grade agrícola de dentes rígidos: A) estrutura rígida; B) estrutura flexível. 7.1.2 Grade agrícola de dentes flexíveis - também é chamada de grade agrícola de dentes vibratórios, geralmente, possui os dentes finos e largos (lâminas), o que possibilita que eles oscilem ao encontrarem a resistência oferecida pelo solo. Essa vibração proporcionada pela flexibilidade dos dentes permite que este tipo de grade execute um bom trabalho de destorroamento do solo, figura 86. Segundo Juanos (1980), a dimensão dos dentes é de 0,30 a 0,40m, sendo que a velocidade mínima para trabalhar-se com este equipamento deve ser de 10km/h. Os dentes podem apresentar, basicamente, dois formatos, curvos (seguindo uma espiral) ou retos. FIGURA 86 – Grade agrícola de dentes flexíveis. FONTE: CBC, 1979 7.1.3 Grade agrícola de dentes oscilantes (móveis) - É composta, normalmente, por quatro seções de dentes rígidos, dispostos perpendicularmente ao deslocamento da máquina, figura 87. A movimentação dos dentes é obtida através do eixo de tomada de potência do trator (TDP). Segundo Renius (1995), este equipamento realiza um excelente trabalho em solos pesados. 87 FIGURA 87 – Grade agrícola de dentes oscilantes. FONTE: JUANOS, 1980 7.1.4 Grade agrícola de dentes giratórios - neste tipo de grade, os dentes são montados em duas ou três estruturas circulares concêntricas, unidas a um eixo central, o qual permite o giro livre dos dentes a partir do momento em que o trator comece a deslocar-se e eles entrem em contato com o solo. Grades deste tipo são suspensas pelo sistema de engate de três pontos do trator e devem apresentar uma pequena inclinação longitudinal a fim de se permitir que os dentes venham a girar. 7.2 Grade agrícola de discos As grade agrícolas de discos, figura 88, são aquelas nas quais os elementos responsáveis pela mobilização do solo são calotas esféricas (discos) semelhantes aos discos dos arados, sendo, normalmente, menores do que estes e podendo apresentar as bordas lisas ou recortadas. Neste último caso, proporciona um melhor corte dos restos vegetais presentes na superfície do solo. Os discos são montados sobre um eixo de seção transversal quadrada, cuja função é sustenta-los, possibilitando que todos girem ao mesmo tempo e com a mesma velocidade. Os discos são mantidos eqüidistantes através de separadores, sendo que, usualmente, entre o último e o penúltimo disco, existe um mancal, com a função de permitir o giro do chamado conjunto porta discos (disco, separador, mancal e eixo) FIG. 34. A união entre uma seção do chassi e o conjunto porta discos a de seção de grade. Entre cada par de discos, existem, também, os limpadores de discos, que são dispositivos presos ao chassi da grade com a finalidade de evitar o acúmulo de solo e resíduos vegetais entre os discos. Normalmente esses elementos são chapas de aço, mas alguns fabricantes também utilizam correntes finas para essa função. FIGURA 88 – Grade agrícola de discos 88 FIGURA 89 – Conjunto porta discos de uma grade agrícola de discos. FONTE: SEMEATO. A vantagem principal da grade de discos com relação à grade de dentes consiste na sua maior capacidade de picar e incorporar resíduos vegetais, o que faz com que este tipo de equipamento dificilmente embuche, apresentando um bom trabalho tanto em solos leves quanto em solos pesados, e adequando-se, também, a vários tipos de serviço dentro da propriedade. Segundo Ortiz-Cañavate (1984), em condições medianas de trabalho, atuando a uma profundidade em torno de 0,15 a 0,20m e a uma velocidade de 5 a 6 km/h, este tipo de grade exigirá a potência do motor da ordem de 0,8 a 1,5kw por disco (1 a 2cv/disco). O inconveniente da utilização deste equipamento é seu custo mais elevado, tanto de aquisição quanto de manutenção. De acordo com a disposição dos órgãos ativos, pode-se dividir as grades agrícolas de discos nos tipos a seguir descritos. 7.2.1 Grade agrícola de discos de simples ação - Constitui-se de duas ou mais seções de grade, dispostas lado a lado, sendo que, a cada passada da grade, o solo é movimentado uma única vez, em sentidos opostos, figura 90. FIGURA 90 – Grade agrícola de discos de simples ação. 7.2.2 Grade agrícola de discos de dupla ação - Neste tipo de equipamento, as seções da grade são colocadas uma à frente da outra, de maneira que, a cada passada da máquina no terreno, numa faixa, movimenta-se o solo duas vezes, uma em cada sentido. Este tipo de grade, conforme o posicionamento das seções, pode ser dividido em grade agrícola de discos de dupla ação em tandem e em grade agrícola de discos de dupla ação excêntrica. 7.2.2.1 Grade agrícola de discos de dupla ação em tandem (X) - Trata-se de uma grade agrícola de discos de dupla ação, composta de quatro seções de grade, duas dianteiras e duas traseiras, figura 91. Numa única passada, as seções dianteiras movimentam o solo para um determinado lado (em sentidos opostos), e as traseiras, 89 para o lado oposto. Dependendo da disposição das seções de grade com relação à linha de tração, podem ser simétricas ou assimétricas. FIGURA 91 – Grade agrícola de discos de dupla ação em tandem. 7.2.2.2 Grade agrícola de discos de dupla ação excêntrica (V) - Constitui-se de duas seções de grade, colocadas umas em frente da outra, de maneira a formarem um “V” quando em positivo de trabalho. Este equipamento é capaz de trabalhar posicionando mais à direita ou à esquerda do trator, sem provocar esforços laterais ao mesmo. Isso é obtido através da diferenciação entre o ângulo horizontal da seção dianteira e o ângulo horizontal da seção traseira com relação ao eixo de simetria da grade, figura 92. Tendo- se esses ângulos com valores diferentes em relação ao eixo de simetria da grade, pode- se posicionar o centro de resistência individual de cada seção mais para um lado ou para outro. Assim, através dessa variação, pode-se colocar o centro de resistência da grade mais para a esquerda ou para a direita permitindo-se que o equipamento trabalhe deslocado em relação ao trator e mantendo-se, ao mesmo tempo, a linha de tração paralela à linha de deslocamento do conjunto (trator/grade). Essa possibilidade de deslocamento lateral da grade permite que sejam executados trabalhos de limpeza de vegetação rasteira em culturas perenes (pomares) com o trator deslocando-se entre as fileiras de árvores, sem passar por debaixo de suas copas. FIGURA 92 – Grade agrícola de discos de dupla ação excêntrica, onde: - ângulo horizontal da seção dianteira; - ângulo horizontal da seção traseira; LS – linha de simetria da grade. 90 Com relação à mobilização do solo e tamanho dos discos as grades agrícolas de discos, podem ser divididas em três tipos, a seguir descritos. 7.3 Classificação das grades de disco emfunção do peso 7.3.1 Grade agrícola de discos aradora - É destinada a promover a mobilização profunda do solo com incorporação de cobertura vegetal. Este tipo de grade é equipada com discos de maior diâmetro igual ou maior que 76 cm (30”), tem peso por disco superior a 130kg e distância entre discos maior que 35 cm. Sua função principal é a execução do preparo primário do solo, em substituição aos arados ou escarificadores. 7.3.2 Grade agrícola de discos intermediária - É utilizada no destorroamento de leivas formadas na aração ou para complementar a mobilização realizada pela grade agrícola de discos pesada. Seu peso por disco está compreendido entre 50 e 130 kg e a distância entre discos de 25 a 35 cm. Os discos, neste tipo de grade, apresentam o diâmetro variando entre 61 e 71 cm (24” e 28”). 7.3.3 Grade agrícola de discos destorroadora-niveladora -. É destinada a promover a mobilização superficial do solo a fim de que se complete o seu destorramento, proporcionando, ao mesmo tempo, o nivelamento do terreno para a execução da semeadura. Seu peso por disco é inferior a 50kg e a distância entre discos inferior a 25 cm. Os discos podem apresentar diâmetro de até 56 cm (22”). 7.4 Regulagens A grade agrícola, a exemplo das demais máquinas e implementos, deve estar bem regulada pra proporcionar a máxima eficiência de trabalho. Isso acontecerá quando a grade proporcionar uma adequada largura de trabalho e não apresentar tendência de deslocar, lateralmente, o elemento tracionante e quando a profundidade de trabalho desejada ou preestabelecida for atingida em todos os seus órgãos ativos (discos/dentes). Isso significa que os conceitos de linha de tração vistos no capítulo referente aos arados também são válidos para as grades agrícolas. A regulagem das grades de dentes, quando possível, é feita através da variação da inclinação e espaçamento entre os dentes, estando, diretamente, relacionada à umidade, tipo e densidade do solo e cobertura vegetal presente na área a ser trabalhada. Para as grades de discos, as condições adequadas de trabalho serão atingidas quando a variação do ângulo horizontal dos discos, peso, velocidade de deslocamento e alinhamento transversal e longitudinal estiverem corretos. Em linhas gerais, pode-se dizer que quanto maior for o ângulo horizontal dos discos, maior a profrundidade atingida durante o trabalho e maior a mobilização provocada no solo. Velocidades de trabalho mais altas também proporcionam uma maior ação da grade (mobilização do solo). Considera-se o posicionamento dos discos, correto quando os da seção traseira localizam-se entre os da seção dianteira, pois, dessa forma, é obtido um melhor rendimento de trabalho da grade. Grades de discos montadas necessitam que se façam os nivelamentos longitudinal (através do terceiro ponto do trator) e transversal (através do braço inferior direito do trator). 91 7.5 Manutenção Devido às grades agrícolas executarem seu trabalho ao nível do solo em condições bastante adversas, deve-se fazer uma adequada manutenção, principalmente no que se refere ao aspecto de lubrificação das peças móveis, já que estas, por entrarem em contato direto com o terreno, necessitam de atenção especial. Para o melhor entendimento do processo de manutenção das grades agrícolas de discos, este foi dividido em três etapas, conforme segue. a) Diariamente: verificar e apertar a porca de fixação do eixo; ajustar, regular e apertar as porcas e limpadores dos discos; lubrificar os mancais; para tanto, os pinos graxeiros devem ser previamente limpos; verificar o estado dos discos, mantendo-os limpos e afiados. Caso algum deles encontre-se danificado (quebrado), deverá ser, imediatamente, substituído. OBS.: Se a grade apresentar mancais de rolamento de lubrificação permanente (banho de óleo), serão necessários os seguintes cuidados: nos primeiros dias de trabalho, deve-se verificar, diariamente, o nível do óleo. Após essa verificação inicial, este procedimento pode ser adotado a cada 120 horas ou 10 dias de trabalho; trocar o óleo de acordo com o prazo e recomendações estabelecidos pelo fabricante da máquina; ocorrendo vazamentos no mancal, ele deverá passar por uma vistoria geral, substituindo-se as partes defeituosas. b) Preventivamente: Ao final da utilização da grade, ela deve ser lavada e desmontada, a fim de verificar-se a existência de peças danificadas, as quais serão, imediatamente, substituídas. Deve-se desmontar principalmente os mancais, que serão limpos, verificando-se o estado geral dos rolamentos, eliminando-se folgas e substituindo-se vedações que estiverem desgastadas. Posteriormente, essas peças serão engraxadas e remontadas. Todas as porcas devem ser reapertadas e os discos e limpadores analisados individualmente para evitar-se o surgimento de pontos de ferrugem. c) Conservação Após executada a manutenção preventiva, a grade, a exemplo dos arados, deverá ser guardada em local seco, ao abrigo do sol e da chuva e longe de fertilizantes e animais domésticos (galinhas). A fim de evitar-se a corrosão dos discos é importante que a grade fique apoiada sobre pranchões de madeira. Também é importante cobri-la com uma camada de graxa fina, óleo ou outro produto anticorrosivo. Para se facilitar a compreensão dos aspectos estabelecidos acima, confeccionou- se a Tabela 7. A manutenção das grades agrícolas de dentes resume-se à verificação diária do estado geral dos dentes e de possíveis torções na sua estrutura (quando existir). Se os dentes apresentarem-se danificados e/ou desgastados, deverão ser substituídos. No caso de trabalhar-se com uma grade de dentes giratórios ou oscilantes, uma atenção especial 92 tem que ser dispensada às peças móveis e aos rolamentos, tendo-se os mesmos cuidados vistos para as grades agrícolas de discos. Terminados os trabalhos, o equipamento deve ser lavado, verificando-se a existência de peças danificadas, que serão, imediatamente, substituídas. Feito isso, guarda-se o equipamento, seguindo-se os mesmos passos visto anteriormente para as grades agrícolas de discos. TABELA 7 - Manutenção das grades agrícolas de discos Descrição Reapertar Lubrificar Com graxa Verificar nível de óleo Ajustar Substituir Trocar o óleo Intervalo Parafusos e porcas X A cada 24h Articulações X A cada 50h Mancais de rolamento a graxa X A cada 50h Mancais de rolamento a óleo X A cada 120h X A cada 1200h Mancais de rolamento a graxa ou óleo X A cada 500h Retentores X A cada 100/1500h Discos X Quando necessário 8. BIBLIOGRAFIA ALONÇO, A. dos S. 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