Análise da demanda energética de implementos a tração animal nos sistemas convencional e direto

Ricardo Ralisch1; Roland Pirot2 e Augusto Guilherme de Araújo31Professor do Centro de Ciencias Agrárias da Universidade Estadual de Londrina, Caixa Postal 6001, Cep 86051990 - Londrina, PR, ralisch@uel.br ; 2Pesquisador do CIRAD (Centro de Cooperação Internacional em Pesquisa Agronômica para o Desenvolvimento), Mecanização Agrícola, Montpellier, França; 3 Pesquisador do IAPAR (Instituto Agronômico do Paraná), Área de Engenharia Agrícola, Londrina/PR. Trabalho publicado nos Anais do III Encontro Latino Americano Sobre Plantio Direto na Pequena Propriedade

Introdução

Criado visando a diminuição das operações agrícolas e, consequentemente, o consumo de combustíveis e o custo da produção, o sistema de semeadura direta teve grande repercussão na agricultura paranaense e brasileira como alternativa viável ao controle de erosão. Iniciada, no Brasil, em meados da década de 70, a prática se expandiu rapidamente, apesar de ter sofrido algumas variações e adequações às condições regionais, principalmente nas lavouras mecanizadas. Não obstante as dificuldades que surgiram ao longo da evolução da adoção do sistema, atualmente, são evidentes seus benefícios quanto ao aumento da sustentabilidade do processo produtivo, preservação dos recursos naturais e melhoria da produtividade das culturas. Tais benefícios são acessíveis, também, às regiões que adotam a tração animal como principal fonte de potência, em consequência das pesquisas realizadas visando o desenvolvimento de equipamentos e demais técnicas adaptadas. Neste caso, além dos benefícios técnicos e ambientais, são importantes, também, os aspectos positivos do sistema quanto à redução das operações agrícolas e, portanto, da penosidade do trabalho humano e animal. Esse trabalho tem como objetivo avaliar o esforço requerido por algumas operações agrícolas à tração animal, nos sistemas convencional e direto, visando quantificar a redução do consumo energético com a mudança do sistema.

Metodologia

Na determinação do esforço de tração foi utilizada uma célula de carga extensométrica, com capacidade de 2000 kgf, instalada no ponto de engate entre o arreiamento e o implemento. Quando as condições da superfície do solo permitiram, utilizou-se um radar de ultrasom para determinar as velocidades instantâneas de operação. Em caso contrário, a velocidade foi calculada através da medição, com um cronômetro, do tempo gasto para percorrer a parcela. Os dados coletados pelos sensores foram armazenados por uma central de aquisição, modelo 21X da Campbell Scientific, controlada por um operador que caminhou lateralmente ao implemento. Os ensaios foram realizados na estação experimental do Iapar em Ponta Grossa, num solo do tipo Latossolo Bruno, com textura argilosa e relevo suave ondulado, durante os dias 24 e 25 de setembro de 1997. A cobertura vegetal era aveia preta (Avena strigosa schreb). Foram avaliados um arado de aiveca reversível, modelo regional, uma grade de oito discos de ação simples, um rolo faca e a semeadora direta modelo Ryc. Os tratamentos foram os seguintes: - preparo convencional com rolagem da aveia preta, seguida do arado de aiveca e duas gradagens, sendo a primeira executada para corte do material sobre o terreno (eixos dos discos com ângulo menor que 180°) e a segunda para nivelamento (eixos dos discos alinhados). - semeadura direta de feijão com a semeadora Ryc, sobre aveia preta rolada. Cada tratamento foi avaliado em uma parcela de 150 m2 (5x30m). Os animais utilizados foram um cavalo e um muar, atrelados um ao outro, com pesos aproximados de 450 e 300 kgf, respectivamente.

Resultados e discussão

A umidade gravimétrica do solo entre 0 e 10 cm de profundidade era, em média, de 29% e entre 10 e 20 cm, de 21,6%. A densidade do solo, determinada com anel volumétrico, era de 1,07 g/cm3 , entre 0 e 10 cm de profundidade, e de 1,11 g/cm3 , entre 10 e 20 cm. A cobertura vegetal de aveia preta apresentou, em média, 10,6 toneladas de matéria seca por hectare. Os resultados médios dos esforços de tração e potência requerida são mostrados na tabela 1. No cálculo dos valores de força média de tração foram selecionados, para cada implemento, os deslocamentos que não apresentaram interrupções ao longo da parcela. Assim sendo, os dados da tabela 1 foram calculados considerando 101 registros para o arado de aiveca, 183 registros para a grade de discos no corte, 92 para a grade no nivelamento, 174 para o rolo faca e 188 para a semeadora Ryc. De acordo com os dados mostrados na tabela 1, os maiores valores da força de tração foram registrados nas operações de aração e gradagem para corte da cobertura, onde a movimentação do solo foi mais intensa. O valor da força de tração do arado de aiveca foi, aproximadamente, 40% superior ao obtido por Araújo (1987), com o mesmo modelo do implemento, possivelmente devido ao teor de argila mais elevado, à maior umidade do solo e profundidade de trabalho nesse experimento. No caso da grade de discos, o esforço de tração foi cerca de 20% menor, nesse experimento, em relação aos dados obtidos por Casão (1986). O esforço de tração obtido por Casão & Yamaoka (1991) trabalhando com a semeadora direta modelo Gralha Azul, foi de 784 N, o que está muito próximo ao valor exigido pela semeadora direta Ryc (834 N). Os valores dos coeficientes de variação da força, para cada implemento, ficaram entre 14 e 20% (tabela 1), O sistema convencional de manejo do solo demandou 1704 kJ para o preparo da parcela enquanto o direto requereu apenas 337 kJ, o que representa uma redução de cerca de 80% no consumo energético do animal. A potência máxima requerida no sistema convencional atingiu 2,27 kW na operação de aração. No sistema direto, a semeadura foi a operação mais exigente em potência, requerendo 1,4 kW. Os valores de força de tração e potência requerida para a aração foram muito superiores aos valores de referência determinados segundo Goe & McDoweel (1980), para uma jornada diária de trabalho (900 N e 0,85 kW para os animais avaliados). Isso se deve, provavelmente, ao tempo reduzido de trabalho na parcela (cerca de 1 hora para aração) o que possibilitou aos animais manterem uma velocidade e força de tração mais alta. Durante uma jornada mais longa, pode-se esperar um declínio dos valores de velocidade e força de tração, o que resultará no impedimento da continuidade do trabalho com o arado. No caso da semeadora direta, a força de tração está compatível com os valores indicados para esses animais (Goe & McDoweel,1980), embora a potência requerida esteja pouco acima dessa referência. Isso se deve, tambem, ao curto período de trabalho na parcela. Com o aumento da jornada, haverá redução na velocidade de trabalho e, portanto, na potência requerida sem, contudo, impedir a continuidade da operação. Do ponto de vista da demanda energética, o sistema de semeadura direta mostrou-se vantajoso quanto ao número de operações necessárias e à demanda energética. Isto reflete positivamente na preservação física do animal pois, além do menor esforço necessário, há uma menor jornada de trabalho, o que permite escolher os melhores períodos do dia para realização das operações. Outro aspecto positivo é o maior conforto do operador, visto que a diminuição das operações acarreta diminuição proporcional do caminhamento para condução do animal, tornando a operação menos desgastante ao produtor rural.

Tabela 1. Força e potência requeridas pelos implementos a tração animal. Ponta Grossa - PR, 1997.

Implemento

Operação (m)

Força (N)

cv1 da força

Energia2 (kj)

Potência (kw)

largura

profundidade

Arado aiveca

0,21

0,16

1720

19,4%

1135

2,27

Grade discos (corte)

1,25

0,10

1322

14,3%

317

1,82

Grade discos(nivelamento)

1,50

0,05

832

15,7%

100

1,15

Rolo faca

1,00

----

634

20,6%

152

0,87

SemeadoraDireta Ryc

----

0,10*

834

18,0%

225

1,40

* Profundidade de regulagem da semeadora1 Coeficiente de variação2 Para realização da operação na parcela

Conclusões

Pode-se concluir que:

além dos aspectos conservacionistas, o sistema de plantio direto acarreta diminuição da demanda energética e, consequentemente, dos custos da mecanização;

a redução da demanda energética foi de, aproximadamente, 80% em relação às operações de preparo do solo convencional;

as operações mais demandadoras de potência foram a aração com 2,27 kW no convencional e a semeadura, com 1,4 kW no sistema direto. Isso representou uma redução aproximada de 38% na demanda de potência;

o sistema de plantio direto poupa o animal e melhora as condições de trabalho do produtor e dos animais.

Referencias Bibliográficas

ARAÚJO, A.G. Estudo e caracterização de implementos de preparo primário do solo a tração animal em solo Cambissolo Álico no município de Rio Azul - PR. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA, XIV, São Paulo, 1987. Anais...São Paulo, 1987. p.253-7.

CASÃO JR., R. Avaliação e desenvolvimento de equipamentos para manejo do solo em terras de baixa aptidão agrícola. In: INSTITUTO AGRONÔMICO DO PARANÁ, Londrina, PR. Programa Recursos Naturais - Relatório de subprojeto 1986. Londrina, 1986.

CASÃO JR., R. & YAMAOKA, R. Desenvolvimento de semeadora-adubadora direta a tração animal. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA, XIX, Piracicaba, 1990. Anais... Piracicaba, 1990. p.766-77.

GOE, M.R. & MCDOWEEL, R.E. Animal traction: Guidelines for utilization. Ithaca, New York, Cornell University, 1980. 84 p.