A competitividade imposta ao setor produtivo obriga o empresário rural a racionalizar o uso de insumos nas áreas de cultivo, com vistas a aumentar a produtividade e diminuir os custos de produção. Além disso, a preocupação da sociedade com o ambiente origina uma pressão sobre o uso de combustíveis fósseis, que são os responsáveis pela emissão de gases poluentes.

Estima-se que, o motor de ciclo Diesel é utilizado em mais de um milhão de tratores e colhedoras no Brasil. Por ser um combustível de origem mineral e devido ao preço de comercialização, o consumo de óleo Diesel de um trator torna-se um dos aspectos mais importantes a considerar no momento da sua aquisição e utilização. Neste sentido, faz-se necessário conhecer os fatores que interferem no consumo de combustível, para que seja o mais eficiente possível. Lastragem, carga imposta na barra de tração, transferência de peso, tipo de rodado e pneu e velocidade, são alguns fatores.

Além destes, o conhecimento de estratégias de condução pode auxiliar os agricultores a reduzirem os custos de produção. Mas o que são estratégias de condução? Tradicionalmente, os tratores são conduzidos mediante a gestão independente do motor e da transmissão (Figura 1). No motor altera-se sua rotação, por meio dos aceleradores, de pé e de mão, e na transmissão altera-se sua relação, por meio das alavancas da caixa de marchas. Modernamente, com a introdução da eletrônica embarcada em tratores agrícolas, o gerenciamento do motor e da transmissão passa a ser automático e simultâneo. Assim, a gestão conjunta de ambos os componentes, que também pode ser manual, é uma estratégia de condução, que tem por objetivo reduzir o consumo de combustível ao nível mais baixo possível.

Um exemplo é a tecnologia CVT (Continuously Variable Transmission) que, de forma simplificada e sem que o operador perceba, uma central eletrônica reconhece o momento ótimo de alterar a rotação do motor e a relação de transmissão, para qualquer operação. Isto proporciona adequado aproveitamento da potência e da transformação do combustível em energia. Também com o objetivo de reduzir o consumo de combustível, pesquisadores norte-americanos desenvolveram uma técnica conhecida como: Gear Up and Throttle Down, ou Shift Up, Throttle Back, que pode ser traduzida para a língua portuguesa como: Marcha Longa e Aceleração Reduzida.

Esta é uma estratégia de condução gerenciada manualmente, pelo próprio operador. Com o objetivo de quantificar a economia de combustível de um trator agrícola utilizando a técnica descrita acima, foi realizado um trabalho de pesquisa, em campo, em uma área experimental pertencente à Universidade Federal de Santa Maria. Durante a operação de gradagem (Figura 2), o trator foi conduzido de dois modos diferentes e, em três velocidades de trabalho. Em função da rotação do motor e da relação de transmissão de cada marcha foram determinados os modos de condução do trator.

A relação de transmissão ou índice de transmissão (it) foi determinada a partir do número de dentes das engrenagens da transmissão (caixa de marchas e de grupos), diferencial e redução final, gentilmente fornecido pelo fabricante. Sabendo disso e de posse de outros fatores, por meio da equação matemática abaixo, foi determinada a velocidade teórica de trabalho do trator.

V=3,6×(2×π×n×RI)/(60×it)
Em que,
V - velocidade teórica de trabalho, km/h;
π - constante matemática (3,141593);
n - rotação do motor, rpm;
RI - raio índice¹, m, e.
it - índice de transmissão total (adimensional).

Foram utilizadas a 3ª marcha (2ªRB - segunda marcha, caixas Reduzida e Baixa), 5ª marcha (3ªRB - terceira marcha, caixas Reduzida e Baixa) e a 7ª marcha (1ªDB - primeira marcha, caixas Direta e Baixa) as quais, para a rotação de 2.000 rpm do motor, corresponderam às velocidades teóricas de trabalho de 3,50 km/h, 6,70 km/h e 9,80 km/h, respectivamente. Esta variação de velocidade foi proposta para contemplar a ampla diversidade de operações realizadas em campo, principalmente, as de preparo convencional do solo que, em algumas culturas agrícolas, ainda se faz necessário.

Para equalizar as mesmas velocidades de trabalho pré-definidas (3,50; 6,70 e 9,80 km/h), selecionou-se uma rotação menor do motor (1.600 rpm), porém marchas mais longas de trabalho, a 4ª marcha (2ªRA - segunda marcha, caixas Reduzida e Alta), 6ª (3ªRA - terceira marcha, caixas Reduzida e Alta) e a 8ª (1ªDA - primeira marcha, caixas Direta e Alta). Assim, foram caracterizados os dois modos de condução do trator: Aceleração Máxima (AM) e Marcha Longa e Aceleração Reduzida (MLAR). A representação esquemática das rotações do motor e marchas de trabalho utilizadas no experimento é apresentada na Figura 3.

Foram quantificados os consumos: horário (L/h), específico (g/kW/h) e operacional (L/ha) de combustível. De forma direta, por meio de um fluxômetro, foi determinado o consumo horário de combustível. A partir deste consumo e da potência na barra de tração, conhecida por meio de uma célula de carga, foram obtidos os valores do consumo específico de combustível do motor, por meio da equação matemática abaixo.

Cs=(Ch×r×1000)/NBT
Em que,
Cs - consumo específico de combustível, g/kW/h;
Ch - consumo horário de combustível, L/h;
r - densidade relativa do combustível, kg/L, e;
N_BT - potência na barra de tração, kW.

Já, o consumo operacional de combustível foi determinado por meio da relação entre o consumo horário de combustível e a capacidade de campo efetiva. A capacidade de campo efetiva foi determinada pela relação entre a área útil da parcela trabalhada e o tempo gasto no percurso da parcela. Como resultados da pesquisa verificou-se que, os valores de consumo horário de combustível foram maiores utilizando-se a rotação de 2.000 rpm, para todas as velocidades de trabalho avaliadas quando comparados com a rotação de 1.600 rpm.

Observa-se ainda que, o aumento do consumo horário de combustível é linear à medida que a velocidade de trabalho aumenta O consumo específico de combustível foi maior na rotação de 2.000 rpm, para as velocidades de 3,50 e 6,70 km/h, não diferindo da rotação de 1600 rpm para a velocidade de 9,80 km/h. Percebe-se o declínio no consumo específico com o aumento da velocidade. Isto ocorre em função da maior exigência de potência na barra de tração pela grade niveladora, nesta velocidade.

Os valores de consumo operacional de combustível foram maiores ao utilizar o modo de condução AM em relação ao MLAR, para as três velocidades estudadas. Para rotações menores do motor e marchas longas de trabalho, se obtém economia de combustível no que diz respeito à área trabalhada. Na Tabela 1, é apresentado o resumo dos resultados da pesquisa. Neste artigo, foi abordada uma maneira racional de conduzir tratores agrícolas, o que chamamos de “estratégias de condução”.

Pode-se concluir que, o modo de condução “Marcha Longa e Aceleração Reduzida” pode ser utilizado como uma estratégia de condução de tratores, pois se obteve economia de até 22,43% de óleo Diesel em relação ao modo “Aceleração Máxima”, o que torna a produção agropecuária mais lucrativa e sustentável. Salienta-se que, esta estratégia de condução não pode ser utilizada em todas as operações agrícolas mecanizadas.

Operações que exigem elevada demanda de potência do motor requerem rotações elevadas, com maior reserva de torque, para suportar sobrecargas momentâneas. É uma prática de economia de combustível que pode ser utilizada quando as cargas na barra de tração são menores que 75% da potência nominal do motor.