Aperfeiçoamento na unidade de semeadura

Ruy Casão Junior Pesquisador, Dr. – Instituto Agronômico do Paraná - IAPAR - Londrina-PR - E-mail: ruycasao@iapar.brColaboradores: Cristian Fabiano Campos – Designer – estagiário Iapar/PIBQ-CNPq;Gustavo Adolfo Costa de Queiroz – Eng. Computação – estagiário Iapar/PIBIQ-CNPq eLuciana Iurkiv – estudante de Agronomia UNIOESTE – estagiária Iapar

As semeadoras adubadoras de precisão para plantio direto popularmente conhecidas como ”plantadeiras” evoluíram muito desde 1972, quando o pioneiro Herbert Bartz iniciou este sistema em Rolândia no Paraná.

Em plantio direto, o revolvimento do solo deve ser mínimo. As máquinas semeadoras devem cortar a palha sobre a superfície do solo, evitando assim, embuchamento nos demais componentes. Devem abrir um sulco para depositar o fertilizante na dosagem, posição e profundidade adequada. Este sulco deve ser fechado e em seguida aberto novamente para a deposição das sementes na dosagem, posição e profundidade desejada. Após isso, ele deve ser fechado com terra, retornando também a palha anteriormente retirada da linha de semeadura sobre o sulco e finalizar com uma adequada compactação do solo lateralmente às sementes, para que essas absorvam água durante seu processo de germinação e emergência. Observa-se que para cumprir essas funções a ”plantadeira” deve possuir um conjunto de sistemas e componentes.

As indústrias contribuíram muito para o aperfeiçoamento dessas máquinas, assim como os produtores, Instituições de pesquisa e técnicos do setor. Hoje o mercado nacional é atendido por 18 indústrias com aproximadamente 280 modelos, apresentando diferentes estratégias de projetos. O Iapar, por exemplo, já avaliou 60 semeadoras de precisão nos últimos 7 anos, divulgando os resultados em exposições dinâmicas.

Nos últimos anos, os pesquisadores Rubens Siqueira e Ruy Casão Junior do Iapar têm estudado e divulgado a vantagem de inserir hastes sulcadoras projetadas adequadamente para abertura de sulcos de fertilizantes, onde não é possível a utilização de componentes do tipo discos. Estas hastes podem reduzir muito a potência exigida pela ”plantadeira” e mobilizar menos o solo no sulco, mas mesmo com hastes bem projetadas há necessidade de realizar o bom acabamento após a semeadura, devido a mobilização de solo que esta provoca.

A Figura 1 mostra a proposta do Iapar de uma haste sulcadora com ângulo de ataque da ponteira de 200, espessura da ponteira de 20 mm e 13 mm de espessura da haste. A relação H/L indica o efeito da curvatura da haste, propondo-se um desenho parabólico.

A haste durante seu movimento deve atuar no solo comprimindo-o para frente e para cima, fazendo com que este se rompa em camadas transversais devido a esforços de cisalhamento, que correspondem ao modo natural de ruptura do solo. Quando a haste apresenta uma geometria apropriada o esforço para sua ruptura é mínimo e a mobilização é menor. A figura 2 mostra a direita uma haste com desenho parabólico rompendo o solo segundo o explicado acima e a esquerda uma haste reta com uma ponteira larga na extremidade. Observa-se neste caso, que o solo ao ser comprimido para frente rompe-se como estivesse explodindo, lançando este a uma distância maior e exigindo mais energia para isto.

Outro fator que deve ser considerado é a profundidade crítica, ou seja, a profundidade máxima em que o solo se rompe lateralmente ao deslocamento da haste. Abaixo desta o solo não se rompe lateralmente, comprimindo-se nas laterais e soleira do sulco, provocando compactação nesta região.

Estudos realizados no Iapar pelo estagiário Gustavo Adolfo Costa de Queiroz com o objetivo de relacionar vários parâmetros de solo (umidade, densidade, resitência a penetração), operacionais (profundidade e velocidade de trabalho) e de características da haste (largura e ângulo de ataque da ponteira e relação H/L), procuraram obter um modelo matemático que representasse o fenômeno físico, efetuando experimentação a campo. Posteriormente foram complementados por ensaios de Luciana Iurkiv, ambos orientados por Ruy Casão Junior.

A figura 3 mostra que a força horizontal exigida para tracionar uma haste aumenta a medida que aumenta o ângulo de ataque, espessura da ponteira e a relação H/L. Uma haste com 200 de ângulo, 15 mm de espessura e 0,6 de H/L exigiu 147 kgf e outra com 600, 45 mm e H/L de 1,8 exigiu 240 kgf, trabalhando a 6 km/h e a 10 cm de profundidade em Londrina.

Da mesma forma a figura 4 mostra que a área mobilizada por uma haste aumenta a medida que aumenta o ângulo de ataque, espessura da ponteira e a relação H/L. Uma haste com 200 de ângulo, 15 mm de espessura e 0,6 de H/L abriu um sulco com 50 cm2 de área mobilizada e outra com 600, 45 mm e 1,8 de H/L a área mobilizada foi de 140 cm2.

Após a deposição das sementes geralmente feita no interior dos discos duplos, estas devem permanecer na profundidade desejada, a distâncias uniformes, recobertas com solo e palha sobre o sulco. Da mesma forma, as sementes devem estar em íntimo contato com as partículas de solo para que absorvam água com facilidade, sem ocorrência de bolsões de ar e crostas formadas pelo selamento da superfície do solo. Esta é a fase que chamamos de acabamento de semeadura. O Iapar realizou vários estudos junto a produtores de avaliações de semeadoras e em campos experimentais, procurando os componentes que melhor efetuem o aterramento e compactação solo semente.

Em primeiro lugar, o que se deseja é que a palha existente sobre a superfície do solo permaneça sobre o mesmo após a passagem da ”plantadeira”, ou seja, o ”plantio direto invisível”, sendo que muitos sabem dos benefícios dessa palha e das pesquisas já realizadas com plantas de cobertura.

O solo descoberto no sulco de semeadura aquece e perde água mais rapidamente, pode provocar selamento superficial, erosão, aumentar a ocorrência de plantas daninhas entre outros problemas. Assim, componentes aterradores, que retornem o solo e a palha anteriormente removidos pelas hastes ou discos são muito importantes.

A maioria das ”plantadeiras” existentes no mercado nacional não possuem componentes aterradores especializados segundo os critérios do Iapar. O que predomina são máquinas com discos duplos desencontrados para abertura de sulco e com rodas paralelas de controle de profundidade para sementes, sendo as mais modernas oscilantes, seguidas de uma roda compactadora em ”V”, com possibilidade de alterar sua abertura frontal e vertical. A figura 5 mostra esta opção e a grande redução de palha que este conjunto pode promover.

Segundo os critérios do Iapar a inclinação das rodas compactadoras em ”V” não é suficiente para efetuar um bom aterramento, principalmente quanto a palha, que é lançada lateralmente ao sulco a mais de 10 cm pelos componentes rompedores de solo (discos de corte e hastes sulcadoras). Aumentando-se o diâmetro dessas rodas, pode-se conseguir um melhor aterramento, mas perde-se no efeito de compactação. Sem considerar que em curvas elas podem compactar fora da posição das sementes ou até desenterrá-las.

Nos últimos anos têm surgido mais fabricantes preocupados com esses componentes. A melhor alternativa para chegamento de solo e palha ao sulco são os discos aterradores muito usados no passado no sistema de semeadura convencional. Sendo que três fabricantes usam em suas ”plantadeiras”. Outra alternativa utilizada por seis fabricantes, são as rodas aterradoras de formato cônico e inclinadas em 250 em relação a direção de deslocamento da máquina. Podem ser de ferro fundido, forjado ou recobertas com borracha. Outros fabricantes têm o componente, mas a regulagem de abertura não é muito superior a 100. Em dinâmicas, promovidas pelo Iapar, vários fabricantes manifestaram interesse introduzir esses componentes como alternativas para seu produto.

Nas pesquisas com produtores de referência na região lindeira a represa de Itaipu, por exemplo, as ”plantadeiras” trabalhando com hastes sulcadoras para abertura de sulco de fertilizante que não utilizaram componentes aterradores após a semeadura, reduziram em 33,2% em média na cobertura originam de palha sobre o terreno. As que utilizaram discos aterradores 19,1%, as com rodas aterradoras 25,2% e as que usaram discos duplos desencontrados 10,3%. Destaca-se que em solos argilosos, densos e com compactação superficial as máquinas com discos apresentam problemas para se aprofundar no solo. A figura 6 apresenta estes resultados.

Nos estudos do Iapar com avaliações de 60 ”plantadeiras” as máquinas que não possuíam aterradores reduziram de 16% a 48% a cobertura original com palha e as que possuíam este componente, sejam de discos ou rodas inclinadas, reduziram de 10% a 24%.

Pesquisa realizada no Centro Experimental do Iapar em Londrina pelo estudante de Desenho Industrial Cristian Fabiano Campos e orientado por Ruy casão Junior, com diferentes sistemas de acabamento de semeadura deixaram evidente a importância do sistema adequado de aterramento, associado a uma roda compactadora. A figura 7 mostra estes resultados.

A figura 7 mostra os resultados desse estudo, realizado com diferentes sistemas de acabamento de semeadura. Foi utilizado uma unidade de semeadura padrão composta de um disco de corte liso e a haste sulcadora recomendada pelo Iapar. Todas as unidades utilizaram um disco duplo desencontrado para abertura de sulco de sementes, mas variaram o sistema de controle de profundidade de sementes, o sistema de aterramento e o de compactação.

No primeiro caso, o conjunto não possuía sistema de aterramento e sim duas rodas paralelas de controle de profundidade e compactadores em ”V”. Observa-se que a emergência do feijão foi de 35%. No segundo caso, as rodas paralelas foram inclinadas em 100 para facilitar no aterramento. Somente esta mudança fez com que a emergência aumentasse para 53% devido ao melhor aterramento e a menor redução da palha sobre o sulco. Considera-se que o solo estava na consistência friável durante a semeadura e depois não ocorreram chuvas no mês de junho de 2003.

No terceiro caso, havia discos aterradores inclinados e uma roda compactadora atrás recoberta com borracha lisa e flexível (Discos CL). Como o aterramento foi perfeito e diminuiu a redução da palha, a emergência do feijão aumentou para 77%. Observa-se que a roda compactadora, por ser lisa, provocou 90% de selamento superficial. O que não foi observado no quarto caso, que difere do terceiro por usar uma roda compactadora com ressaltos e um sulco em seu centro (Discos CSR). Como conseqüência, melhorou ainda mais a emergência para 88%. Esta opção é apresentada na figura 8.

Nos quinto e sexto casos, foram utilizados as rodas de controle de profundidade dos discos a frente dos discos duplos, com os discos aterradores atrás e seguido de rodas compactadoras estreitas e revestidas de borracha, sendo a quinta unidade sem sulco (CP discos CL) e a sexta com um sulco no meio para não pressionar o solo sobre as sementes (CP discos CS). O desempenho foi ótimo e bem parecido sendo que com a roda compactadora sem sulco houve 14% de selamento superficial.

Dados para referências bibliográficas: Revista Plantio Direto, edição nº 81, maio/junho de 2004. Aldeia Norte Editora, Passo Fundo-RS.