UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTASFACULDADE DE AGRONOMIA ELISEU MACIEL

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA RURALMÁQUINAS AGRÍCOLAS

MMÁÁQUINAS PARA QUINAS PARA PREPARO DO SOLOPREPARO DO SOLO

Prof. Antônio Lilles Tavares Machado2007/01

O que é o solo?

Camadas superiores, da superfCamadas superiores, da superfíície cie

terrestre, terrestre, intemperizadasintemperizadas e fragmentadas.e fragmentadas.

ContContéém quantidades adequadas de m quantidades adequadas de

substâncias necesssubstâncias necessáárias a nutririas a nutriçção das plantasão das plantas

O que é o solo?

Porque fazer o preparo do solo?

Criar um ambiente favorCriar um ambiente favoráável vel àà

germinagerminaçção, crescimento, desenvolvimento e ão, crescimento, desenvolvimento e

produproduçção de uma determinada cultura, ão de uma determinada cultura,

melhorando as condimelhorando as condiçções do solo como sua ões do solo como sua

absorabsorçção e retenão e retençção de ão de áágua, seu arejamento e gua, seu arejamento e

sua fertilidade.sua fertilidade.

Porque fazer o preparo do solo?

Aspectos a considerar

Textura;Textura;

Estrutura;Estrutura;

Relevo;Relevo;

CompactaCompactaçção;ão;

Resistência do solo Resistência do solo àà penetrapenetraçção;ão;

Compressibilidade do soloCompressibilidade do solo..

Aspectos a considerar

Fonte: Prof. Wellington de Carvalho Fonte: Prof. Wellington de Carvalho -- UFLAUFLA

Aspectos a considerar

Compactação do solo

Compactação do solo

Compactação do solo

Mudança de volume no solo

Máxima densidade em que um solo pode ser armaze-nado, em virtude da apli-cação de uma certa quanti-dade de energia.

Aspectos a considerar

CompactaCompactaççãoão

Resistência do solo Resistência do solo àà penetrapenetraççãoão

Medida da resistência do solo a introdução

de uma ponteira cônica padronizada (Norma

ASAE S313.2) em profundidades determinadas

Resistência do solo à penetração

Resistência à penetração, em uma

determinada profundidade, é dada pela expressão:

RPz = Fz / A

Onde:

RPz = resistência à penetração na profundidade “z”

Fz = força necessária à introdução da ponta cônica até a

profundidade “z”

A = área da base do cone

Resistência do solo à penetração

Índice de cone é dado pela expressão:

CIz = ΣRP / n

Onde:

n = número de leituras de força até a profundidade “z”

Resistência do solo à penetraçãoPenetrômetro

Resistência do solo à penetraçãoPenetrômetro

0

10

20

30

40

50

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0

Resistência à penetração (MPa)

Prof

. (cm

)

Depois Antes

0

9

18

27

36

45

54P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P100,000,5 01 ,001 ,5 02 ,002 ,5 0

Pro

fund

idad

e (c

m)

0,00-0,50

0,50-1,00

1,00-1,50

1,50-2,00

2,00-2,50

0 passada do pneuMPa

0

9

18

27

36

45

54P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P100,000,5 01 ,001 ,5 02 ,002 ,5 0

Pro

fund

idad

e (c

m)0,00-0,50

0,50-1,00

1,00-1,50

1,50-2,00

2,00-2,50

4 passadas do pneuMPa

Resistência do solo à penetração

Penetrômetro

Resistência do solo à penetraçãoPontos de amostragem geo-referenciados

742100 742300 742500 742700 742900 743100Direção X

7397700

7397800

7397900

7398000

7398100

7398200

7398300

7398400

7398500

7398600D

ireçã

o Y

Resistência do solo à penetraçãoMapas de iso-resistência do solo à penetração

0100015002000250030003500400045005000700010000

742100 742300 742500 742700 742900 743100UTM

IC 0-100 mm

7397700

7397800

7397900

7398000

7398100

7398200

7398300

7398400

7398500

7398600

UTM

742100 742300 742500 742700 742900 743100UTM

IC 100-200 mm

7397700

7397800

7397900

7398000

7398100

7398200

7398300

7398400

7398500

7398600

UTM

0100015002000250030003500400045005000700010000

742100 742300 742500 742700 742900 743100UTM

IC 200-300 mm

7397700

7397800

7397900

7398000

7398100

7398200

7398300

7398400

7398500

7398600

UTM

742100 742300 742500 742700 742900 743100

UTM

IC300-400 mm

7397700

7397800

7397900

7398000

7398100

7398200

7398300

7398400

7398500

7398600

UTM

0100015002000250030003500400045005000700010000

742100 742300 742500 742700 742900 743100UTM

IC >400 mm

7397700

7397800

7397900

7398000

7398100

7398200

7398300

7398400

7398500

7398600

UTM

0100015002000250030003500400045005000700010000

Mapas de iso-resistência do solo à penetração

20.7453 20.7454 20.7455 20.7456 20.7457 20.7458

101.3277

101.32775

101.3278

101.32785

101.3279

101.32795

101.328

101.32805

0

500

1000

COMPACTACIÓN - 6 cm DE PROFUNDIDAD

INDICE DE CONO

kPa

20.745 20.745 20.745 20.745 20.745 20.745

101.3277

101.32775

101.3278

101.32785

101.3279

101.32795

101.328

101.32805

0

1000

2000

3000

4000

5000

30cm

INDICE DE CONO

kPa

MÉTODO: KRIGINGGRADEO: 2

20.745 20.745 20.745 20.745 20.745 20.745

101.3277

101.32775

101.3278

101.32785

101.3279

101.32795

101.328

101.32805

0

1000

2000

3000

4000

5000

40cmINDICE DE CONO

kPa

MÉTOKRIGIGRAD2

6cm

20.7453 20.7454 20.7455 20.7456 20.7457 20.7458

101.3277

101.32775

101.3278

101.32785

101.3279

101.32795

101.328

101.32805

0

1000

2000

3000

4000

5000

18cm

INDICE DE CONOkPa

MÉTO

GRAD

Resistência do solo à penetração

Aspectos a considerar

CompactaCompactaççãoão

Compressibilidade do soloCompressibilidade do solo

Determinação da máxima pressão

a que o solo foi submetido (pressão de

pré-consolidação).

Compressibilidade do solo

Pressão aplicada ao solo não deve ser Pressão aplicada ao solo não deve ser maior do que sua pressão de prmaior do que sua pressão de préé--consolidaconsolidaçção.ão.

A tensão de pré-consolidação éobtida através da curva de compressão do solo, que correlaciona o índice de vazios à pressão aplicada.

Compressibilidade do soloPressão de prPressão de préé--consolidaconsolidaççãoão

(50-100-200-400-800-1600 kPa)

Compressibilidade do solo

Tensão de prTensão de préé--consolidaconsolidaççãoão

0,10

0,20

0,30

0,40

1 10 100 1000Pressão (kPa)

Índi

ce d

e va

zios

Trecho pré-adensado

Tensão de pré-adensamento

Trecho virgem

Compressibilidade do solo

742200 742400 742600 742800 743000

Pressão d epreconsolidação (SP)

7397700

7397800

7397900

7398000

7398100

7398200

7398300

7398400

7398500

100

200

300

400

500

742200 742400 742600 742800 743000

Direção X, m

Pressão de preconsolidação (CMRM)

7397700

7397800

7397900

7398000

7398100

7398200

7398300

7398400

7398500

100

200

300

400

Dir e

ção

Y, m

PRESSÃO DE CONTATO PNEUPRESSÃO DE CONTATO PNEU--SOLOSOLOP = F / A

PRESSÃO DE CONTATO PNEUPRESSÃO DE CONTATO PNEU--SOLOSOLO

Distribuição da massa por eixo

15% 85%2RM

TDA

40% 60%

ÁÁREA DE CONTATO PNEUREA DE CONTATO PNEU--SOLOSOLOMedida diretamente no campo

ÁÁREA DE CONTATO PNEUREA DE CONTATO PNEU--SOLOSOLO

Obtida por equações

Área de contato pneu-solo teórica

Inns, Kilgour, 1978 A = 0,87 L x 0,31 Dt

Equação do Quadrado A = L x l

Equação da Elipse A = 3,1416 x S x s

ÁÁREA DE CONTATO PNEUREA DE CONTATO PNEU--SOLOSOLO

Obtida por equações

Área efetiva de contato pneu-solo

Inns, Kilgour, 1978 A = 0,87 L x 0,31 Dt

L = largura do pneu; Dt = diâmetro totalDt = Di + 2 (0,85 L) Di = diâmetro interno

ÁÁREA DE CONTATO PNEUREA DE CONTATO PNEU--SOLOSOLO

Obtida por equações

Área de contato pneu-solo (teórica)

Equação do Retângulo A = L x l

L = largura do pneu; l = 2b

L

l

ÁÁREA DE CONTATO PNEUREA DE CONTATO PNEU--SOLOSOLO

Obtida por equações

Área de contato pneu-solo (teórica)

Equação da Elipse A = 3,1416 x S x s

S = semi-eixo maior da elipse s= semi-eixo menor da elipse s

S

Pressão de contato do pneu com o soloPressão de contato do pneu com o solo

Rodado traseiroRodado traseiroRodado dianteiroRodado dianteiroPotência do trator 4x4 (kW)Potência do trator 4x4 (kW)

48,4448,4451,3051,30Acima de 131Acima de 131

40,6240,6251,5051,50111 111 –– 130130

39,9039,9048,8548,8591 91 -- 110110

39,4439,4446,9846,9871 71 –– 9090

34,4134,4147,7947,7951 51 –– 7070

47,0047,0040,3440,3491 91 -- 110110

55,3555,3544,2144,2171 71 –– 9090

45,5145,5136,3836,3851 51 –– 7070

Rodado traseiroRodado traseiroRodado dianteiroRodado dianteiroPotência do trator 4x2 (kW)Potência do trator 4x2 (kW)

Pressão de contato pneu/solo (Pressão de contato pneu/solo (kPakPa))

Compressibilidade do solo

Pressão de prPressão de préé--consolidaconsolidaçção (ão (kPakPa))

Compressibilidade do solo

ClassificaClassificaçção do soloão do solo

333352527878ÚÚmidomido

87871001009696FriFriáávelvel

109109108108110110SecoSeco

LatossoloLatossoloVermelhoVermelho

Argissolo Argissolo VermelhoVermelho

PlanossoloPlanossoloConsistência Consistência

do solodo solo

Perfil de solo mobilizado

Obtenção da área de solo mobilizada por

ferramentas de preparo

Área de solo elevada

Área de solo mobilizada

Perfil de solo mobilizado

Perfilômetro

Mal preparo do solo

Mal preparo do solo

desestruturadesestruturaçção do solo;ão do solo;

formaformaçção de uma camada de solo compacta a ão de uma camada de solo compacta a

uma determinada profundidade,uma determinada profundidade, ppéé--dede--aradoarado..

dificuldade no desenvolvimento radicular dificuldade no desenvolvimento radicular

da planta;da planta;

encharcamentoencharcamento rráápido.pido.

Perfil natural do terreno

Camada de

solo

mobilizada

Mal preparo do solo

Camada sub-

superficial

compactada

Camada de

solo

mobilizada

Mal preparo do solo

Camada sub-

superficial

compactada

Mal preparo do solo

Mal preparo do solo

Mal preparo do solo

Tipos de preparo do solo

ConvencionalConvencional

Preparo primPreparo primáário:rio:

OperaOperaçções iniciais de mobilizaões iniciais de mobilizaçção do solo, ão do solo,

executado por arados, escarificadores ou grades executado por arados, escarificadores ou grades

agragríícolas pesadas.colas pesadas.

Tipos de preparo do soloConvencionalConvencional

Preparo primPreparo primáário:rio:

Tipos de preparo do soloConvencionalConvencional

Preparo primPreparo primáário:rio:

Tipos de preparo do solo

ConvencionalConvencional

Preparo secundPreparo secundáário:rio:

OperaOperaçções de nivelamento e ões de nivelamento e destorroamentodestorroamento da da

camada de solo que jcamada de solo que jáá sofreu o preparo primsofreu o preparo primáário, rio,

executado principalmente por grades mexecutado principalmente por grades méédias ou dias ou

leves, leves, rolos rolos destorroadoresdestorroadores e enxadas rotativase enxadas rotativas..

Tipos de preparo do soloConvencionalConvencional

Preparo secundPreparo secundáário:rio:

Tipos de preparo do soloConvencionalConvencional

Preparo secundPreparo secundáário:rio:

Tipos de preparo do solo

ConservacionistaConservacionista

MMíínimo de mobilizanimo de mobilizaçção do solo, utilizando ão do solo, utilizando

escarificadores para a sua realizaescarificadores para a sua realizaçção.ão.

Tipos de preparo do soloConservacionistaConservacionista

Tipos de preparo do solo

Sem preparoSem preparo

(Plantio Direto)(Plantio Direto)

MMíínima mobilizanima mobilizaçção do solo com maior ão do solo com maior

economia de combusteconomia de combustíível e utilizavel e utilizaçção de ão de

mmááquinas.quinas.

Tipos de preparo do soloSem preparoSem preparo

(Plantio Direto)(Plantio Direto)

Tipos de preparo do solo

ComparativoComparativo

Erosão insignificante aumento da matéria orgânica, ciclagem de nutrien-tes e acúmulo na camada superficial

Erosão elevada perdas de matéria orgânica e nutrientes

⇓⇓

Não-revolvimento do solo e manu-tenção dos resíduos culturais na superfície

Revolvimento do solo e incorporação dos resíduos culturais

⇓⇓

Plantio Direto Preparo Convencional

Teoria Geral da Aração

ReestruturaReestruturaçção da camada arão da camada aráável;vel;

Melhoria da aeraMelhoria da aeraçção e ão e umidificaumidificaççãoão;;

HomogeneizaHomogeneizaçção das condião das condiçções de fertilidade;ões de fertilidade;

Controle de plantas concorrentes;Controle de plantas concorrentes;

Controle de insetos, ovos, larvas e ninhos.Controle de insetos, ovos, larvas e ninhos.

Teoria Geral da Aração

Teoria Geral da Aração

d c

a b=b'

a' d' a''

d''b''

c'=c''

135 O

Teoria Geral da Aração

Toda a araToda a araçção vem a ser um ão vem a ser um

preparo de solo, mas nem todo o preparo de solo, mas nem todo o

preparo de solo preparo de solo éé uma arauma araçção!ão!

****

Equipamentos

Arados de Arados de aivecasaivecas;;

Arados de discos;Arados de discos;

independentesindependentes

interdependentesinterdependentes

Arados de aivecas

Arados de aivecas

Arados de aivecasPartes componentes

A

E

D

C

B

Arados de aivecas

Tipos de aivecas

cilíndrica helicoidal mista

Arados de aivecas

Tipos de relha

Arados de aivecas

Tipos de segas

Facão Sega Circular

Arados de aivecasSucção Vertical (1,2cm)

Arados de aivecas

Sucção horizontal (1,2 a 1,8cm)

Arados de discos independentes

Arados de discos independentes

Arados de discos independentes

Partes componentes

A

BC

D

E

DiscosDiscos

Bordas recortadas e Bordas recortadas e discos de tamanho menordiscos de tamanho menor

Solos duros, com raSolos duros, com raíízes zes ou restos vegetaisou restos vegetais

Bordas lisas e discos de Bordas lisas e discos de maior tamanhomaior tamanho

Solos arenosos, pouco Solos arenosos, pouco consistente e limposconsistente e limpos

Disco recomendadoDisco recomendadoTipo de soloTipo de solo

Arados de discos independentes

LTP R PV PR

Arados de discos independentes

Roda estabilizadoraRoda estabilizadora

Arados de discos independentes

Ângulo vertical do disco (15Ângulo vertical do disco (15oo a 25a 25oo))

Arados de discos independentes

Ângulo horizontal do disco (42Ângulo horizontal do disco (42oo a 45a 45oo))

β

L T

P D

Arados de discos interdependentes

Arados de discos interdependentes

Partes componentes

A

BC

D

E

Conjunto porta discos

A

C D

B

Arados de discos interdependentes

Regulagem dos arados

Proporcionar uma araProporcionar uma araçção adequada ão adequada com o mcom o míínimo de esfornimo de esforçço de trao de traçção.ão.

O O úúnico esfornico esforçço atuante no equipamento o atuante no equipamento deve ser para vencer sua resistência a deve ser para vencer sua resistência a tratraçção.ão.

AcoplamentoConceitos BConceitos Báásicossicos

Centro de ResistênciaCentro de ResistênciaCentro de TraCentro de TraççãoãoPonto de engatePonto de engate

L T

C T P E C R

Acoplamento

CR

PECT

Arados montados

Acoplamento ao tratorAcoplamento ao trator

11ºº -- Acoplar ao braAcoplar ao braçço inferior esquerdo do o inferior esquerdo do sistema de engate de três pontos do trator;sistema de engate de três pontos do trator;

22ºº -- Acoplar ao terceiro ponto do sistema de Acoplar ao terceiro ponto do sistema de engate de três pontos do trator;engate de três pontos do trator;

33ºº -- Acoplar ao braAcoplar ao braçço inferior direito do o inferior direito do sistema de engate de três pontos do trator.sistema de engate de três pontos do trator.

Para um perfeito acoplamento o arado deve ser centralizado em relação ao eixo longitudinal do trator, da seguinte maneira:

- Torre do arado alinhada com o terceiro ponto do trator; veri-ficando se as distâncias dos braços inferiores do hidráulico são iguais em relação aos pneus.

Arados montados

Em local plano fazer o nivelamento no sentido trans-versal e longitudinal.

No sentido transversal o nive-lamento é feito pela manivela do braço inferior direito siste-ma de engate de três pontos, medidas H iguais.

No sentido longitudinal é feito através do 3º ponto, devendo-se deixar o primeiro corpo mais alto que os demais.

Arados montados

Regulagem de profundidadeArados de Arados de aivecasaivecas

VariaVariaçção da sucão da sucçção vertical;ão vertical;

Regulagem de profundidadeArados de Arados de aivecasaivecas

Roda de profundidade;Roda de profundidade;

A - para solos com fácil penetração, discos ficam mais inclinados. Maior ângulo vertical.B - para solos em condições normais de trabalho.C- para solos duros de difícil penetração, discos trabalham menos inclinados. Menor ângulo vertical.

Regulagem de profundidade

A

B

C

Arados de discosArados de discosVariação do ângulo vertical - através do 3º ponto ou diretamente nos discos;

Através dos furos D e Eexistentes na estrutura do arado (ângulo horizontal).

D

E

Regulagem de profundidadeArados de discosArados de discos

Variação do ângulo horizontal, através do eixo transversal ou diretamente nos discos;

eixo transversal

Em solos leves e soltos; trabalhar com maior pressão a fim de surportar parte do peso do arado.

Em solos duros; reduzir a pressão da mola, com maior transferência de peso aos discos.

Regulagem de profundidadeArados de discosArados de discosPressão na mola da roda estabilizadora

Regulagem de profundidade

Arados de Arados de discosdiscos

Adição de peso a estrutura do arado

Regulagem da estabilidade lateralArados de discos montadosArados de discos montados

VariaVariaçção da posião da posiçção do eixo transversal;ão do eixo transversal;

Regulagem da estabilidade lateral

Arados de discos montadosArados de discos montados

BraBraçços inferiores do os inferiores do sistema de engate de 3 sistema de engate de 3 pontos;pontos;

Regulagem da estabilidade lateral

Arados de discos montadosArados de discos montados

Roda Roda estabilizadoraestabilizadora; ; variavariaçção de seu ão de seu ângulo com relaângulo com relaçção a ão a linha de deslocamento linha de deslocamento do arado;do arado;

Regulagem da estabilidade lateralArados de Arados de aivecasaivecas

VariaVariaçção da sucão da sucçção horizontal;ão horizontal;

Regulagem da estabilidade lateral

Arados de Arados de aivecasaivecas montadomontado

Caso possua roda Caso possua roda estabilizadoraestabilizadora servem as servem as mesmas consideramesmas consideraçções feitas para os arados de ões feitas para os arados de discos;discos;

Para os braPara os braçços inferiores do sistema de engate os inferiores do sistema de engate de três pontos são mantidas as mesmas de três pontos são mantidas as mesmas consideraconsideraçções feitas para os arados de discos;ões feitas para os arados de discos;

Escarificadores

Escarificação

EscarificadoresPartes componentes

D

A

B

C

Escarificadores

Ponteiras

Escarificadores

Hastes

Regulagem dos escarificadores

Espaçamento entre hastes

1 a 1,5 vezes a profundidade de trabalho

1,5 a 2,0 vezes a profundidade de trabalho

Ponteiras Estreitas

Ponteiras Largas

Profundidade crProfundidade crííticatica

Profundidade crProfundidade crííticatica

NS

Pc

Profundidade crProfundidade crííticatica

Profundidade crProfundidade crííticatica

Kostristsyn (1956) relação P/L = 7;

Miller (1971) relação P/L = 12 a 14

Godwin (1974) relação P/L = 10 a 16 (solo

franco arenoso, friável);

O’Callaghan e Farrelly (1964); relação

P/L = 1 (argila plástica e solo franco-argiloso);

Profundidade crProfundidade crííticatica

Fatores que afetam:

- ângulo de ataque; quanto menor maior a Pc,

para a mesma relação P/L.

- textura e umidade do solo; seco e granular,

maior Pc.

Enxadas rotativas

Enxadas rotativas

Enxadas rotativas

Partes componentes

A

E F

D

C

B

G

Enxadas rotativasPartes componentes

L Reto CL Reto C

Enxadas rotativas

Lâminas

Enxadas rotativas

Posicionamento das lâminas no eixo

Regulagens das enxadas rotativasVelocidade de avanço (4 a 9km.h-1);Rotação das lâminas (122 a 216rpm);Profundidade de trabalho (10 a 20cm);Posição da placa de impacto.

Subsoladores

Subsoladores

Subsoladores

Subsoladores

Subsoladores

Subsoladores

Subsoladores

Subsoladores

Partes componentes

D

E

F

G

A B C

Subsoladores

Hastes

Grades Agrícolas

De dentes;De dentes;

De discos;De discos;

Grades Agrícolas

Grades agrícolas de dentes

Grades agrícolas de dentes

Grades agrícolas de discos

Grades agrícolas de discos

Partes componentes

A

C

B

Grades agrícolas de discos

Partes componentes

Disco recortado

Disco liso

Grades agrícolas de discos

Simples ação

Grades agrícolas de discosSimples ação

Grades agrícolas de discos

Dupla ação

Grades agrícolas de discosDupla ação

Grades agrícolas de discosEm “V” (excêntrica)

α

β

L S

Grades agrícolas de discosEm “V” (excêntrica)

Grades agrícolas de discosEm “X” (tandem)

Grades agrícolas de discos

Leves Ø discos < 0,56m

Médias Ø discos 0,61m a 0,71m

Pesadas Ø discos > 0,76m

Regulagem das grades agrícolas

De discos De discos alinhamento longitudinal e transversal com alinhamento longitudinal e transversal com

o trator;o trator;variavariaçção do ângulo horizontal dos discos.ão do ângulo horizontal dos discos.

De dentes De dentes alinhamento longitudinal e transalinhamento longitudinal e trans--

versal com o trator;versal com o trator;variavariaçção da inclinaão da inclinaçção e espaão e espaççaa--

mento entre os dentesmento entre os dentes..

Obrigado

pela

Atenção!